可穿戴式监测设备的制作方法

本申请涉及电力设备监测领域，特别是涉及一种可穿戴式监测设备。

背景技术：

变电站作为电力系统的一个重要环节，近年来越来越受到人们的重视，变电站高压电气设备状态监测更是成为了重点监测对象。

传统方案使用人工巡检的方式对变电站高压电气设备的状态进行监测。例如采用传统的手持红外成像仪、手持超声波局部放电仪器、手写记录、或通过pda平板电脑记录的方式等。

但传统方案中的人工巡检方式存在劳动强度大、工作效率低、监测质量分散、监测的数据不准确、手段单一等不足等缺点。且随着巡视工作量越来越大，人工巡检的到位率、及时性准确度无法保证。在采集过程中，作业人员需要中断正在进行的工作进行数据录入或采集，严重影响作业过程。

技术实现要素：

基于此，有必要针对传统方案中高压电气设备监测效率低、监测效果差和可靠性低的问题，提供一种可穿戴式监测设备。

一种可穿戴式监测设备，包括：

安全帽；

诊断处理系统，设置于所述安全帽，用于诊断被测电力设备运行状态，并生成诊断数据；

数据存储装置，设置于所述安全帽，与所述诊断处理系统电连接和信号连接，用于实时存储所述诊断数据；

显示装置，设置于所述安全帽，与所述诊断处理系统电连接和信号连接，用于实时显示所述诊断数据；

电源装置，设置于所述安全帽，与所述诊断处理系统电连接，用于提供电量。

本申请提供的可穿戴式监测设备，包括安全帽、诊断处理系统、数据存储装置、显示装置和电源装置。所述诊断处理系统、所述数据存储装置、所述显示装置和所述电源装置均设置于所述安全帽。所述诊断处理系统可诊断被测电力设备并生成诊断数据。所述数据存储装置与所述诊断处理系统电连接和信号连接，用于实时存储所述诊断数据。所述显示装置与所述诊断处理系统电连接和信号连接，用于实时显示所述诊断数据。所述电源装置与所述诊断处理系统和所述显示装置电连接，用于提供电量。本申请提供的可穿戴式监测设备可有效增强高压电气设备运行状态的监测效果，提高监测效率和可靠性。

在其中一项实施例中，所述安全帽上可拆卸设置有第一基座和第二基座。

在其中一项实施例中，所述诊断处理系统包括

诊断成像装置，安装于所述第一基座，用于诊断所述被测电力设备运行状态，并生成诊断信息；

信息处理装置，安装于所述第二基座，与所述诊断成像装置电连接和信号连接，用于处理所述诊断信息，并生成所述诊断数据。

在其中一项实施例中，所述信息处理装置包括：

视频采集器，可拆卸安装于所述第一基座，用于采集所述诊断信息；

滤波器，可拆卸安装于所述第一基座，用于处理所述诊断信息；

模数转换器，可拆卸安装于所述第一基座，用于将所述模拟数据转换为所述诊断数据。

在其中一项实施例中，所述诊断成像装置包括：

红外温度探测器，可拆卸安装于所述第一基座，用于获取所述被测电力设备表面温度状况，并生成温度分布图像；

超声波检测传感器，可拆卸安装于所述第一基座，用于监测所述被测电力设备的局部放电状况。

在其中一项实施例中，所述红外温度探测器包括：

红外光学镜头，用于将所述被测电力设备表面辐射的红外能量汇聚在所述红外温度探测器的感光面上并生成红外图像；

红外热成像仪，用于将所述红外图像转变为电信号，并经过图像处理后输出所述温度分布图像。

在其中一项实施例中，所述超声波检测传感器包括：

超声探头，所述超声探头用于将超声波信号转换为电信号。

在其中一项实施例中，所述安全帽上还设置有充电孔，用于连接外部设备为所述电源装置充电。

在其中一项实施例中，所述显示装置通过连接杆安装于所述安全帽。

在其中一项实施例中，所述可穿戴式监测设备上还设置有开，用于开启或关闭所述可穿戴式监测设备。

综上所述，本申请的实施例提供的所述可穿戴式监测设备，利用所述诊断成像装置对所述被测电力设备的表面温度进行监测，以及对所述被测电力设备的局部放电强弱程度进行监测，并输出所述诊断信息。利用所述信息处理装置对所述诊断信息进行处理转换，并输出所述诊断数据。所述诊断数据由所述数据存储装置进行存储，且由所述显示装置进行显示。在实际作业中，作业人员可通过移动所述显示装置对所述诊断数据进行实时监测，提高了高压电气设备的监测效率和监测效果，并提升了监测的可靠性。

附图说明

图1为本申请的一个实施例提供的可穿戴式监测设备的结构示意图。

图2为本申请的一个实施例提供的可穿戴式监测设备的后侧示意图。

图3为本申请的一个实施例提供的可穿戴式监测设备的侧视图。

图4为本申请的一个实施例提供的可穿戴式监测设备的正视图。

图5为本申请的一个实施例提供的可穿戴式监测设备的俯视图。

附图标记说明：

可穿戴式监测设备10

安全帽100

诊断处理系统200

诊断成像装置210

红外温度探测器211

超声波检测传感器212

红外光学镜头213

红外热成像仪214

超声探头215

信息处理装置220

视频采集器221

滤波器222

模数转换器223

数据存储装置300

显示装置400

电源装置500

第一基座600

第二基座700

充电孔20

连接杆30

开关40

具体实施方式

传统方案中常使用人工巡检的方式对变电站高压电气设备的状态进行监测，但人工巡检的方式存在监测效率低、监测效果差的问题。因此，本申请提供一种可穿戴式监测设备，可有效增强高压电气设备运行状态的监测效果，提高监测效率。

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本申请的可穿戴式监测设备进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

请参见图1，本申请一个实施例提供一种可穿戴式监测设备10，包括安全帽100、诊断处理系统200、数据存储装置300、显示装置400和电源装置500。

所述安全帽100是一种人们在工业生产环境中戴的通常用金属或加强塑料制成的轻型保护头盔。所述安全帽100由帽壳、帽衬、下颊带和后箍组成。所述帽壳呈半球形，坚固、光滑并有一定弹性，打击物的冲击和穿刺动能主要由帽壳承受。所述帽壳和帽衬之间留有一定空间，可缓冲、分散瞬时冲击力，从而避免或减轻对头部的直接伤害。所述安全帽100可以为玻璃钢安全帽、聚碳酸酯塑料安全帽、.超高分子聚乙烯塑料安全帽或改性聚丙烯塑料安全帽等，具体可根据实际需要选择，本申请不做限定。所述安全帽100具有良好的抗冲击性、耐穿刺性、侧向刚性、电绝缘性和阻燃性，可有效放置作业人员在电力设备监测进程中遭受高空坠物的伤害。且所述安全帽100轻便，易于携带，作为所述可穿戴式监测设备10的载体部分，提高了所述可穿戴式监测设备10的使用便携性。

所述诊断处理系统200设置于所述安全帽100，用于诊断被测电力设备运行状态，并生成诊断数据。所述被测电力设备的运行状态包括所述被测电力设备表面的温度分布情况和所述被测电力设备的放电情况。

所述诊断处理系统200对所述被测电力设备表面的温度分布情况进行诊断的方法利用的是红外热成像技术。所述红外热成像技术运用光电技术监测所述被测电力设备表面热辐射的红外线特定波段信号，并将所述红外线特定波段信号转换成可供人类视觉分辨的图像和图形。所述诊断系统200获取所述被测电力设备表面的温度分布图像后，再对所述温度分布图像进行采集处理，并生成所述诊断数据。

当所述被测电力设备因绝缘故障而出现局部放电时，会产生电脉冲、气体生成物、超声波、电磁辐射、光、局部过热产生能量损耗等现象。因而对所述电气设备局部放电状况进行检测的方法包括电脉冲检测法、气象色谱检测法、超声波检测法、电磁波检测法和光检测法等多种检测方法。本申请中，所述诊断处理系统200对所述被测电力设备的放电情况进行诊断的方法利用的是超声波检测法。所述超声波检测法受电气干扰小，可实现远距离无线测量，相对于传统的电脉冲等检测方法，有明显的优势。尤其是在大容量电容器的局部放电检测方面，所述超声波检测法的灵敏度甚至高于电脉冲法。当所述被测电力设备出现局部放电时，所述超声波检测法将所述被测电力设备局部放电产生的超声波信号转换为电信号，并由所述诊断系统200对所述电信号进行采集处理，生成所述诊断数据。

所述数据存储装置300设置于所述安全帽100，与所述诊断处理系统200电连接和信号连接，用于实时存储所述诊断数据。所述数据存储装置300为主存储器，所述主存储器的内存可存放计算机运行期间的大量程序和数据，且存取速度较快，能实时对所述诊断数据进行存储。所述数据存储装置300可以选择任意一种主存储器，具体可根据实际需要选择，本申请不做限定。在本实施例中，所述数据存储装置300优选为sd(securedigitalcard，安全数字卡)存储卡。所述sd存储卡是一种微小的内存卡，大小跟邮票相当，重约两克，且具有可高速传输数据和低功耗的优点。除此之外，所述sd存储卡的存储容量可达512mb以上，可有效存储所述诊断处理系统200传输的所述诊断数据。在实际安装中，所述sd存储卡可设置于所述可穿戴式监测设备的任意位置，本申请不做限定。所述信号连接可以为光纤连接，或无线连接，或其他形式的信息传输方式，只要能进行数据传输即可，本申请不做限定。

所述显示装置400设置于所述安装帽100，与所述诊断处理系统200电连接和信号连接，用于实时显示所述诊断数据。所述显示装置400可以为液晶显示器，也可以为lcd(cathoderaytube，阴极射线管)显示器，具体可根据实际需要选择，本申请不做限定。在本实施例中，所述显示装置400为lcos(liquidcrystalonsilicon，硅基液晶)显示屏，是一种基于反射模式，尺寸非常小的矩阵液晶显示装置。所述lcos显示屏属于一种将液晶显示器件与大规模集成电路制成一体的显示器件，与其他显示器相比具有更高的分辨率，在复杂的电力设备监测中能更清楚地显示所述诊断数据，供作业人员查看。所述信号连接可以为光纤连接，或无线连接，或其他形式的信息传输方式，只要能进行数据传输即可，本申请不做限定。

所述电源装置500设置于所述安全帽100，与所述诊断处理系统200和所述显示装置400电连接，用于提供电量。所述电源装置500可以选用干电池、锂电池、蓄电池或太阳能电池，或其他种类的电池，具体可根据实际需要选择，本申请不做限定。在本实施例中，所述电源装置500为锂离子电池，且在所述安全帽100上设置有相应的充电孔20，所述充电孔20用于连接外部设备为所述电源装置500充电。锂离子电池作为锂电池的一种，具有工作电压高、体积小、质量轻、能量高、无记忆效应、无污染、自放电小、循环寿命长等优点。所述锂离子电池可使所述可穿戴式监测设备10具有可反复使用性。所述锂离子电池安装于所述安全帽100时，可放置于一安装基座中，或是粘贴于所述安全帽100，具体可根据实际需要选择，本申请不做限定。所述电源装置500的作用为提供电量，具体地，所述电源装置500通过安装在所述安全帽的内部导线电连接所述诊断处理系统200，为所述诊断处理系统200提供电能。所述诊断处理系统200与所述数据存储装置300和所述显示装置400依次电连接，由此，所述数据存储装置300和所述显示装置400可接收所述电源装置500提供的电能。

综上，本申请提供的所述可穿戴式监测设备10，包括所述安全帽100、所述诊断处理系统200、所述数据存储装置300、所述显示装置400和所述电源装置500。所述诊断处理系统200、所述数据存储装置300、所述显示装置400和所述电源装置500均设置于所述安全帽。所述诊断处理系统200可诊断被测电力设备并生成所述诊断数据。所述数据存储装置300与所述诊断处理系统200电连接和信号连接，用于实时存储所述诊断数据。所述显示装置400与所述诊断处理系统200电连接和信号连接，用于实时显示所述诊断数据。所述电源装置500与所述诊断处理系统200和所述显示装置400电连接，用于提供电量。本申请提供的所述可穿戴式监测设备10可有效增强高压电气设备运行状态的监测效果，提高监测效率和可靠性。

请参考图1至图5，在本申请的一个实施例中，所述安全帽100上可拆卸设置有第一基座600和第二基座700。所述第一基座600和所述第二基座700均可拆卸安装于所述安全帽100，但具体安装位置本申请不做限定。所述第一基座600和所述第二基座700的形状、材质和大小可以根据实际需要选择，本申请不做限定。

所述第一基座600安装有诊断成像装置210。所述诊断成像装置210属于所述诊断处理系统200的一部分，所述诊断成像装置210用于诊断所述被测电力设备运行状态，并生成诊断信息。所述诊断成像装置210包括红外温度探测器211和超声波检测传感器212，所述诊断信息包括温度分布图像和所述被测电力设备的局部放电的电信号

所述红外温度探测器211可拆卸安装于所述第一基座600，用于获取所述被测电力设备表面温度状况，并生成温度分布图像。所述红外温度探测器211与所述第一基座600的可拆卸安装方式可以为螺接、卡接或其他安装方式，具体可根据实际需要选择，本申请不做限定。所述红外温度探测器211包括红外光学镜头213和红外热成像仪214。在使用所述可穿戴式监测设备进行作业时，所述红外光学镜头213用于将所述被测电力设备表面辐射的红外能量汇聚在所述红外温度探测器211的感光面上并生成红外图像。所述红外光学镜头213即红外镜头，所述红外光学镜头213采用了特殊的光学玻璃材料，并用最新的光学设计方法，消除了可见光和红外光的焦面偏移，因此从可见光到红外光区的光线都可以在同一个焦面成像，使图像都能清晰地投射在所述红外温度探测器211的感光面上。所述红外热成像仪214用于将所述红外图像转变为电信号，并经过图像处理后输出所述温度分布图像。

所述超声波检测传感器212可拆卸安装于所述第一基座600，用于监测所述被测电力设备的局部放电状况。所述超声波检测传感器212与所述第一基座600的可拆卸安装方式可以为螺接、卡接或其他安装方式，具体可根据实际需要选择，本申请不做限定。所述超声波检测传感器213为非接触式传感器，所述非接触式传感器可直接检测空气中的超声波信号，并将所述超声波信号转换为电信号。所述超声波检测传感器213包括超声探头215，所述超声探头215用于将超声波信号转换为电信号，再经过所述超声波检测传感器213对所述电信号进行处理后生成所述被测电力设备的局部放电的电信号，并输出所述局部放电的电信号给所述信息处理装置220。所述超声探头215的数量可以根据实际需要选择，本申请不做限定。

所述第二基座700上安装有所述信息处理装置220，所述信息处理装置220与所述诊断成像装置210电连接和信号连接，用于处理所述诊断信息，并生成所述诊断数据。所述诊断数据包括所述被测电力设备表面的温度数据，以及所述被测电力设备的局部放电强弱程度的一维波形图。具体地，所述信息处理装置220包括视频采集器221、滤波器222和模数转换器223。

所述视频采集器221可拆卸安装于所述第一基座600，用于采集所述诊断信息。此处所述的诊断信息包括由所述红外温度探测器211输出的所述温度分布图像和由所述超声波检测传感器213输出的所述局部放电的电信号。

所述滤波器222可拆卸安装于所述第一基座600，用于处理所述诊断信息。所述滤波器222可将所述局部放电的电信号进行挑选过滤，具体地，所述滤波器222对于所述超声波检测传感器212输入的一维度线性信号进行过滤挑选。需要说明的是，所述滤波器222只对40khz的超声波的电信号进行挑选，其他全部过滤。所述滤波器222在对所述局部放电的电信号进行挑选过滤后，只将40khz的超声波的电信号传输至所述数模转换器223。

所述模数转换器223可拆卸安装于安装于所述第一基座600，用于将所述诊断信息转换为诊断数据。本申请中，所述模数转换器223指的是adc(analog-to-digitalconverter，模数转换器)，所述模数转换器223可以将所述温度分布图像和所述局部放电的电信号转换为可以被所述数据存储装置300存储和被所述显示装置400显示的数字信号，即所述诊断数据。所述诊断数据包括所述被测电力设备表面的温度数据，以及所述被测电力设备的局部放电强弱程度的一维波形图。所述数模转换器223还可以对所述被测电力设备表面的温度数据以及所述被测电力设备的局部放电强弱程度的一维波形图进行视频叠加后输出叠加图像。即所述显示装置400显示的图像为所述叠加图像，所述叠加图像显示的是所述诊断数据。

本实施例提供的所述诊断成像装置210安装于所述第一基座600，可诊断所述被测电力设备运行状态并生成诊断信息。本实施例提供的信息处理装置220安装于所述第二基座700，与所述诊断装置电连接和信号连接，用于处理所述诊断信息并生成诊断数据。本实施例中涉及的所述诊断数据包括所述被测电力设备表面的温度数据，以及所述被测电力设备的局部放电强弱程度的一维波形图。作业人员在巡检过程中可以通过所述显示装置400上显示的所述被测电力设备表面的温度数据判断所述被测电力设备是否发生过热故障，且作业人员可以通过所述被测电力设备的局部放电强弱程度的一维波形图判断所述被测电力设备是否发生绝缘故障。本实施例提供的所述诊断处理系统200可将所述被测电力设备的运行状况转换为数据和一维图像，更直观简便地显示监测到的所述被测电力设备的表面温度和绝缘故障，更方便作业人员及时获知所述被测电力设备的运行状况信息。

请参见图1至图5，在本申请的一个实施例中，所述安全帽100上还设置有充电孔20，所述充电孔20用于连接外部设备为所述电源装置500充电。所述充电孔20可以为usb(universalserialbus，通行串行总线)充电孔，也可以为其他充电孔，具体可根据实际需要选择，本申请不做限定。因本申请提供的所述电源装置500为可反复充电的锂电池，因此所述充电孔20可连接外部设备以为所述电源装置500充电。

请参见图1至图5，本申请的一个实施例中，所述显示装置400通过连接杆30安装于所述安全帽100。所述连接杆30为可弯折杆，以使作业人员可通过弯折所述连接杆30移动所述显示装置400，便于作业人员对所述诊断数据进行查看。所述连接杆30的材料可以根据实际需要选择，本申请不做限定。所述连接杆30的设计可使作业人员实时查看所述诊断数据，并且只需弯折所述连接杆30便可实现，操作过程简单方便。

请参见图1至图5，本申请的一个实施例中，所述可穿戴式监测设备10上还设置有开关40，所述开关40用于开启或关闭所述可穿戴式监测设备10。所述开关40可以为按压式开关或拨动式开关，或其他，具体可根据实际需要选择，本申请不做限定。所述开关40的设计可以减少不必要的电能损耗，也能减少所述穿戴式监测设备10不必要的装置损坏。

综上所述，本申请的实施例提供的所述可穿戴式监测设备10，利用所述诊断成像装置210对所述被测电力设备的表面温度进行监测，以及对所述被测电力设备的局部放电强弱程度进行监测，并输出所述诊断信息。利用所述信息处理装置220对所述诊断信息进行处理转换，并输出所述诊断数据。所述诊断数据由所述数据存储装置300进行存储，且由所述显示装置400进行显示。在实际作业中，作业人员可通过移动所述显示装置400对所述诊断数据进行实时监测，提高了高压电气设备的监测效率和监测效果，并提升了监测的可靠性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。