专利名称：激光传感器输变电设备污秽在线监测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于高压电力绝缘子盐污秽测量的设备。
背景技术：
输变电设备绝缘子表面的污秽，盐污和灰污对电力系统的安全运行产生重要影响。因此，要求定期监测绝缘子表面的盐污和灰污。传统的监测方法是首先让输变电设备停电，用人工方法清洗表面污秽，然后测量盐污和灰污量。整个测量工作费时费力，又不能跟踪随时间的变化状态。同时，盐污和灰污的测量需要采用两套完全不同的测量设备。目前，输变电设备现场污秽的监测是防止污闪事故的主要监控手段。
本申请人申请了《光传感器高压绝缘子盐污在线测量设备》(专利号200320115909.9)，它由光纤传感器、数据收集与数模转换、数据处理和存储、数据传送、接收数据和显示、打印、定时自动测量等电路构成。实时盐污秽数据检测时，激光器发射出激光，经光纤传感器的光耦合器件耦合后的模拟信号经滤波、放大，由I5(AD654)进行模数转换，送到单片机进行信号处理，并存入数据存储器M，存储器中的数据通过单片机的通信接口将测量记录通过手机模块发送，经远程测量中心的手机模块接收，测量中心将接收的测量记录显示、并打印。它只能对盐污在线检测。
发明内容
本发明的目的是针对上述现状，旨在提供一种可在线实时检测，不需设备停电，工作稳定、检测快速准确的激光传感器输变电设备污秽在线监测系统。
激光传感器输变电设备污秽在线监测系统，由安装在输变电设备现场的ODU、光纤传感器及污秽数据收集、转换、处理、存储、传送、接收显示电路构成，由激光器LD发射激光，一路经耦合光纤束GL1、光传感元件石英玻璃棒BL、等效处理器SP、GL3，光电变换器件PIN1采集现场污秽数据，并将光信号变换为电信号，然后经放大器A1、A2放大，从多路选择开关SK(HC4051)的13脚进，另一路经GL2，PIN2转换为电信号，并经A3，A4放大，从多路开关SK的14脚进，它作为第一路信号的比较信号，湿度传感器SD和温度传感器WD的湿度和温度传感信号经A5，A6放大，从多路选择开关SK(HC4051)的12，15脚进，四路信号从多路选择开关SK的3脚出，从A/D(AD654)4脚进，经模数变换，从单片机处理器MCU(C52)15脚进入，单片机MCU将信号按照16进制组合存入到存储器MC(4XAT24C512)，定时系统TC(4013)的控制单片机定时将所存储的数据送到通信接口(MAX232)，经GSM模块(CS2000)发送，ODU在定时系统TC的控制下定时采集现场污秽数据，并处理、传送，定时系统TC(4013)接主电源MP。
本发明可在线实时监测，不需设备停电，工作稳定、检测快速准确。
图1是本发明原理框2是本发明电原理3是光在介质中传输原理图具体实施方式
参照图1，本发明由光数据监测终端(ODU)、监控中心两大部分组成。ODU安装在输变电设备现场，其功能是现场污秽数据的采集，信号处理和信号传送。监控中心的功能是接收ODU发送的数据信号，然后进行综合数据处理，得到每天的各种参数值，并绘制成各种曲线图表。每天的盐污、灰污、湿度、温度与时间的关系曲线等。
激光传感器由产生激光的光源LD，光传感元件石英玻璃棒BL，耦合光纤束GL1，GL2，GL3，光电变换器件PIN1，PIN2，激光驱动器DR，等效处理器SP等部分组成。BL为圆环型石英棒，圆直径的大小与绝缘子大小相对应，棒的直径为4毫米。耦合光纤束由数千根光纤组成，主要功能是完成LD→BL，BL→PIN1，LD→PIN2的光耦合，应尽可能减小它们之间的损耗，SP的功能是调整光传感器元件的有效传感面积，使之与绝缘子的积污过程等效，DR是给光源LD提供一个高稳定的输入电流，从而保证LD输出光功率的高稳定性。
参照图3，根据光在介质中传输的原理，当光通过石英玻璃圆环BL传输时，由于空气折射率小于石英玻璃的折射率，光功率将限制在石英玻璃内部传输，光功率的衰减很小，可以忽略不计；当石英玻璃圆环上附着有污秽2时，由于污秽的折射率大于石英玻璃1的折射率，有一部分光会从附着的污秽表面透射出来，即在此处光向外泄露造成光能量的损失，即光功率传输受到衰减。随着污秽的增多，光功率传输衰减就越大。因此，通过检测光功率传输的衰减量的变化，即可以知道石英玻璃圆环上附着盐污密度的多少。
参照图1、2，由激光光源LD产生的激光功率分成两路一路经GL1、BL、SP、GL3，PIN1采集现场污秽数据，并将光信号变换为电信号，然后经A1，A2放大到要求的幅度，送到多路选择开关SK(HC4051)的13脚。另一路经GL2，PIN2转换为电信号，并经A3，A4放大到要求的幅度，送到多路开关SK的14脚，它作为第一路信号的比较信号。该两路信号以不同的时间从SK的3脚送入A/D(AD654)4脚进行模数变换，然后送入单片机处理器MCU(C52)15脚进行信号处理。
由于监控中心的综合数据处理还应考虑湿度和温度对光信号的影响，所以还使用了湿度传感器SD和温度传感器WD。现场湿度和温度传感信号经A5，A6放大器后送到多路选择开关SK(HC4051)的12，15脚，再通过与上述同样的方法送到单片机MCD作信号处理。单片机MCU将每条监测数据中的各个参量。如监测时间、激光量、光通量、湿度、温度等信号按照16进制组合存入到存储器MC(4XAT24C512)，在定时系统TC(4013)的控制下，单片机定时将所存储的数据送到通信接口(MAX232)经GSM模块(CS2000)发送到监控中心。ODU在定时系统TC的控制下完成系统的定时现场污秽数据的采集，信号处理和信号传送。
监控中心接收ODU发送的数据信号后进行综合数据处理，得到每天的各种参数值，并绘制成各种曲线图表，如每天的盐污、灰污、湿度、温度与时间的关系曲线等。
权利要求
1.激光传感器输变电设备污秽在线监测系统，其特征在于由安装在输变电设备现场的ODU、光纤传感器及污秽数据收集、转换、处理、存储、传送、接收显示电路构成，由激光器LD发射激光，一路经耦合光纤束GL1、光传感元件石英玻璃棒BL、等效处理器SP、GL3，光电变换器件PIN1采集现场污秽数据，并将光信号变换为电信号，然后经放大器A1、A2放大，从多路选择开关SK(HC4051)的13脚进，另一路经GL2，PIN2转换为电信号，并经A3，A4放大，从多路开关SK的14脚进，它作为第一路信号的比较信号，湿度传感器SD和温度传感器WD的湿度和温度传感信号经A5，A6放大，从多路选择开关SK(HC4051)的12，15脚进，四路信号从多路选择开关SK的3脚出，从A/D(AD654)4脚进，经模数变换，从单片机处理器MCU(C52)15脚进入，单片机MCU将信号按照16进制组合存入到存储器MC(4XAT24C512)，定时系统TC(4013)的控制单片机定时将所存储的数据送到通信接口(MAX232)，经GSM模块(CS2000)发送，ODU在定时系统TC的控制下定时采集现场污秽数据，并处理、传送，定时系统TC(4013)接主电源MP。
2.根据权利要求1所述的激光传感器输变电设备污秽在线监测系统，其特征在于石英玻璃棒BL为圆环型石英棒，圆直径的大小与绝缘子大小相对应，棒的直径为4毫米。
3.根据权利要求1所述的激光传感器输变电设备污秽在线监测系统，其特征在于耦合光纤束GL1，GL2，GL3由数千根光纤组成。
全文摘要
激光传感器输变电设备污秽在线监测系统，涉及一种用于高压电力绝缘子污秽测量的设备。它由安装在输变电设备现场的ODU、光纤传感器及污秽数据收集、转换、处理、存储、传送、接收显示电路构成。激光器发射器发射的激光经耦合光纤束、光传感元件石英玻璃棒等采集现场污秽数据，光信号变换为电信号经放大、选择、模数变换，进入单片机处理器，湿度和温度传感信号也进入单片机处理器，经单片机将信号按照16进制组合存入到存储器MC，定时系统TC控制单片机，定时将所存储的数据送到通信接口，经GSM模块发送，ODU在定时系统TC的控制下定时采集现场污秽数据，并处理、传送。本发明可在线实时检测，不需设备停电，工作稳定、检测快速准确。
文档编号G01N21/95GK101078690SQ20071005166
公开日2007年11月28日 申请日期2007年3月14日 优先权日2007年3月14日
发明者杨同友, 杨帆 申请人:武汉康普常青软件技术有限公司