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　　創(chuàng)意無(wú)極限，儀表大發(fā)明。今天為大家介紹一項(xiàng)國(guó)家發(fā)明授權(quán)專(zhuān)利——基于光纖光柵傳感技術(shù)的輸電線(xiàn)傾角測(cè)量裝置及其方法

2017-11-13 11:30:13 · 中國(guó)儀表網(wǎng) 閱讀：271
　　創(chuàng)意無(wú)極限，儀表大發(fā)明。今天為大家介紹一項(xiàng)國(guó)家發(fā)明授權(quán)專(zhuān)利——基于光纖光柵傳感技術(shù)的輸電線(xiàn)傾角測(cè)量裝置及其方法
　　創(chuàng)意無(wú)極限，儀表大發(fā)明。今天為大家介紹一項(xiàng)國(guó)家發(fā)明授權(quán)專(zhuān)利——基于光纖光柵傳感技術(shù)的輸電線(xiàn)傾角測(cè)量裝置及其方法。該專(zhuān)利由國(guó)網(wǎng)江西省電力公司信息通信分公司申請(qǐng)，并于2017年11月7日獲得授權(quán)公告。
 
　　內(nèi)容說(shuō)明
 
　　本發(fā)明涉及傳感技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及基于光纖光柵傳感技術(shù)的輸電線(xiàn)傾角測(cè)量裝置及其方法。
 
　　發(fā)明背景
 
　　傳統(tǒng)的輸電線(xiàn)傾角測(cè)量技術(shù)以電子信息處理為基礎(chǔ)，在測(cè)量輸電線(xiàn)傾角時(shí)受有源供電、電磁干擾、信號(hào)遠(yuǎn)程傳輸不穩(wěn)定、數(shù)據(jù)傳輸容量受限等因素制約，限制了輸電線(xiàn)傾角測(cè)量的安全性與可靠性。
 
　　發(fā)明內(nèi)容
 
　　本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題傳統(tǒng)的輸電線(xiàn)傾角測(cè)量受有源供電、電磁干擾、信號(hào)遠(yuǎn)程傳輸不穩(wěn)定、數(shù)據(jù)傳輸容量受限等因素制約，限制了輸電線(xiàn)傾角測(cè)量的安全性與可靠性。
 



圖為基于光纖光柵傳感技術(shù)的輸電線(xiàn)傾角測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)圖
 

　　為此目的，本發(fā)明提出基于光纖光柵傳感技術(shù)的輸電線(xiàn)傾角測(cè)量裝置，該裝置包括：數(shù)據(jù)采集模塊，用于實(shí)時(shí)采集待測(cè)輸電線(xiàn)的溫度及應(yīng)變變化數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括兩個(gè)光纖光柵應(yīng)變傳感器及一個(gè)三角架，所述三角架的三條邊包括一條固定長(zhǎng)度的邊以及兩條長(zhǎng)度可變的邊，每條長(zhǎng)度可變的邊上安裝一個(gè)所述光纖光柵應(yīng)變傳感器；光信號(hào)收發(fā)與解調(diào)模塊，用于向數(shù)據(jù)采集模塊發(fā)射所述光纖光柵解調(diào)儀產(chǎn)生的窄帶掃頻光以及將接收的光信號(hào)解調(diào)；數(shù)據(jù)處理模塊，用于從解調(diào)后的光信號(hào)中獲取待測(cè)輸電線(xiàn)的溫度及應(yīng)變變化數(shù)據(jù)，并計(jì)算待測(cè)輸電線(xiàn)傾角。
 
　　其中，所述光纖光柵應(yīng)變傳感器包括溫度補(bǔ)償光柵及應(yīng)變光柵，所述溫度補(bǔ)償光柵用于補(bǔ)償應(yīng)變光柵的溫度交叉敏感。所述數(shù)據(jù)采集模塊中的光纖光柵應(yīng)變傳感器的中心波長(zhǎng)的實(shí)時(shí)值根據(jù)實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)確定。所述光信號(hào)收發(fā)與解調(diào)模塊包括光信號(hào)收發(fā)單元及光纖光柵解調(diào)儀，所述光信號(hào)收發(fā)單元用于向數(shù)據(jù)采集模塊發(fā)射所述光纖光柵解調(diào)儀產(chǎn)生的窄帶掃頻光以及將接收的光信號(hào)發(fā)射到所述光纖光柵解調(diào)儀；所述光纖光柵解調(diào)儀用于解調(diào)光信號(hào)。所述數(shù)據(jù)采集模塊的光纖光柵應(yīng)變傳感器與所述光信號(hào)收發(fā)與解調(diào)模塊通過(guò)光纖復(fù)合架空地線(xiàn)或者光纖復(fù)合相線(xiàn)連接。
 
　　所述數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)一步包括兩個(gè)勁度系數(shù)相同且已知的彈簧，一個(gè)彈簧與一個(gè)光纖光柵應(yīng)變傳感器并聯(lián)安裝在三角架一條長(zhǎng)度可變的邊上，另一個(gè)彈簧與另一個(gè)光纖光柵應(yīng)變傳感器并聯(lián)安裝在三角架另一條長(zhǎng)度可變的邊上。所述光纖光柵應(yīng)變傳感器包括光纖光柵位移傳感器，所述光纖光柵位移傳感器用于采集待測(cè)輸電線(xiàn)的溫度、應(yīng)變變化數(shù)據(jù)，并計(jì)算三角架長(zhǎng)度可變的邊的實(shí)時(shí)位移變化數(shù)據(jù)。
 
　　其中，所述數(shù)據(jù)處理模塊具體用于從解調(diào)后的光信號(hào)中獲取實(shí)時(shí)的待測(cè)輸電線(xiàn)的溫度及應(yīng)變變化數(shù)據(jù)，確定光纖光柵應(yīng)變傳感器的中心波長(zhǎng)的實(shí)時(shí)值，根據(jù)所述中心波長(zhǎng)的實(shí)時(shí)值得到長(zhǎng)度可變的邊的位移變化，計(jì)算三角架長(zhǎng)度可變的邊的實(shí)時(shí)邊長(zhǎng)，并通過(guò)余弦定理計(jì)算待測(cè)輸電線(xiàn)傾角。
 
　　較佳的，該裝置還包括客戶(hù)端模塊，用于電子地理顯示、電網(wǎng)參量監(jiān)測(cè)、日志查詢(xún)和幫助。
 
　　基于上述裝置進(jìn)行傾角測(cè)量的方法，該方法包括：S1 .通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊實(shí)時(shí)采集待測(cè)輸電線(xiàn)的溫度及應(yīng)力變化的數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)采集模塊中的光纖光柵應(yīng)變傳感器的中心波長(zhǎng)的實(shí)時(shí)值根據(jù)實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)確定；S2 .通過(guò)光信號(hào)收發(fā)與解調(diào)模塊向所述數(shù)據(jù)采集模塊發(fā)射窄帶掃頻光；S3 .將與光纖光柵應(yīng)變傳感器的中心波長(zhǎng)相同波長(zhǎng)的窄帶掃頻光反射到光信號(hào)收發(fā)與解調(diào)模塊；S4 .將光信號(hào)收發(fā)與解調(diào)模塊接收到的光信號(hào)進(jìn)行功率檢測(cè)，并將所述光信號(hào)解調(diào)為波長(zhǎng)編碼的數(shù)字信號(hào)；S5 .根據(jù)得到的數(shù)字信號(hào)，從中獲取待測(cè)輸電線(xiàn)的溫度及應(yīng)力變化數(shù)據(jù)并計(jì)算三角架長(zhǎng)度可變的邊的實(shí)時(shí)位移變化數(shù)據(jù)，根據(jù)位移變化確定數(shù)據(jù)處理模塊中三角架的長(zhǎng)度可變的邊的長(zhǎng)度，用余弦定理計(jì)算待測(cè)輸電線(xiàn)傾角。
 
　　相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的方法的有益效果是：本發(fā)明所采用的光纖光柵傳感器具有無(wú)源化、抗電磁干擾、精度高、體積小質(zhì)量輕、擾抗腐蝕等特點(diǎn)，并且它可以集信息傳感與傳輸于一身，一個(gè)傳感器包含兩個(gè)光柵，對(duì)波長(zhǎng)變化進(jìn)行做差處理，這樣可以有效地排除光纖光柵傳感器對(duì)應(yīng)變及溫度交叉敏感的干擾，排除溫度對(duì)應(yīng)變的影響，使結(jié)果更精確。
 
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