一种基于胡克定律的配电杆倾斜角度测量装置的制作方法

本实用新型涉及电网施工技术领域，尤其涉及一种配电杆倾斜角度测量装置。

背景技术：

配电杆在施工过程中，对垂直角度有一定的要求。根据国家电网公司《配电网施工检修工艺规范》规定，在施工过程中，针对配电杆的垂直偏移角度不能过大。同时针对已经铺设完成的配电杆，也会定期进行检测配电杆的倾斜角度是否存在危险隐患。

现在常规检测配电杆倾斜情况，通常采用目测法，该种方法因人为因素控制，可靠性太差。目前虽然也有利用经纬仪等仪器进行测量配电杆的倾斜角度，但是该仪器无法直接读出倾斜角度，需要折合计算才能得知角度。传统的这些测量手段较为繁琐，并且准确度不高。在许多情况下，电网施工的环境较为恶劣，根本无法采用传统的仪器对配电杆测定，只能采用目测的方法，而目测方法使得电网施工工程得不到保障。

技术实现要素：

为了解决以上问题，本发明提出了一种操作方便、准确度高、可直接读出数据、并且适应于任何施工环境的配电杆倾斜角度测量装置。

一种基于胡克定律的配电杆倾斜角度测量装置，所述角度测量装置包括内部装有液体的圆柱形装置外壳；所述装置外壳通过连接带固定于配电杆上；所述装置外壳内底面水平固接有测力器模块，测力器模块上表面设有沿铅垂方向自然伸长的弹簧，弹簧顶端设有与弹簧相接触且无作用力的自由浮力板；所述自由浮力板与弹簧的接触面为刚体；所述测力器模块导线连接有处理模块，处理模块导线连接电源模块、显示模块与装置开关。

进一步的，所述连接带包括连接杆、平滑套带与平滑套带固定装置；所述连接杆连接装置外壳与平滑套带，平滑套带固定装置卡住平滑套带将平滑套带固定在配电杆上。

进一步的，所述弹簧与测力器模块等间距设有八组；所述的八组弹簧与对应的测力器模块的接触点八点共圆，圆心位于圆柱形装置外壳的中心轴线上。

进一步的，所述处理模块、电源模块设于装置外壳内底面以下；所述显示模块与装置开关设于装置外壳外表面。

进一步的，所述自由浮力板的直径是装置外壳横截面内径的0.9倍；所述自由浮力板为固体浮力材料。

进一步的，所述平滑套带设有刻度尺；平滑套带为不锈钢材料。

本发明的有益效果：该装置利用了胡克定律，通过结构巧妙的设计，使得装置支架安装到配电赶上即可读出倾斜角度数据，操作方便；该装备因弹簧受力敏感度高，测得数据准确度高；该装置采用全封闭式，可适应于任何施工环境的操作。

附图说明

图1是本实用新型测量状态结构示意图；

图2是本实用新型装置的结构示意图；

图3是本实用新型的轴向截面示意图；

图4是本实用新型的测量原理水平示意图；

图5是本实用新型的测量原理倾斜示意图。

1-装置外壳、2-自由浮力板、3-弹簧、4-测力器模块、5-处理模块、6-电源模块、7-显示模块、8-装置开关、9-连接杆、10-平滑套带、11-平滑套带固定装置、12-配电杆。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例，对本实用新型进行详细说明。

如图1-3所示，一种基于胡克定律的配电杆倾斜角度测量装置，所述角度测量装置包括内部装有液体的圆柱形装置外壳1；所述装置外壳1通过连接带固定于配电杆12上；所述装置外壳1内底面水平固设有测力器模块4，测力器模块4上表面设有沿铅垂方向自然伸长的弹簧3，弹簧3顶端设有与弹簧3相接触且无作用力的自由浮力板2；所述自由浮力板2与弹簧3的接触面为刚体；所述测力器模块4导线连接有处理模块5，处理模块5导线连接电源模块6、显示模块7与装置开关8。

所述连接带包括连接杆9、平滑套带10与平滑套带固定装置11；所述连接杆9连接装置外壳1与平滑套带10，平滑套带固定装置11卡住平滑套带10将平滑套带10固定在配电杆12上。

所述弹簧3与测力器模块4等间距设有八组；所述的八组弹簧3与对应的测力器模块4的接触点八点共圆，圆心位于圆柱形装置外壳的中心轴线上。

所述处理模块5、电源模块6设于装置外壳1内底面以下；所述显示模块7与装置开关8设于装置外壳1外表面。

所述自由浮力板2的直径是装置外壳1横截面内径的0.9倍；所述自由浮力板2为固体浮力材料。

所述平滑套带10设有刻度尺；平滑套带10为不锈钢材料。

本实用新型的原理为：利用弹簧3的形变满足胡克定律，测定配电杆12的倾斜角度。如图4所示，水平平衡时浮力面板的状态：F浮力=F重力（ρ面板≤ρ液体）；当配电杆发生倾斜时，浮力面板受到弹簧的弹力F面板=2kH(H是最大形变量弹簧的形变量，面板共受到3个弹簧的弹力)，平衡状态发生变化；当面板浮力远大于弹簧的弹力时，浮力面板距离液面的位移忽略不计。如图5所示，tanα=H/(L-r)（H是最大形变量的弹簧3的形变量，L是弹簧3至外壳1最远距离的长度、α是面板的倾斜角度，r为装置外壳内半径）；测力模块4测得的形变量最大的弹簧的弹力值F1=kH；换算得：α=arctan[F1/k(L-r)]。当弹簧距离装置外壳内壁较近时：L≈2r；α=arctan[2F1/kL]。而F1可通过测力模块4测得，k与L是已知量，将该公式输入至处理模块5，经处理模块5处理后，可直接通过显示模块7读出弹簧3的倾斜角度，浮力面板的变化角度近似等于配电杆12的倾斜角度。

以上所述，仅为本实用新型较佳具体实施方式，但本实用新型保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此本实用新型保护范围以权利要求书的保护范围为准。