一种用于电站水塔性能试验的检测机及数据采集系统的制作方法

本发明涉及一种用于电站水塔性能试验的检测机及数据采集系统，属于电站水塔性能试验。

背景技术：

1、电站水塔性能试验是用于测试冷却水塔冷却效果的一种常规试验项目，但由于冷却水塔内，充满湿热蒸汽，能见度极低，铁栅栈道锈蚀严重，栈道外即是中空的填料区，这些问题给试验造成了诸多困难。现有的试验方法主要有两种：1、试验人员手持数字干球温度计，亲自进入冷却水塔内部，沿铁栅栈道逐点采集试验测点温度。此种方法的缺点是无法采集到铁栅栈道以外区域的温度，恶劣的水塔内部环境对试验人员身体健康造成极大危害，干球温度计精度偏低，铁栅栈道锈蚀损坏易引发高坠伤害。2、试验前，试验人员将热电阻温度计预装在水塔内铁栅栈道上。通过有线连接至水塔外部的采集器。试验期间通过采集器自动采集测点数据。此种方法与第一种方法相比，数据的精度更高，但是仍无法采集到铁栅栈道以外区域的温度，安装测点时试验人员需要长时间在水塔内作业，仍然存在非常高的危害性和风险性。

2、随着科技的快速发展，无人机在已广泛应用于生产工作中，提高了的工作质量，减少了劳动力。但是目前无人机在水塔试验项目中仍然没有应用，因此，亟需设计一种用于电站水塔性能试验的检测机及智能化数据采集系统，来解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明为解决现有技术中存在的问题，提供一种基于无人机的用于电站水塔性能试验的检测机及智能化数据采集系统。

2、为了达到上述目的，本发明的具体技术方案如下：

3、一种用于电站水塔性能试验的检测机，包括小型无人机；所述小型无人机顶部安装有主机，小型无人机底部的支架上固定安装有采集箱，采集箱底部安装有摄像头和温度计，采集箱内部设有数据存储器，主机内部安装有互相连接的控制器和通信器；所述摄像头和温度计与数据存储器连接，所述数据存储器与通信器通信连接，通信器用于与远程客户端通信连接；采集箱采集试验数据，存储于数据存储器，数据存储器通过通信器将采集到数据传输到客户端；客户端用于通过通信器向控制器发送控制信号，对检测机的飞行路径进行控制。

4、所述小型无人机采用小型六旋翼无人机；所述主机外壳材质采用防水、耐高温的碳纤维材质，主机外壳与小型无人机采用螺纹结构连接；所述采集箱外壳材质采用防水、耐高温的碳纤维材质，采集箱底部与小型无人机底部的支架采用螺丝连接固定。

5、所述控制器内部设有自动巡航模块和运行管理模块，用于控制检测机根据预设的检测路线飞行；所述通信器内部设有5g通信模块和蓝牙通信模块，分别用于与客户端和控制器通信连接。

6、所述采集箱的内部布置有温度表和摄像主机，温度表与温度计连接，摄像主机与摄像头连接，温度表和摄像主机分别与数据存储器连接。

7、所述温度计采用k型铠装热电阻式温度计；两温度计垂直并等距安装在采集箱底面；所述摄像头采用广角半球摄像机，摄像头安装在采集箱底面，并位于检测机中心线上。

8、所述温度表采用有自动存储功能的可直读式温度表，采集的测试数据经数据线保存在数据存储器；所述摄像主机为数字视频录像机，采集的测试数据经数据线保存在数据存储器。

9、一种用于电站水塔性能试验的数据采集系统，包括水塔本体、设置于水塔本体内部的若干塔内测点、上述用于采集塔内测点试验数据的上述检测机和用于控制检测机的客户端；所述检测机设有控制器和通信器，所述控制器内置自动巡航模块和运行管理模块，用于控制检测机根据预设的检测路线飞行，采集箱采集试验数据，通过通信器将采集到数据和飞行数据传输到客户端；客户端用于对检测机的飞行路径进行调整和操控，并实时监视检测机的运行状态。

10、若干塔内测点分为若干组，每组塔内测点位于同一圆周上，若干塔内测点所在圆周同心设置。

11、所述数据采集系统的运行方法包括：

12、步骤1、设定检测机的检测区域，并设定塔内测点，根据测点位置设定飞行轨迹；

13、步骤2、控制检测机飞至检测区域，控制检测机遍历所有塔内测点，并在每个塔内测点位置悬停30秒；当检测机悬停时，检测机向控制客户端发送坐标、试验数据信息，客户端对该信息进行记录存储；

14、步骤3、检测机完成对所有测点的数据采集后，返回并降落。

15、所述飞行轨迹沿若干组塔内测点所在圆周设置。

16、本发明相比现有技术的具体有益效果在于：

17、本发明用于电站水塔性能试验的检测机主要基于无人机，如以小型六旋翼无人机作为检测机，代替工作人员进入电站水塔，试验人员无需在电站水塔内作业，可操控性强，操作安全方便。

18、本发明利用无人机进行电站水塔性能试验的水塔内部数据采集，无需在水塔内部沿铁栅栈道设置测点，可以近距离采集水塔内部各区域的试验数据，不受铁栅栈道限制；采集的试验数据精度高，消耗人员劳动成本低，且作业对试验人员的危害性和风险性大幅降低。

19、本发明用于电站水塔性能试验的数据采集系统只需要一人一机就可完成试验的全部内容，现有的检测方法通常需要3~4人才能完成试验。两者相比较，本发明和更加节省项目劳动成本，更加智能化、机械化和自动化。

技术特征：

1.一种用于电站水塔性能试验的检测机，包括小型无人机；其特征在于：所述小型无人机顶部安装有主机，小型无人机底部的支架上固定安装有采集箱，采集箱底部安装有摄像头和温度计，采集箱内部设有数据存储器，主机内部安装有互相连接的控制器和通信器；所述摄像头和温度计与数据存储器连接，所述数据存储器与通信器通信连接，通信器用于与远程客户端通信连接；采集箱采集试验数据，存储于数据存储器，数据存储器通过通信器将采集到数据传输到客户端；客户端用于通过通信器向控制器发送控制信号，对检测机的飞行路径进行控制。

2.根据权利要求1所述的用于电站水塔性能试验的检测机，其特征在于:所述小型无人机采用小型六旋翼无人机；所述主机外壳材质采用防水、耐高温的碳纤维材质，主机外壳与小型无人机采用螺纹结构连接；所述采集箱外壳材质采用防水、耐高温的碳纤维材质，采集箱底部与小型无人机底部的支架采用螺丝连接固定。

3.根据权利要求1所述的用于电站水塔性能试验的检测机，其特征在于：所述控制器内部设有自动巡航模块和运行管理模块，用于控制检测机根据预设的检测路线飞行；所述通信器内部设有5g通信模块和蓝牙通信模块，分别用于与客户端和控制器通信连接。

4.根据权利要求1所述的用于电站水塔性能试验的检测机，其特征在于：所述采集箱的内部布置有温度表和摄像主机，温度表与温度计连接，摄像主机与摄像头连接，温度表和摄像主机分别与数据存储器连接。

5.根据权利要求4所述的用于电站水塔性能试验的检测机，其特征在于：所述温度计采用k型铠装热电阻式温度计；两温度计垂直并等距安装在采集箱底面；所述摄像头采用广角半球摄像机，摄像头安装在采集箱底面，并位于检测机中心线上。

6.根据权利要求5所述的用于电站水塔性能试验的检测机，其特征在于：所述温度表采用有自动存储功能的可直读式温度表，采集的测试数据经数据线保存在数据存储器；所述摄像主机为数字视频录像机，采集的测试数据经数据线保存在数据存储器。

7.一种用于电站水塔性能试验的数据采集系统，其特征在于：包括水塔本体、设置于水塔本体内部的若干塔内测点、权利要求1-6之一所述用于采集塔内测点试验数据的检测机和用于控制检测机的客户端；所述检测机设有控制器和通信器，所述控制器内置自动巡航模块和运行管理模块，用于控制检测机根据预设的检测路线飞行，采集箱采集试验数据，通过通信器将采集到数据和飞行数据传输到客户端；客户端用于对检测机的飞行路径进行调整和操控，并实时监视检测机的运行状态。

8.根据权利要求7所述的用于电站水塔性能试验的数据采集系统，其特征在于：若干塔内测点分为若干组，每组塔内测点位于同一圆周上，若干塔内测点所在圆周同心设置。

9.根据权利要求8所述的用于电站水塔性能试验的数据采集系统，其特征在于：数据采集系统的运行方法包括：

10.根据权利要求9所述的用于电站水塔性能试验的数据采集系统，其特征在于：所述飞行轨迹沿若干组塔内测点所在圆周设置。

技术总结
本发明涉及一种用于电站水塔性能试验的检测机及数据采集系统，包括小型无人机，小型无人机顶部安装有主机，小型无人机底部的支架上固定安装有采集箱，采集箱底部安装有摄像头和温度计，采集箱内部设有数据存储器，主机内部安装有互相连接的控制器和通信器；摄像头和温度计与数据存储器连接，数据存储器与通信器通信连接，通信器用于与远程客户端通信连接；采集箱采集数据，存储于数据存储器，数据存储器通过通信器将采集到数据传输到客户端；客户端用于通过通信器向控制器发送控制信号，对检测机的飞行路径进行控制。该检测机及数据采集系统可以近距离采集水塔内部各区域的试验数据，采集的试验数据精度高，且作业对试验人员的风险性大幅降低。

技术研发人员：李会欣,刘兴文,赵国君,王树成,杨春栋,曲洪涛,周文刚,刘晓光,纪明哲,白振刚,门丽丽
受保护的技术使用者：元宝山发电有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8