一种电力电缆路径探测装置的制作方法

文档序号:15523186发布日期:2018-09-25 20:10阅读:459来源:国知局

本实用新型涉及一种电力电缆路径探测装置,属于电缆路径探测及故障诊断技术领域。



背景技术:

由于电力电缆在敷设时施工图纸并不一定和实际敷设路径一致,或者因时间久远,人员发生变动等缘故,导致当时的施工图纸难以找到,此时就需要通过电力电缆路径查找来解决确认敷设路径和电缆识别的问题。

在电力电缆路径查找的问题上,大多数厂家采用将音频信号输入电力电缆中,通过变化的电流信号产生磁场信号,接收机装有磁感应线圈将磁场信号捕捉后进行计算,信号最大点位为电缆位置正上方。

目前,国内相关产品基本由一个发射器和一个接收器组成,由发射器通过耦合或者直连的方式,将音频信号通过电流的方式加载到目标导体上,导体中的电流随导体的路径延生,在导体周围辐射出电磁波信号,接收器感应电磁波信号并处理来完成对目标电缆的探测。但是,管道线路错综复杂,有些情况下,一个槽中出现2条或者3条甚至更多的管线相互层叠,它们之间会相互耦合,在邻近的电缆中也会存在电流信号辐射出电磁波,这种因素对寻找正确的电缆造成了一定的困难,目前国内的产品无法在这种情况下对目标电缆做出准确的判断。

“一种GPS管线仪【专利号201720238069.7】”是基于发射音频信号到电力电缆中,接收机再接收磁场信号和发射机发射出的GPS信号信息来判别电力电缆路径和识别,但是由于发射机和接收机之间传输距离受限制且发射机线盘绕线太多,导致测量距离有限以及携带并不方便 。

“数字式金属管线路径跟踪鉴别装置【专利号200520024149.X】” 是基于将倍频式电流信号输入到电力电缆中,接收机在近处先确认校准发射机发射电流信号的方向,再到远端探测,虽然相对于上述GPS管线仪在电力电缆识别效果上有所提升,但是在线缆复杂区域内,如存在相邻且电缆容抗感抗相差不大的情况下,该装置依然存在无法识别正确电缆的问题。



技术实现要素:

本实用新型目的在于提供一种能够解决现有技术中存在的上述问题,的电力电缆路径探测装置。

本实用新型目的通过以下技术方案实现:

一种电力电缆路径探测装置,包括目标电缆,其特征是,包括发射装置和接收装置,所述的发射装置,用于向目标电缆注入一定频率的音频电流信号,该电流信号在目标电缆周围产生电磁场信号;所述的接收装置,通过拾取该电磁场信号来判断目标电缆路径。

作为优选,所述的发射装置包括依次电连接的第一ARM处理器、第一DSP处理器、数模转换器、滤波器、功率放大电路、变压器和继电器,所述的第一DSP处理器与继电器电连接,继电器连接目标电缆;还包括反馈回路,反馈回路连接目标电缆后输入到第一DSP处理器。

作为优选,所述的反馈回路包括依次电连接的采样电路、放大电路、滤波器和模数转换器。

作为优选,所述的接收装置包括相互连接的第二ARM处理器和第二DSP处理器,所述的第二DSP处理器连接三路磁场传感器处理电路。

作为优选,所述的磁场传感器处理电路包括依次电连接的磁场传感器、二阶高通滤波器、四阶低通滤波器、程控放大电路、四阶低通滤波器和AD采集芯片,三路磁场传感器处理电路的磁场传感器分别为X磁场传感器、Y磁场传感器和Z磁场传感器。

作为优选,所述的三路磁场传感器处理电路的AD采集芯片分别为第一AD采集芯片、第二AD采集芯片和第三AD采集芯片。

作为优选,所述的发射装置和接收装置还分别外接显示器、按键和蜂鸣器。

作为优选,所述的接收装置外接蓝牙和GPS模组。

作为优选,所述发射装置中的第一DSP处理器采用TMS320C6748,第一ARM处理器采用STM32F103。

作为优选,所述接收装置中的第二DSP处理器采用TMS320C6748,第二ARM处理器采用STM32F103。

与现有技术相比,本技术方案具有如下优点:

(1)发射装置通过一种接头和内置线圈,解决了发射装置方便携带的问题;

(2)发射装置通过发射低频,中频,高频等不同频率的音频信号,抗干扰能力强,且针对线缆复杂区域内线缆识别困难的问题上采用频率变换的调制解调技术,有效的解决了该问题;

(3)接收装置采用彩色液晶,可以显示电池电量、信号强度,电缆方位等,方便直观。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实施例发射装置的结构示意图。

图2是本实施例接收装置的结构示意图。

标号说明:第一ARM处理器1、第一DSP处理器2、数模转换器3、滤波器4、功率放大电路5、变压器6、继电器7、目标电缆8、采样电路9、放大电路10、模数转换器11、第二ARM处理器12、第二DSP处理器13、X磁场传感器14、Y磁场传感器15、Z磁场传感器16、二阶高通滤波器17、四阶低通滤波器18、程控放大电路19、第一AD采集芯片20、第二AD采集芯片21、第三AD采集芯片22、外接显示器23、按键24、蜂鸣器25、蓝牙26、GPS模组27。

具体实施方式

以下结合具体实施例来说明本实用新型,下列实施例仅用于说明本实用新型的技术方案,并不限定本实用新型的保护范围。

实施例:

本实施例的产品是一种电力电缆路径探测装置,发射装置给电缆注入特定频率的音频电流信号,该电流在目标电缆8周围产生电磁场,接收装置通过拾取该电磁场信号来判断电缆路径。

如图1所示,本实施例的发射装置具体实现:第一DSP处理器2产生特定频率的信号经过数模转换器3产生音频信号,经过滤波器4滤除高频信号,使信号更加平滑;将音频信号送入功率放大电路5驱动变压器6初级线圈,变压器6次级线圈的不同抽头连接继电器7,用于切换变压器6变比放大输出信号;输出信号加载到目标电缆8上,采样电路9用于采集目标电缆8上的电流电压信号,该电流电压信号经过放大电路10、滤波器4后送入模数转换器11,输入到第一DSP处理器2,形成一个反馈回路。第一ARM处理器1用于人机交互、控制并接收第一DSP处理器2的数据。

发射装置中的第一DSP处理器2采用TMS320C6748。

发射装置中的第一ARM处理器1采用STM32F103。

发射装置中的功率放大电路5采用D类功放电路,其主要芯片是TDA8920。

如图2所示,本实施例的接收装置具体实现:在接收装置中,采用XYZ 3轴磁场传感器感应发射机的输出信号,利用X磁场传感器14、Y磁场传感器15、Z磁场传感器16可以在空间方位上判断电缆的路径方向。每一路磁场传感器处理电路均相同,二阶高通滤波器17主要是滤除50HZ的工频信号,四阶低通滤波器18主要是根据发射装置的输出信号来选择不同的截止频率。第二DSP处理器13接收到ADC模块的信号后,根据信号的强弱来自动调节程控放大电路19,程控放大输出信号送入四阶低通滤波器18进一步滤除干扰信号。第二ARM处理器12用于人机交互、控制并接收第二DSP处理器13的数据。

接收装置中的第二DSP处理器13采用TMS320C6748。

接收装置中的第二ARM处理器12采用STM32F103。

接收装置中的ADC模块包括第一AD采集芯片20、第二AD采集芯片21、第三AD采集芯片22均为同时采样,保证三路磁场传感器的数据为同一时刻的数据,确保了电缆路径的准确性。

本实施例的发射装置和接收装置还分别外接显示器23、按键24和蜂鸣器25,其中,接收装置还外接蓝牙26和GPS模组27,目的是实现交互操作,显示数据参数,方便数据传输。

本实施例产品的主要特点:

(1)发射装置可以根据不同的电缆特性调节音频调制信号的正交调制结果,使波形输出相位为零相位。这样即使在不同的电缆中都可以自适应去调节音频信号的相位,同时音频信号在传输过程中大大减少了信号的衰减程度,提升了自身的抗干扰能力,可测量距离更远;

(2)发射装置可以根据不同的现场条件可以采取不用的信号施加方式,分别是可直接连接被测电缆、可通过夹钳施加信号至电缆和可直接耦合信号到被测电缆。因此,本发明可以适应不用的现场环境,增加了仪器使用的便利性和普遍性;

(3)接收装置可以根据接收到的音频信号强度自动调整增益,实现自适应调节功能。方便用户操作,避免用户因为增益调节不当导致识别跟踪错误。

本实施例的控制流程:发射装置上电以后进行系统初始化,初始化之后判断发射机输出方式,若是夹钳法或耦合法,信号直接输出,如果采用直连法则再次判断是否发射特殊音频信号,是则先对音频信号进行调制,调制后再正交调制保证波形相位控制为零相位再发射,若不是则直接输出信号。接收装置上电以后,先进行系统的初始化,初始化结束以后进行电池检测,若为低电量,则会在液晶显示屏上提示,提示用户及时更换电池,若电量充足,则进行选择信号通道,按发射机发射频率和方式来选择对应的档位进行信号接收,若接收信号为普通音频信号则直接显示信号强度和电缆的左右位置,若接收信号为特殊音频信号则先进行信号正交解调,解调出信号相位,最后结果显示信号强度、电缆位置、电缆方位方位和信号方向。

此外,需要说明的是,本说明书中所描述的具体实施例,其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化,均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围,均应属于本实用新型的保护范围。

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