本发明涉及电力系统测量技术领域，更具体地，涉及一种自动防雨系统及方法。
背景技术：
随着我国对电力资源的需求量日益增加，特高压输电技术在近些年来快速发展。特高压输电装置由于体积巨大，通常都位于室外。对用于户外测量的测量探头而言，如果长期暴露在空气中，在雨雪天气或其他恶劣的天气条件下，传感器的性能将会受到影响，使用寿命将会大大缩短甚至造成损坏。因此，有必要设计一套防雨系统，在不进行测量时遮挡住传感器以对其进行保护。由于户外的测量装置往往拆卸难度比较大，尤其在雨天手动设置防雨装置往往会造成很大的麻烦和安全隐患，而且也会增加许多不必要的工作量。
国内外已有针对于不同设备的防雨装置。如专利cn203974497u公开了一种汽车开门自动防雨装置，实现了雨天时防雨折叠蓬随车门的开启自动打开，可以防止乘客在下车的瞬间被淋湿。但这种防雨装置不能实现远程控制，不适用于测量现场探头的防雨。
专利cn203237013u给出了一种基于单片机控制的车门自动防雨装置，防雨装置可以随着车门的开启自动打开，同样不适用于需要远程控制的测量现场的测量设备。
可以看出现有的不同设备的防雨装置，虽然大都可以实现自动控制，但是通常不适合于户外测量现场远程控制的测量探头。因此，需要研发一套可以在远程端实现控制的测量探头的防雨装置，这样即保证了雨天其他实验的正常进行，也保证了本系统的安全性。
技术实现要素：
本发明提供了一种自动防雨系统及方法，以解决如何实现自动防雨的问题。
为了解决上述问题，本发明提供了一种自动防雨系统，所述系统包括:远程接收端、数字单元、双继电器组、电动推杆、防雨板串列及轨道运动装置、多个带有开口的空间、弹簧；所述防雨板串列包括相对应的轨道、以及能够闭合所述多个空间开口中的每一个空间开口的多个防雨板，所述多个防雨板通过柔性材料连接，所述多个依次连接的防雨板镶嵌在所述轨道上；所述弹簧一端连接于所述防雨板串列，另一端连接于所述防雨系统的固定端；
所述远程接收端接收开关控制指令，并向所述数字单元发送开关控制指令，控制所述双继电器组的开关的断开或闭合；
在所述双继电器组开关闭合的状态下，通过所述电动推杆推动所述多个防雨板在所述轨道上滑行，通过所述多个防雨板闭合所述防雨板串列的每一个空间的开口，所述防雨板串列通过在所述轨道运动装置上移动，压缩所述弹簧。
优选地，所述防雨板串列中一端的防雨板连接于所述电动推杆，所述防雨板串列中另一端的防雨板连接于所述弹簧。
优选地，所述柔性材料为柔性钢丝绳。
优选地，所述数字单元输出信号为集电极开路的晶体管开关，通过外接12v电源驱动所述双继电器组工作。
优选地，所述电动推杆的额定电压为24v。
优选地，所述电动推杆能够伸长或缩短，通过所述电动推杆的伸长或缩短带动所述防雨板串列中的多个防雨板移动。
优选地，通过所述数字单元控制所述双继电器组产生24v电压的正负电压变换控制所述电动推杆的伸长或缩短。
优选地，所述双继电器组包括第一继电器和第二继电器，所述第一继电器组用于控制24v电源的断开或闭合，所述第二继电器用于控制接入电机的正向旋转或反向旋转，通过控制接入电机的正向旋转或反向旋转控制所述电动推杆的伸长或缩短。
优选地，所述压缩的弹簧在弹开后，推动所述多个防雨板打开所述防雨板串列的每一个空间的开口。
优选地，所述控制单元包括上位机和远程接收端，所述远程接收端包括光纤数据收发单元和光纤数据传送单元。
基于本发明的另一方面，提供一种自动防雨方法，包括建立防雨系统，所述防雨系统包括:远程接收端、数字单元、双继电器组、电动推杆、防雨板串列及轨道运动装置、多个带有开口的空间、弹簧；所述防雨板串列包括相对应的轨道、以及能够闭合所述多个空间开口中的每一个空间开口的多个防雨板，所述多个防雨板通过柔性材料连接，所述多个依次连接的防雨板镶嵌在所述轨道上；所述弹簧一端连接于所述防雨板串列，另一端连接于所述防雨系统的固定端；
所述远程接收端接收开关控制指令，并向所述数字单元发送开关控制指令，控制所述双继电器组的开关的断开或闭合；
当所述双继电器组开关闭合时，通过所述电动推杆推动所述多个防雨板在所述轨道上滑行，通过所述多个防雨板闭合所述防雨板串列的每一个空间的开口，所述防雨板串列通过在所述轨道运动装置上移动，压缩所述弹簧。
优选地，所述防雨板串列中一端的防雨板连接于所述电动推杆，所述防雨板串列中另一端的防雨板连接于所述弹簧。
优选地，所述柔性材料为柔性钢丝绳。
优选地，所述数字单元输出信号为集电极开路的晶体管开关，通过外接12v电源驱动所述双继电器组工作。
优选地，所述电动推杆的额定电压为24v。
优选地，所述电动推杆能够伸长或缩短，通过所述电动推杆的伸长或缩短带动所述防雨板串列中的多个防雨板移动。
优选地，通过所述数字单元控制所述双继电器组产生24v电压的正负电压变换控制所述电动推杆的伸长或缩短。
优选地，所述双继电器组包括第一继电器和第二继电器，所述第一继电器组用于控制24v电源的断开或闭合，所述第二继电器用于控制接入电机的正向旋转或反向旋转，通过控制接入电机的正向旋转或反向旋转控制所述电动推杆的伸长或缩短。
优选地，所述压缩的弹簧在弹开后，推动所述多个防雨板打开所述防雨板串列的每一个空间的开口。
优选地，所述远程接收端包括光纤数据收发单元和光纤数据传送单元。
本发明技术方案提供的一种自动防雨系统和方法，包括测量系统的远程接收端、数字i/o模块adam4050、双继电器组、电动推杆、不锈钢防雨板、简易轨道装置、柔性钢丝绳和弹簧。本发明技术方案对每一组传感器阵列布置一块防雨板，并将防雨板镶嵌在简易轨道装置中，并确保防雨板能够完全遮挡传感器阵列，充分起到对传感器进行防雨的效果。本发明技术方案各不锈钢防雨板之间通过钢丝绳柔性连接，形成防雨板串列。在防雨板串列首端防雨板一端与电动推杆相连，末端防雨板一端通过弹簧与防雨系统的固定端相连。整个防雨系统由测量系统的控制单元实现控制，通过adam4050对双继电器组的控制产生24v正负电压变换进而实现电动推杆的伸长和缩短，从而带动各防雨板在轨道装置中移动。在测量系统不工作时，防雨板处于遮挡传感器阵列的位置。当系统进行测量时，防雨板串列移动防雨板位置使传感器阵列处于裸露状态。本发明技术方案提供的防雨技术具有较好的防雨效果，而且能够适应强电场环境，不会对合成电场和粒子流密度的测量造成干扰，方便操作和控制以及较低的成本等优点。本发明技术方案具有自动防雨的功能，同时实现了通过远程端对防雨系统的控制，这样既保证了雨天笼内其他实验的正常进行，也保证了被防雨系统的安全性。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明提供的防雨装置的各防雨板之间采用柔性连接。对于网状结构或其他复杂结构上的装置或设备，安装传感器的位置很难保证在一个水平面上。各防雨板之间采用柔性连接，可以保证不在同一水平面内的各防雨板在电动推杆的牵引下，在各自的轨道装置内完成同步的运动，形成了一个一拖五的运动装置。既克服了防雨板不在一个水平面的条件下的安装困难，也保证了运动的同步性。
2、本发明提供的防雨装置中防雨板的运动方式为主动式运动和被动式回退。系统工作时，防雨板，在电机和电动推杆的的带动下移开传感器，为主动式运动方式。系统停止工作时，不需要电机和电动推杆重新加载动力，依靠在防雨板移开时储存在弹簧中的弹性势能的释放，转化成动能，反向带动防雨板回归原位。采用这种方式可以只用一组动力加载装置，一次动力加载，即可完成正反两个方向的动作，既简化了整个装置，又能够使能源的利用达到最大化，同时也省去了反方向动作时人为控制的操作。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1为根据本发明实施方式的一种自动防雨系统结构图；
图2为根据本发明实施方式的各防雨板和轨道运动装置连接结构示意图；
图3为根据本发明实施方式的电动推杆和端防雨板的连接结构示意图；
图4为根据本发明实施方式的实施例中数字i/o单元adam4050和双继电器组连接方式示意图；以及
图5为根据本发明实施方式的一种自动防雨方法流程图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图1为根据本发明实施方式的一种自动防雨系统结构图。本发明实施方式提供的一种自动防雨系统，包括测量系统的控制单元、数字i/o单元adam4050、双继电器组、电动推杆、不锈钢防雨板、简易轨道装置、柔性钢丝绳和弹簧。本申请对每一组传感器阵列布置一块防雨板，并将防雨板镶嵌在简易轨道装置中，并确保防雨板能够完全遮挡传感器阵列，充分起到对传感器进行防雨的效果。本申请各不锈钢防雨板之间通过钢丝绳柔性连接，形成防雨板串列。在防雨板串列首端防雨板一端与电动推杆相连，末端防雨板一端通过弹簧与防雨系统的固定端相连。整个防雨系统由测量系统的控制单元实现控制，通过adam4050对双继电器组的控制产生24v正负电压变换进而实现电动推杆的伸长和缩短，从而带动各防雨板在轨道装置中移动。在测量系统不工作时，防雨板处于遮挡传感器阵列的位置。当系统进行测量时，防雨板串列移动防雨板位置使传感器阵列处于裸露状态。
如图1所示，一种自动防雨系统，系统包括依次连接的:控制单元9、数字单元10、双继电器组11、电动推杆8、防雨板串列及轨道运动装置2、多个带有开口的空间、弹簧1；其中，控制单元9包括上位机和远程接收端；防雨板串列包括相对应的轨道、以及能够闭合多个空间开口中的每一个空间开口的多个防雨板，多个防雨板通过柔性材料连接，多个依次连接的防雨板镶嵌在轨道上；弹簧1一端连接于防雨板串列，另一端连接于防雨系统的固定端；
远程接收端接收开关控制指令，并向数字单元10发送开关控制指令，控制双继电器组11的开关的断开或闭合；
在双继电器组11开关闭合的状态下，通过电动推杆8推动多个防雨板在轨道上滑行，通过多个防雨板闭合防雨板串列的每一个空间的开口，防雨板串列通过在轨道运动装置上移动，压缩弹簧1。
优选地，防雨板串列中一端的防雨板连接于电动推杆8，防雨板串列中另一端的防雨板连接于弹簧1。
优选地，柔性材料为柔性钢丝绳。
优选地，数字单元10输出信号为集电极开路的晶体管开关，通过外接12v电源驱动双继电器组工作。
优选地，电动推杆8的额定电压为24v。
优选地，电动推杆8能够伸长或缩短，通过电动推杆8的伸长或缩短带动防雨板串列中的多个防雨板移动。
优选地，通过数字单元10控制双继电器组产生24v电压的正负电压变换控制电动推杆8的伸长或缩短。
优选地，双继电器组11包括第一继电器和第二继电器，第一继电器组用于控制24v电源的断开或闭合，第二继电器用于控制接入电机的正向旋转或反向旋转，通过控制接入电机的正向旋转或反向旋转控制电动推杆的伸长或缩短。
优选地，压缩的弹簧在弹开后，推动多个防雨板打开防雨板串列的每一个空间的开口。
优选地，控制单元9包括上位机和远程接收端，远程接收端包括光纤数据收发单元和光纤数据传送单元。
以下对本发明实施方式进行具体举例说明。
本发明以为一种电晕笼内电场传感阵列的提供自动防雨系统进行举例说明，测量装置包括测量系统的控制单元、数字i/o单元adam4050、双继电器组、电动推杆、不锈钢防雨板、简易轨道装置、柔性钢丝绳和弹簧。
本申请中防雨板为不锈钢材质，所述钢丝绳为柔性钢丝绳。简易轨道装置采用轨道复合板，与防雨板采用相同的材质。固定在电晕笼上的各组传感器上方，每组传感器布置一个。复合板一端开圆形孔、或其他形状开孔，使得传感器恰好露出，不影响传感器的测量。
图2为根据本发明实施方式的各防雨板和轨道运动装置连接结构示意图。防雨板6对于每一组测量传感器各布置一块，宽度要和的轨道装置4相匹配，防雨板6镶嵌在轨道装置中，确保其可以在轨道中自由运动。其长度约为轨道复合板长度的一半，确保其可以完全覆盖传感器。各防雨板之间通过钢丝绳7柔性连接，形成防雨板串列。5为多个防雨板闭合防雨板串列的每一个空间的开口。
各防雨板之间通过钢丝绳柔性连接，形成防雨板串列。由于电晕笼的网状结构通常为凹凸不平的，这也使得固定在电晕笼上的各组传感器不能处在一个水平面上。如果各防雨板采用传统的刚性连接方式，将无法安装在不在一个水平面的轨道装置中。采用柔性连接方式，既克服了不在一个水平面上的安装难题，也可以确保各防雨板在同一个牵引力的作用下，实现联动，达到了设计预期的效果。
图3为根据本发明实施方式的电动推杆和端防雨板的连接结构示意图。防雨板串列首端的防雨板通过钢丝绳和的电动推杆8相连接，的防雨板串列的末端防雨板通过弹簧和电晕笼上的一个固定端相连接，从而形成了一拖五的运动装置，构成一个闭合的防雨系统。本申请防雨板串列的末端钢板同样使用柔性钢丝绳挂接到弹簧1的一端上。选取的弹簧的劲度系数要合适，通过事先对电动推杆产生的最大拉力和钢板的最大行程进行估算，要确保弹簧的最大伸长量处于弹性范围内。弹簧的另一端与电晕笼上的一个固定端相连接。整个防雨板串列和与其相互配合的轨道装置形成了一拖五的运动装置，可以实现同步运动，构成一个闭合的防雨板系统。
电动推杆额定电压为24v，其行程范围可根据需要定制，其防护等级较高，可以在电晕笼内强电场的条件下正常工作。
数字i/o单元adam4050带有7路数字量输入和8路数字量输出。其数字量输出为集电极开路的晶体管开关，可由上位机进行控制,同时方便控制继电器或其他设备。数字i/o单元adam4050的输出模式为集电极开路模式，不能直接驱动继电器动作，需要外接12v电源驱动。
双继电器组由继电器a和继电器b组成。
双继电器组中，继电器a控制dc24v的通断，继电器b控制dc24v接入电机的正负，即继电器b控制电机正反转，继电器a控制电机转动。电机正转推动电动推杆伸长，电机反转时电动推杆长度缩短。
电动推杆由测量系统的控制单元作用于数字i/o单元adam4050进而控制双继电器组产生24v电压的正负变换来控制，使其伸长和缩短，从而带动整个防雨板串列在轨道装置中移动。
电动推杆的伸长和缩短的动作变换，由测量系统控制单元(上位机)发出的控制指令来控制。本申请测量系统的控制单元由本地计算机(上位机)和远程接收端构成。远程接收端由光纤数据收发单元和光纤数据传送单元构成。
测量系统控制单元发出的控制信号由系统的工作状态决定。如果当前系统不工作，电动推杆为伸长状态，弹簧为松弛状态，防雨板串列处于遮挡传感器阵列的位置。如果当前系统处于工作状态，测量系统控制单元发出相应的控制信号，通过数字i/o模块adam4050和双继电器组，作用于电动推杆，在电机的作用下，电动推杆不断缩短，拖动整个防雨板串列向移开传感器的方向运动，弹簧被拉紧，各组传感器完全露出，进而完成测量工作。测量工作完成后，由测量系统控制单元发出停止指令，电机停止工作，电动推杆被释放，利用弹簧储存的弹性势能，带动整个防雨板串列向遮挡传感器的方向移动，各防雨板最终回归原位，整个测量过程结束。
数字数字i/o模块的数字量输出为集电极开路的晶体管开关，由上位机进行控制,同时方便控制继电器或其他设备。adam4050的输出模式为集电极开路模式，不能直接驱动继电器动作，需要外接12v电源驱动。数字i/o模块adam4050与双继电器组的连接方式如图4所示。
双继电器组由继电器a和继电器b组成。其中，继电器a制dc24v的通断，继电器b控制dc24v接入电机的正负，即继电器b控制电机正反转，继电器a控制电机转动。电机正转推动电动推杆伸长，电机反转时电动推杆长度缩短。
电动推杆额定电压为24v，其行程范围可根据需要定制，其防护等级较高，可以在电晕笼内强电场的条件下正常工作。
上位机实现对电动推杆控制的具体实施方式为：光纤数据收发单元接收上位机发出的控制信号，通过光纤数据传送单元，输入到数字i/o模块adam4050，adam4050的数字量输出作用于双继电器组，产生24v电压的正负变换，进而控制电动推杆，使其伸长和缩短，从而带动防雨板串列在轨道装置中运动。adam4050实现对双继电器组控制在c#语言下实现命令字段为：
{0x23,0x30,0x35,0x30,0x30,0x30,0x37,0x0d}；//北区打开防护+电源
{0x23,0x30,0x35,0x30,0x30,0x30,0x31,0x0d}；//北区停止推杆+打开电源
{0x23,0x30,0x36,0x30,0x30,0x30,0x37,0x0d}；//南区打开防护+电源
{0x23,0x30,0x36,0x30,0x30,0x30,0x31,0x0d}；//南区停止推杆+打开电源
{0x23,0x30,0x35,0x30,0x30,0x30,0x32,0x0d}；//北区关闭防护
{0x23,0x30,0x36,0x30,0x30,0x30,0x32,0x0d}；//南区关闭防护
{0x23,0x30,0x35,0x30,0x30,0x30,0x30,0x0d}；//关闭北区所有继电器
{0x23,0x30,0x36,0x30,0x30,0x30,0x30,0x0d}；//关闭南区所有继电器
整个自动防雨系统的工作过程大致如下：在测量系统不工作的状态下，各防雨板处于完全遮挡传感器的位置，弹簧处于松弛状态，电动推杆为伸长状态。当系统启动测量时，上位机发出开始测量的控制指令，信号通过光纤传输。测量现场的光纤接收器接收到此信号，通过adam4050和双继电器组，作用于电动推杆，电机反转，电动推杆缓慢缩短，带动防雨板串列向移开传感器的方向运动，在轨道板的束缚下，防雨板达到行程终点后，打开过程结束，测量系统继续完成下一步工作。当上位机发出停止测量控制指令后，电动推杆停止工作，产生的对防雨板的牵引力被撤去。此时弹簧储存的能量被释放，带动整个防雨板串列向相反的方向移动，从而防雨板缓慢遮挡住传感器，整个工作过程结束。
本申请测量系统控制单元发出的控制信号由系统的工作状态决定。防雨板串列的运动方式为主动式正向运动和被动式回退相结合的方式。利用电机的牵引实现正向“打开”动作，利用弹簧储存的能量的释放实现反向的“关闭”动作。本申请的防雨系统具有结构简单，成本较低，防雨效果较好，方便安装与调试，能够适应电晕笼内强电场的环境，不会对场强和离子流密度的测量造成干扰，方便操作和控制、实现能源最大限度的利用等优点。
本发明提供的自动防雨系统的各防雨板之间采用柔性连接。由于点电晕笼的网状结构各部分通常是凹凸不平的，布置传感器的位置很难保证在一个水平面上。各防雨板之间采用柔性连接，可以保证不在同一水平面内的各防雨板在电动推杆的牵引下，在各自的轨道装置内完成同步的运动，形成了一个一拖五的运动装置。既克服了防雨板不在一个水平面的条件下的安装困难，也保证了运动的同步性。
本发明提供的自动防雨系统中防雨板的运动方式为主动式运动和被动式回退。系统工作时，防雨板，在电机和电动推杆的的带动下移开传感器，为主动式运动方式。系统停止工作时，不需要电机和电动推杆重新加载动力，依靠在防雨板移开时储存在弹簧中的弹性势能的释放，转化成动能，反向带动防雨板回归原位。采用这种方式可以只用一组动力加载装置，一次动力加载，即可完成正反两个方向的动作，既简化了整个装置，又能够使能源的利用达到最大化，同时也省去了反方向动作时人为控制的操作。
图5根据本发明实施方式的一种自动防雨方法流程图。如图5所示，一种自动防雨方法从步骤501开始：
优选地，在步骤501：建立防雨系统，防雨系统包括依次连接的:远程接收端、数字单元、双继电器组、电动推杆、防雨板串列及轨道运动装置、多个带有开口的空间、弹簧；防雨板串列包括相对应的轨道、以及能够闭合多个空间开口中的每一个空间开口的多个防雨板，多个防雨板通过柔性材料连接，多个依次连接的防雨板镶嵌在轨道上；弹簧一端连接于防雨板串列，另一端连接于防雨系统的固定端。
优选地，在步骤502：远程接收端接收开关控制指令，并向向数字单元发送开关控制指令，控制双继电器组的开关的断开或闭合；
优选地，在步骤503：当双继电器组开关闭合时，通过电动推杆推动多个防雨板在轨道上滑行，通过多个防雨板闭合防雨板串列的每一个空间的开口，防雨板串列通过在轨道运动装置上移动，压缩弹簧。
优选地，在防雨板串列中一端的防雨板连接于电动推杆，防雨板串列中另一端的防雨板连接于弹簧。
优选地，在柔性材料为柔性钢丝绳。
优选地，在数字单元输出信号为集电极开路的晶体管开关，通过外接12v电源驱动双继电器组工作。
优选地，在电动推杆的额定电压为24v。
优选地，在电动推杆能够伸长或缩短，通过电动推杆的伸长或缩短带动防雨板串列中的多个防雨板移动。
优选地，在通过数字单元控制双继电器组产生24v电压的正负电压变换控制电动推杆的伸长或缩短。
优选地，在双继电器组包括第一继电器和第二继电器，第一继电器组用于控制24v电源的断开或闭合，第二继电器用于控制接入电机的正向旋转或反向旋转，通过控制接入电机的正向旋转或反向旋转控制电动推杆的伸长或缩短。
优选地，在压缩的弹簧在弹开后，推动多个防雨板打开防雨板串列的每一个空间的开口。
优选地，在控制单元包括上位机和远程接收端，远程接收端包括光纤数据收发单元和光纤数据传送单元。
已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。