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：
本实用新型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，要求定期监測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，ilt污和灰污的测量霈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200320115卯9.9)，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Is(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 量中心将接收的測量记录显示、并打印。它只能对盐污在线检测。发明内容本实用新型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、检測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GLi、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。本实用新型可在线实时监测，不需设备停电，工作稳定、检测快速准确。
图1是本实用新型原理框图 图2是本实用新型电原理图 图3是光在介质中传输原理图具体实施方式
参照图1，本实用新型由光数据监测终端(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GLi， GL2， GL3，光电变换器件PINi， 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 — PINi， 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l、 2,由激光光源LD产生的激光功率分成两路--路经GL1、 BL、 SP、 GL3, PIN,采集现场污秽数据，并将光信号变换为电信号，然后经Al, 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笔不o
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GLi, GL2， GL3由数千根光纤组成。
专利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。本实用新型可在线实时检测，不需设备停电，工作稳定、检测快速准确。
文档编号G01N21/95GK201016938SQ20072008376
公开日2008年2月6日 申请日期2007年3月14日 优先权日2007年3月14日
发明者帆 杨, 杨同友 申请人:武汉康普常青软件技术有限公司