一种非接触式电缆微风振动测量仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电缆微风振动测量仪，尤其是涉及一种非接触式电缆微风振动测量仪。
【背景技术】
[0002]输电线路运行中常发生超过允许幅值的微风振动，导致线路导地线疲劳断股，严重时要将全线路更换为新导线。尤其在大跨越线路上，因档距大、悬挂点高和水域开阔等，风传输给导地线的振动能量大大增加，一旦发生疲劳断股，将给电网安全运行带来严重危害。
[0003]架空线微风振动是导线疲劳损伤的主要原因，导线动弯应变是表示疲劳损伤程度的主要参数，在现场中弯曲振幅较容易测量，因此这种方法被广泛采用。
[0004]但是，目前采用的PAVIKA微风振动传感器存在以下问题:
[0005]1、电阻应变片工作疲劳寿命低，电阻应变片疲劳寿命为一亿次左右，按照导线平均每秒钟微风振动50次计算:
[0006]一小时振动次数=每秒振动次数*60分钟*60秒=18万次，
[0007]一天振动次数=每小时振动次数*24小时=432万次，
[0008]一个月振动次数=每天振动次数*30天=1.296亿次。
[0009]因此PAVIKA微风振动传感器工作方式为采集一个月数据后就要拆下来更换采集传感器，该设计原理距国家电网公司可靠性8年要求相去甚远。
[0010]2、悬臂梁的材料可靠性低，悬臂梁材质为3J54恒弹性合金钢，厚度约2.5mm，长时间放置在野外使用，表面处理不好时会产生生锈，有些厂家使用17-4PH不锈钢，长期使用弹性降低、精度不准，因此也不满足长期使用的要求。
[0011]3、信号精度低，应变电阻桥变化量为电压信号，信号弱，在强磁场50HZ交变磁场的变化噪声不宜滤除，影响采集精度与模数转换的精度。因此该传感器采集精度的标准是^ 10%，在信号超过10Hz以上时，电阻应变片变化迟滞，因此传感器采用分段设置采集精度。更是目前该类传感器不好解决的技术难题。
【实用新型内容】
[0012]本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种读数准确、使用寿命长、结构简单、成本低的非接触式电缆微风振动测量仪。
[0013]本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0014]一种非接触式电缆微风振动测量仪，包括壳体、测量组件以及固定在电缆上并与壳体连接的固定夹，所述的测量组件包括均安装在壳体上的电源和采集通讯板，以及与电源连接的振动检测传感器，所述的振动检测传感器，包括固定端和振动端，所述的振动端固定在采集通讯板上，包括相互连接的振动测量组件和振动检测电路，所述的固定端包括与振动测量组件非接触设置的固定测量组件、测量杆和支撑臂，所述的固定测量组件、测量杆、支撑臂和电缆线夹依次连接。
[0015]所述的振动检测传感器包括光栅传感器和容栅传感器，所述的振动测量组件包括光栅读数头和容栅动尺，所述的固定测量组件包括光栅尺版和容栅定尺。
[0016]所述的电源包括依次连接的质量块、压电发电片、发电片固定板和蓄电池，所述的发电片固定板固定在壳体内部，通过蓄电池分别与振动检测电路和振动测量组件连接。
[0017]所述的固定端还包括用以密封测量杆和壳体的密封件，所述的密封件包括从上到下依次连接的上盖板、隔离仓、下盖板和防冻碗。
[0018]所述的测量杆为半圆形凸台结构，所述的半圆形凸台依次穿过防冻碗、下盖板、隔离仓和上盖板与固定测量组件连接，所述的杆体与隔离仓形成的空间内填充黄油。
[0019]所述的振动检测电路包括分别与蓄电池连接的振动数据采集单元、处理芯片和无线发送器，所述的振动测量组件、振动数据采集单元、处理芯片和无线发送器依次连接。
[0020]所述的固定夹和电缆线夹之间的距离为89mm。
[0021]所述的质量块和压电发电片的数量均为6个。
[0022]与现有技术相比，本实用新型具有以下优点:
[0023]一、读数准确，通过光栅和容栅传感器直接读取数值处理后进行无线发送，不必进行电阻-电压-数字信号的转换过程，获取的振动数据精准。
[0024]二、使用寿命长，采用非接触式的测量方式并配以密封件进行密封，有效地降低了损耗，使用寿命大大延长。
[0025]三、结构简单、成本低，通过内部自带的压电发电片接收电缆振动产生的能量发电，用以给其他部件供电，节约电能，工作时间长。
【附图说明】
[0026]图1为本实用新型的结构示意图。
[0027]图2为本实用新型的密封件的结构示意图。
[0028]图3为本实用新型的电池结构示意图。
[0029]其中，1、壳体，2、固定夹，3、采集通讯板，4、电源，5、电缆线夹，31、振动测量组件，32、振动测量组件，33、测量杆，34、支撑臂，35、密封件，41、质量块，42、压电发电片，43、发电片固定板，44、蓄电池，351、上盖板，352、隔离仓，353、下盖板，354、防冻碗。
【具体实施方式】
[0030]下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
[0031]实施例:
[0032]如图1所示，一种非接触式电缆微风振动测量仪，包括壳体1、测量组件以及固定在电缆上并与壳体I连接的固定夹2，所述的测量组件包括均安装在壳体I上的电源4和采集通讯板3，以及与电源4连接的振动检测传感器，其特征在于，所述的振动检测传感器，包括固定端和振动端，所述的振动端固定在采集通讯板上，包括相互连接的振动测量组件31和振动检测电路，所述的固定端包括与振动测量组件31非接触设置的固定测量组件32、测量杆33和支撑臂34，所述的固定测量组件32、测量杆33、支撑臂34和电缆线夹5依次连接。
[0033]所述的振动检测传感器包括光栅传感器和容栅传感器，所述的振动测量组件31包括光栅读数头和容栅动尺，所述的固定测量组件32包括光栅尺版和容栅定尺。
[0034]如图2所示，电源4包括依次连接的质量块41、压电发电片42、发电片固定板43和蓄电池44，发电片固定板43固定在壳体内部，通过蓄电池44分别与振动检测电路和振动测量组件31连接。
[0035]发电片固定板43安装在传感器圆筒内，分为两片安装板，每片板安装6块压电发电片42，根据厂家提供数据陶瓷片尺寸50*35*0.2，金属基片尺寸:60*37*0.2，发电片峰值电压是12V，电流是10mA。形变方式:一端固定另一端施加压力，自由端最大行程是1mm ；在振动频率50HZ下可发电60mA左右峰值电流。微风振动幅值为1.27mm(P-P),自有振动幅度不超过3_。为安全起见，设计自由空间为10_。
[0036]压电元件产生的电荷是瞬间和交替的，是以不规则的随机突发形式提供能量，在电能提取过程中具有阻尼效应，当振动能传递到压电材料时，由于压电效应而转化为电能，在材料内部产生交流电压，而当材料内部电阻太大(相当于开路)或电阻太小(相当于短路)时，产生的电能未消失，会再次转化为振动能，产生逆压电效应，振动衰减会持续一段时间。所积聚起来的电荷阻碍电荷的进一步生成，因此必须先在一个超级电容器中积累足够的能量，然后通过转换电路将能量储存于电池中。
[0037]单体压电发电片输出交流电流整流后的发电电压为DClOV左右，经过超级电容稳压经充电电路给电池充电。采用并联方式组成电源电路根据实际测试振动频率在40Hz时的电流为DC10V/60mA。
[0038]没有微风振动时处理芯片处于休眠时状态，耗电为0.4uA，休眠时关断光栅或容栅传感器的电源，压电发电片在输电导线微风振动时，将会产生电能，电压转换电路中设计有反相器，该反相器设计在电容前面，使压电片开始为电容充电时就可以