应一条待识别电力电缆。
[0028] 在本实施例中，发射超声波换能器的平面与待识别电力电缆的截面平行耦合，从 此方向发射超声波，这种耦合方式能使发射的超声信号能量更好的被接收端超声波换能器 所接收；接收超声波换能器也以同样的方式在电力电缆的另一端耦合，接收超声回波。
[0029] 所述处理与解码模块包括依次连接的滤波模块、A/D转换器、第二可编程逻辑器件 FPGA、第二微处理器和GPS模块；所述第二GPS模块分别与第二微处理器、第二可编程逻辑 器件FPGA连接，第二GPS模块的秒脉冲作用于第二可编程逻辑器件FPGA。所述滤波模块与 程控放大器连接，用于对放大后的信号进行滤波；所述A/D转换器用于将滤波后的信号转 换成数字信号；所述第二可编程逻辑器件FPGA用于对数字信号进行匹配滤波，所述第二微 处理器与第二可编程逻辑器件FPGA连接，根据匹配滤波结果，完成电力电缆身份识别。第 二微处理器计算出接收超声波换能器接收信号的幅值的大小，幅值最大所对应的电力电缆 即为所识别的电力电缆。
[0030] 本实用新型提出的一种基于超声波的电力电缆身份识别方法和装置，用于对复杂 网络的电力电缆进行鉴别，通过对超声波信号进行处理，从而鉴定需更换的缆线及其长度。
[0031] 在本实施例中，可以采用时差法来获得电缆的长度，
[0032] 1)L = (At_ts)v，其中：L为检测电缆的长度；V为超声信号在电缆中的传播速度； %为信号发射模块与信号接收模块的固有延时时间；△ t为发出激励信号，即信号发射模块 发出的线性调频振动信号与接收信号的时间差，即GPS时钟测得的时间差。
[0033] 2)系统延时ts与速度V的求取：
[0034] 取两根已知长度分别为LdP L2的电缆，利用该装置进行实验，线性调频振动信号 在GPS模块秒脉冲上升沿输出，信号处理与解码模块端在GPS模块秒脉冲上升沿启动第二 可编程逻辑器件FPGA中的A/D转换控制器，由A/D转换控制器发出时钟控制信号CLK，控制 A/D转换器工作，并将转换结果进行匹配滤波，滤波结果依次存入双口 RAM中。微处理器搜 索匹配滤波结果最大值对应的序号NpN2，分别测得信号在两根电缆中传播的时间差为Λ h =N1 · !^和Δ 12= N 2 · Ts，！^为AD米样周期，从而可得下列方程组：
[0035]
【主权项】
1. 一种基于超声波的电力电缆身份识别装置，其特征在于：包括信号发射模块、信号 接收模块和信息处理与解码模块； 所述信号发射模块，与其中一条待识别电力电缆的一端耦合，用于等间隔定时发射一 个具有特定频率的线性调频振动信号； 所述信号接收模块，该信号接收模块分别与每一条待识别电力电缆的另一端耦合，用 于接收电力电缆传输的线性调频振动信号； 所述信息处理与解码模块，与信号接收模块连接，用于对接收的信号进行匹配滤波，完 成电力电缆识别。
2. 根据权利要求1所述的基于超声波的电力电缆身份识别装置，其特征在于：所述信 号发射模块包括线性调频振动信号产生模块、发射超声波换能器和第一 GPS模块，所述线 性调频振动信号产生模块在第一 GPS模块秒脉冲的作用下，等间隔定时发射线性调频振动 信号作用于发射超声换能器，该发射超声换能器分别与每一条待识别的电力电缆的一端耦 合。
3. 根据权利要求2所述的基于超声波的电力电缆身份识别装置，其特征在于：所述信 号接收模块包括若干个与发射超声换能器匹配的接收超声换能器和对接收超声换能器的 输出信号进行放大的程控放大器，所述若干个接收超声换能器与待识别电力电缆的另一端 耦合，每个接收超声换能器对应一条待识别电力电缆。
4. 根据权利要求3所述的基于超声波的电力电缆身份识别装置，其特征在于：所述信 息处理与解码模块包括依次连接的滤波模块、A/D转换器、第二可编程逻辑器件FPGA和第 二微处理器；所述滤波模块与程控放大器连接，用于对放大后的信号进行滤波；所述A/D转 换器用于将滤波后的信号转换成数字信号；所述第二可编程逻辑器件FPGA用于对数字信 号进行匹配滤波，所述第二微处理器与第二可编程逻辑器件FPGA连接，根据匹配滤波结 果，完成电力电缆身份识别。
5. 根据权利要求4所述的基于超声波的电力电缆身份识别装置，其特征在于：所述信 号处理与解码模块还包括第二GPS模块，所述第二GPS模块分别与第二微处理器、第二可编 程逻辑器件FPGA连接。
6. 根据权利要求5所述的基于超声波的电力电缆身份识别装置，其特征在于：该电力 电缆身份识别装置还包括显示模块，所述显示模块与第二微处理器连接，用于显示定位结 果。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于超声波的电力电缆身份识别装置，包括信号发射模块、信号接收模块和信息处理与解码模块；所述信号发射模块，与其中一条待识别电力电缆的一端耦合，等间隔定时发射一个具有特定频率的线性调频振动信号；所述信号接收模块，该信号接收模块分别与每一条待识别电力电缆的另一端耦合，用于接收待识别电力电缆的信号；所述信息处理与解码模块，与信号接收模块连接，用于对接收的信号进行匹配滤波，完成电力电缆识别。本实用新型用于对复杂网络的电力电缆进行鉴别，无需破坏电缆，适用于任意粗细的电力电缆的识别，结构简单、成本低廉、安全高效。
【IPC分类】G01N29-07
【公开号】CN204346986
【申请号】CN201520027705
【发明人】王哲, 蒋彦韬, 钟蕊霜, 屈子琪, 王军, 王平, 潘震, 龚志辉, 程娜, 杜炜, 李娜, 李刚建, 王思奇, 燕罗成, 雷林
【申请人】重庆大学
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年1月15日