一种用于输电线路杆塔倾斜监测装置校准的系统及方法
【专利摘要】本发明公开了一种校准系统，用于对输电线路杆塔倾斜监测装置进行校准，所述系统包括：计量标准器，用于设置倾斜角度的目标值，并且根据所述倾斜角度的目标值输出倾斜角度，并显示实际输出倾斜角度的标准值。以及杆塔倾斜监测装置，通过测试接口连接到所述计量标准器，测量所述计量标准器输出的倾斜角度，以确定倾斜角度的测量值。通过比较测量值与标准值来达到校准的目的。本发明提出的校准系统，通过在计量标准器设置测试接口，实现对输电线路杆塔倾斜监测装置的整体校准。
【专利说明】
一种用于输电线路杆塔倾斜监测装置校准的系统及方法
技术领域
[0001]本发明涉及输电线路监测领域，更具体地，涉及一种输电线路杆塔倾斜监测装置的校准系统及方法。
【背景技术】
[0002]随着电力工业的迅速发展，架空输电线路大量兴建，电力输送容量和输送距离迅速增长，因此线路的安全运行变得愈加重要。在地质条件不稳定的地区，输电杆塔容易发生倾斜，当杆塔倾斜角度超过允许范围后，易导致杆塔折断、倒塌等事故，因此，输电杆塔倾斜角度是输电线路设备面临的主要安全问题之一。当杆塔倾斜度超过其允许值后，易导致杆塔折断、倒塌等严重事故。为了防止杆塔出现倒塌及发生断线等事故，在这些特殊地段应用了杆塔倾斜监测装置，该装置安装于采空区的电力杆塔上，实现了对杆塔倾斜状况的监测。
[0003]然而杆塔倾斜监测装置的测量准确度容易受到温度气压等环境变化的影响，且装置自身零点漂移，线性度不高也直接会影响测量的质量，造成测量倾斜角度偏差较大，不能准确反应输电线路杆塔倾斜角度的真实情况。
【发明内容】
[0004]为了解决上述问题，本发明提供一种校准系统，用于对输电线路杆塔倾斜监测装置进行校准，所述系统包括:
[0005]计量标准器，用于设置倾斜角度的目标值，并且根据所述倾斜角度的目标值输出倾斜角度，并显示实际输出倾斜角度的标准值;以及
[0006]杆塔倾斜监测装置，通过测试接口连接到所述计量标准器，测量所述计量标准器输出的倾斜角度，以确定倾斜角度的测量值;通过比较测量值与标准值来对所述杆塔倾斜监测装置进行校准。
[0007 ]优选地，其特征在于，所述计量标准器包括:
[0008]上位机，用于设置倾斜角度的目标值；以及
[0009]下位机，根据所述倾斜角度的目标值输出倾斜角度。
[0010]优选地，其特征在于，所述上位机包括:
[0011]工控机，用于向下位机输出控制指令;以及
[0012]交互接口，所述交互接口包括用于设置倾斜角度的目标值的设置界面和用于控制输出倾斜角度的控制界面。
[0013]优选地，其特征在于，所述下位机包括:
[0014]驱动模块，用于按照所述倾斜角度的目标值输出实际倾斜；
[0015]测量模块，用于对驱动模块输出的实际倾斜的角度进行测量，得到实际输出倾斜角度的标准值;以及
[0016]测试接口，与杆塔倾斜监测装置连接。
[0017]优选地，其特征在于，所述驱动模块包括:数控箱、电机和精密转轴，所述数控箱控制所述电机带动所述精密转轴按照所述倾斜角度的目标值输出实际倾斜。
[0018]优选地，其特征在于，所述测量模块包括:圆光栅和光栅细分卡，所述圆光栅的输出信号经过调理电路后输送至所述光栅细分卡，以及所述光栅细分卡将所接收的信号转换成倾斜角度的实际输出值，所述倾斜角度的实际输出值为所述计量标准器实际输出的倾斜角度的标准值。
[0019]优选地，其特征在于，所述测试接口为校准盘，所述校准盘上设置有多个安装孔，用于安装所述杆塔倾斜监测装置，所述校准盘与所述圆光栅通过精密转轴连接。
[0020]基于本发明的一种校准方法，用于对输电线路杆塔倾斜监测装置进行校准，所述方法包括:
[0021]设置倾斜角度的目标值，并且根据所述倾斜角度的目标值输出倾斜角度，并显示实际输出倾斜角度的标准值;以及
[0022]将杆塔倾斜监测装置通过测试接口连接到所述计量标准器，测量所述计量标准器输出的倾斜角度，输出倾斜角度的测量值;通过比较测量值与标准值来对所述杆塔倾斜监测装置进行校准。
[0023]优选地，其特征在于，所述计量标准器包括:
[0024]上位机，用于设置倾斜角度的目标值；以及
[0025]下位机，根据所述倾斜角度的目标值输出倾斜角度。
[0026]优选地，其特征在于，所述上位机包括:
[0027]工控机，用于向下位机输出控制指令;以及
[0028]交互接口，所述交互接口包括用于设置倾斜角度的目标值的设置界面和用于控制输出倾斜角度的控制界面。
[0029]优选地，其特征在于，所述下位机包括:
[0030]驱动模块，用于按照所述倾斜角度的目标值输出实际倾斜；
[0031]测量模块，用于对驱动模块输出的实际倾斜的角度进行测量，得到实际输出倾斜角度的标准值;以及
[0032]测试接口，与杆塔倾斜监测装置连接。
[0033]优选地，其特征在于，所述驱动模块包括:数控箱、电机和精密转轴，所述数控箱控制所述电机带动所述精密转轴按照所述倾斜角度的目标值输出实际倾斜。
[0034]优选地，其特征在于，所述测量模块包括:圆光栅和光栅细分卡，所述圆光栅的输出信号经过调理电路后输送至所述光栅细分卡，以及所述光栅细分卡将所接收的信号转换成倾斜角度的实际输出值，所述倾斜角度的实际输出值为所述计量标准器实际输出的倾斜角度的标准值。
[0035]优选地，其特征在于，所述测试接口为校准盘，所述校准盘上设置有多个安装孔，用于安装所述杆塔倾斜监测装置，所述校准盘与所述圆光栅通过精密转轴连接。
[0036]本发明提出的校准系统或方法，通过在计量标准器设置测试接口，实现对输电线路杆塔倾斜监测装置的整体校准。
【附图说明】
[0037]通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式:
[0038]图1为本发明一个实施例的校准系统结构图；
[0039]图2为本发明一个实施例的校准系统下位机结构图；
[0040]图3为本发明一个实施例的校准系统工作原理图；以及[0041 ]图4为本发明一个实施例的校准方法流程图；
【具体实施方式】
[0042]现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
[0043]除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
[0044]根据本发明的一个方面，图1示出了根据本发明一个实施例的一种校准系统结构图，该系统包括:计量标准器，用于设置倾斜角度的目标值，并且根据杆塔倾斜角度的目标值输出倾斜角度，并显示实际输出倾斜角度值，实际输出的倾斜角度为输出的标准值。通过测试接口连接到计量标准器的杆塔倾斜监测装置，测量计量标准器输出的倾斜角度，以确定倾斜角度的测量值。校准单元，将倾斜角度的测量值与目标值进行对比，根据对比结果对杆塔倾斜监测装置进行校准。本发明利用计量标准器，对输电线路杆塔的杆塔倾斜监测装置的测量结果进行监测和校准，使输电线路杆塔倾斜监测装置的测量结果符合标准值。
[0045]优选地，如图1所示，计量标准器系统包括上位机110和下位机120。上位机110包括包括工控机111和交互接口，工控机111用于输入控制命令，工控机111将控制指令输入下位机的数控箱，数控箱按接收到的工控机111的控制指令控制下位机120的电机带动下位机的精密转轴产生一个倾斜角度。交互接口包括倾斜角度输出的设置界面112和倾斜角度输入控制界面113，主要用于设置输出倾斜角度的目标值，通过上位机110校准程序设置倾斜角度的目标值，然后根据该倾斜角度的目标值自动产生该数值的倾斜角度，并输出该数值的倾斜角度，中间过程无需人工干预，主要通过校准程序来完成，操作便捷。
[0046]优选地，下位机120包括倾斜角度驱动模块121、倾斜角度测量模块122和倾斜角度校准接口 123，主要用于输出标准的倾斜角度。倾斜角度驱动模块121，由数控箱、电机和精密转轴组成(图3详细标注出)，主要用于提供一个倾斜角度。数控箱接收工控机111输出的控制指令，数控箱控制电机带动精密转轴按上位机校准程序设置的倾斜角度目标值带动精密转轴产生倾斜角度。倾斜角度测量模块122由圆光栅和光栅细分卡组成，主要用于测量倾斜角度驱动模块121输出的倾斜角度。圆光栅的输出信号经过调理电路后送至光栅细分卡，光栅细分卡将其转换成角度值后通过串口送至工控机，转换成的角度值作为计量标准器的实际输出傾斜角度标准值。实验数据表明，下位机120实际输出的倾斜角度标准值与上位机设置的倾斜角度目标值会有所偏差。倾斜角度校准接口 123采用一个可以安装输电线路杆塔倾斜监测装置130的校准盘，校准盘130为刚性材料，且在校准盘130上设置有多个安装孔，用于安装杆塔倾斜监测装置，校准盘130通过精密转轴与圆光栅连接，并实现同步旋转。输电线路的杆塔倾斜监测装置130对精密转轴产生的倾斜角度进行测量，得到倾斜角度的测量值。
[0047]优选地，根据本发明的实施例，通过上位机110可以设置的倾斜角度目标值可以为5度、10度、15度、20度、25度、30度、35度、40度、45度等，对应上位值设置的上述倾斜角度目标值，下位机可以分别输出相应的倾斜，并获得倾斜角度的标准值，杆塔倾斜监测装置可以分别通过测量实际输出的倾斜角度得到对应的倾斜角度的测量值。将倾斜角度的标准值与通过杆塔倾斜监测装置得到的测量值数据发送给上位机110的交互接口，交互接口对接收的数据进行处理和输出，并可得出误差曲线。
[0048]图2为本发明一个实施例的校准系统下位机结构图。优选地，如图2所示，下位机倾斜角度驱动模块包括数控箱211、电机201和精密转轴208，主要用于提供一个倾斜角度。数控箱211接收上位机的工控机输出的控制指令，数控箱211控制电机201带动精密转轴208按上位机校准程序设置的倾斜角度目标值带动精密转轴208产生倾斜角度。下位机倾斜角度测量模块包括圆光栅206，主要用于测量倾斜角度驱动模块输出的倾斜角度。圆光栅的输出信号经过调理电路后送至光栅细分卡，光栅细分卡将其转成角度值后通过串口送至工控机，转换成的角度值作为计量标准器的实际输出倾斜角度数值。倾斜角度校准接口采用一个可以安装输电线路杆塔倾斜监测装置207的校准盘204，校准盘204为刚性材料，且在校准盘204上设置有多个安装孔，用于安装杆塔倾斜监测装置，校准盘204通过精密转轴208与圆光栅206连接，并实现同步旋转。输电线路杆塔倾斜监测装置207对精密转轴208产生的倾斜角度进行测量，得到倾斜角度的测量值。
[0049]图3为本发明一个实施例的校准系统工作原理图。优选地，如图3所示，通过工控机309输入控制指令，工控机309将控制指令输入下位机的数控箱307，数控箱307按接收到的工控机309的控制指令控制下位机的电机305带动下位机的精密转轴304产生一个倾斜角度。圆光栅306用于对精密转轴304产生的倾斜角度进行测量，圆光栅306的输出信号经过调理电路后送至光栅细分卡308，光栅细分卡308将圆出栅306输出的信号转化成角度值后通过串口送至工控机309。精密转轴304与可以安装倾斜角度传感器301的校准盘303相连接，校准盘303为刚性材料，且在校准盘303上设置有多个安装孔，用于安装杆塔倾斜监测装置，输电线杆塔倾斜监测装置302通过倾斜角度传感器301，获得精密转轴304产生倾斜角度的数值，为通过杆塔倾斜监测装置获得的倾斜角度测量值，并将通过杆塔倾斜监测装置获得的倾斜角度测量值传送至工控机309。工控机309中的交互接口对圆光栅测量出的倾斜角度值与杆塔倾斜监测装置测量获得的角度值进行数据输出，并将两个数值结果进行处理和输出，并可得出误差曲线。
[0050]图4为本发明一个实施例的校准方法流程图，本方法根据倾斜角度的目标值输出倾斜角度，并显示实际输出倾斜角度的标准值。将杆塔倾斜监测装置通过测试接口连接到计量标准器，测量计量标准器输出的倾斜角度，以确定倾斜角度的测量值。将倾斜角度的测量值与标准值进行对比，根据对比结果对杆塔倾斜监测装置进行校准。杆塔倾斜监测装置的校准方法与校准系统相对应，在此不在进行赘述。
[0051]本发明通过计量标准器所设置测试接口，杆塔倾斜监测装置通过测试接口实现与计量标准器的连接，实现对杆塔倾斜监测装置的整体校准。本发明校准系统最大程度模拟了输电线路输电线路杆塔倾斜监测装置的实际工况，使得输电线路杆塔倾斜监测装置测量的数据是其采集单元相对于其安装接口输出的相对倾斜角度数据，更接近实际应用。
[0052]已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
[0053]通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。
【主权项】
1.一种校准系统，用于对输电线路杆塔倾斜监测装置进行校准，所述系统包括: 计量标准器，用于设置倾斜角度的目标值，并且根据所述倾斜角度的目标值输出倾斜角度，并显示实际输出倾斜角度的标准值;以及 杆塔倾斜监测装置，通过测试接口连接到所述计量标准器，测量所述计量标准器输出的倾斜角度，以确定倾斜角度的测量值;通过比较测量值与标准值来对所述杆塔倾斜监测装置进行校准。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述计量标准器包括: 上位机，用于设置倾斜角度的目标值；以及 下位机，根据所述倾斜角度的目标值输出倾斜角度。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述上位机包括: 工控机，用于向下位机输出控制指令；以及 交互接口，所述交互接口包括用于设置倾斜角度的目标值的设置界面和用于控制输出倾斜角度的控制界面。4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述下位机包括: 驱动模块，用于按照所述倾斜角度的目标值输出实际倾斜； 测量模块，用于对驱动模块输出的实际倾斜的角度进行测量，得到实际输出倾斜角度的标准值;以及 测试接口，与杆塔倾斜监测装置连接。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述驱动模块包括:数控箱、电机和精密转轴，所述数控箱控制所述电机带动所述精密转轴按照所述倾斜角度的目标值输出实际倾斜。6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述测量模块包括:圆光栅和光栅细分卡，所述圆光栅的输出信号经过调理电路后输送至所述光栅细分卡，以及所述光栅细分卡将所接收的信号转换成倾斜角度的实际输出值，所述倾斜角度的实际输出值为所述计量标准器实际输出的倾斜角度的标准值。7.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述测试接口为校准盘，所述校准盘上设置有多个安装孔，用于安装所述杆塔倾斜监测装置，所述校准盘与所述圆光栅通过精密转轴连接。8.一种校准方法，用于对输电线路杆塔倾斜监测装置进行校准，所述方法包括: 设置倾斜角度的目标值，并且根据所述倾斜角度的目标值输出倾斜角度，并显示实际输出倾斜角度的标准值;以及 将杆塔倾斜监测装置通过测试接口连接到所述计量标准器，测量所述计量标准器输出的倾斜角度，输出倾斜角度的测量值;通过比较测量值与标准值来对所述杆塔倾斜监测装置进行校准。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述计量标准器包括: 上位机，用于设置倾斜角度的目标值；以及 下位机，根据所述倾斜角度的目标值输出倾斜角度。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述上位机包括: 工控机，用于向下位机输出控制指令；以及 交互接口，所述交互接口包括用于设置倾斜角度的目标值的设置界面和用于控制输出倾斜角度的控制界面。11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述下位机包括: 驱动模块，用于按照所述倾斜角度的目标值输出实际倾斜； 测量模块，用于对驱动模块输出的实际倾斜的角度进行测量，得到实际输出倾斜角度的标准值;以及 测试接口，与杆塔倾斜监测装置连接。12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述驱动模块包括:数控箱、电机和精密转轴，所述数控箱控制所述电机带动所述精密转轴按照所述倾斜角度的目标值输出实际倾斜。13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述测量模块包括:圆光栅和光栅细分卡，所述圆光栅的输出信号经过调理电路后输送至所述光栅细分卡，以及所述光栅细分卡将所接收的信号转换成倾斜角度的实际输出值，所述倾斜角度的实际输出值为所述计量标准器实际输出的倾斜角度的标准值。14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述测试接口为校准盘，所述校准盘上设置有多个安装孔，用于安装所述杆塔倾斜监测装置，所述校准盘与所述圆光栅通过精密转轴连接。
【文档编号】G01C25/00GK105937914SQ201610388941
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年6月2日
【发明人】卢冰, 张军, 雷民, 王斯琪, 黄莹, 陈习文, 周玮, 付济良, 汪泉, 刘方明, 王旭, 齐聪, 郭子娟, 匡义, 朱赤丹
【申请人】中国电力科学研究院, 国家电网公司