一种输电线路覆冰称重传感器的制作方法

本实用新型涉及多功能传感器领域，尤其涉及一种输电线路覆冰称重传感器。

背景技术：

架空输电线路导地线在低温潮湿等情况下常常会发生覆冰现象，严重时会造成杆塔塔材屈服、导线断裂、冰闪跳闸等事故，严重威胁电力系统的安全运行，给社会造成较大的经济损失。

基于称重法的架空输电线路覆冰监测系统一般由监测终端、通信网络和中心主站组成，称重法直接、误差小、数据准确度高。监测终端由数据集中器和若干传感器组成，数据集中器收集到拉力和倾角传感器监测绝缘子串悬挂点拉力、绝缘子串倾斜角和风偏角数据，通过网络发送给中心主站。主站结合风速、风向参数，依靠成熟的等值覆冰的力学计算模型分析这些数据，获取垂直档距内导线重量（含导线自重、冰重、风荷载），计算出等值覆冰厚度。

在实际工程应用中，缺少低功耗的，集成的多功能传感器；也缺少集成测量拉力和倾角值的功能的传感器，只能把倾角传感器，通过打孔或抱箍的方式固定在拉力传感器上。这样，会因为结构的改变导致拉力传感器的测量精度降低，也会因为固定安装时产生的角度差，导致倾角测量值的偏差。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种输电线路覆冰称重传感器，传感器在未被唤醒时处于休眠状态，大大降低了平均功耗，拉力和倾角测量功能集成于一体，测量数据收到的人为外部干扰更少，使用内部电源，无信号线、电源线，安装更为简单、方便。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种输电线路覆冰称重传感器，包括壳体、位于壳体外表的太阳能板和位于壳体内的控制处理电路、倾角测量电路、射频通信电路、拉力测量电路和电源模块；所述控制处理电路分别与倾角测量电路、射频通信电路和拉力测量电路连接，所述电源模块和所述太阳能板连接，所述电源模块为传感器提供工作电源。

进一步的，所述控制处理电路是一种具有休眠功能的超低功耗单片机。

进一步的，所述倾角测量电路包括两块高精度单轴数字倾角传感芯片sca830-d07。

进一步的，所述拉力测量电路包括常规的电阻应变片。

进一步的，所述电源模块包括聚合锂电池、充放电控制电路和电源管理电路。

进一步的，所述壳体材料为抗腐蚀、高强度不锈钢，壳体上端开有一个小孔，壳体下端有一个底座。

进一步的，所述的射频通信电路平时处于休眠状态，收到唤醒请求命令后唤醒控制处理模块，使传感器开始工作。

与目前行业常用的技术相比，本专利技术方案具有下述明显优点：

1.传感器在未被唤醒时处于休眠状态，大大降低了平均功耗；

2.拉力和倾角测量功能集成于一体，测量数据受到的人为外部干扰更少；

3.使用内部电源，无信号线、电源线，安装更为简单、方便，而传统方式需要在塔材上敷设长达几十米的线缆，施工复杂，施工难度高。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图。

图2为sca830-d07内部接头框图。

图3为sca830-d07引脚定义图。

图4为sca830-d07芯片通信电路图。

图5为hx711内部框图。

图6为拉力测量模块结构框图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。

如图1至6所示，一种输电线路覆冰称重传感器，包括壳体7、位于壳体外表的太阳能板6和位于壳体内的控制处理电路1、倾角测量电路2、射频通信电路3、拉力测量电路4和电源模块5；所述控制处理电路1分别与倾角测量电路2、射频通信电路3和拉力测量电路4连接，所述电源模块5和所述太阳能板6连接，所述电源模块5为传感器提供工作电源。

所述控制处理模块是一种具有休眠功能的超低功耗单片机。

所述倾角测量模块使用两块高精度单轴数字倾角传感芯片sca830-d07，可监测水平面内x轴和y轴两个方向的倾斜角度。sca830-d07由一个高精度微电机加速度传感元件和一个spi数字接口组成，芯片内部结构如图2、3所示。

所述拉力测量电路利用电阻应变片变形时其电阻也随之改变的原理工作，主要由弹性元件、电阻应变片、测量电路、数据传输电路组成。弹性元件作为主要受力体，在外部拉力的作用下会产生机械形变，而紧贴在其外表面的电阻应变片阻值将发生变化。根据应变片的阻值变化情况，通过由24位a/d转换器芯片hx711为核心的测量电路，即可完成把拉力的变化转换为电信号变化的过程。再由hx711的dout和pd_sdk两个引脚，将数据通过串口通信的方式，传输给单片机。单片机根据电路设计参数便可计算得出此时传感器所受拉力值。

所述电源模块包括聚合锂电池、充放电控制电路和电源管理电路，为传感器提供工作所需电能。

所述壳体材料为抗腐蚀、高强度不锈钢，壳体上端开有一个小孔，壳体下端有一个底座。图中外形仅为举例说明，由于实际安装需要对原金具进行1比1的替换，故外形尺寸各异。

本实用新型所提出的一种输电线路覆冰称重传感器，在未被唤醒时处于休眠状态，大大降低了平均功耗；拉力和倾角测量功能集成于一体，测量数据收到的人为外部干扰更少；使用内部电源，无信号线、电源线，安装更为简单、方便，而传统方式需要在塔材上敷设长达几十米的线缆，施工复杂，施工难度高。