導線舞動傳感器制造技術

本實用新型專利技術公開了一種導線舞動傳感器，包括安裝在導線上的三軸加速度計和三軸陀螺儀，所述三軸加速度計和三軸陀螺儀與數字信號處理模塊DSP相連，所述數字信號處理模塊DSP分別與zigbee無線通信模塊和電源模塊相連。三軸加速度計、三軸陀螺儀（由單軸陀螺儀和雙軸陀螺儀組合而成）、DSP、電源模塊、zigbee模塊，三軸加速度計和三軸陀螺儀安裝在導線上，一個檔距內根據實際情況分布若干個監測點，節點數據經無線zigbee通訊網絡傳輸至主機，對數據進行簡單處理，經GPRS模塊傳輸至監控中心，監控中心專家軟件采用陀螺儀空間姿態變換、加速度位移轉換等算法對數據處理解析，得到監測點的實時位置和空間姿態，進而實現輸電導線運動軌跡的精確還原。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于輸電設備監測
，涉及一種導線舞動傳感器，具體涉及一種輸電線路舞動在線監測系統中的傳感器。
技術介紹
隨著國家“智能電網”的推出，如何確保電力系統輸電線路的運行安全，成為研究的重點。電網交錯復雜、分布面廣，架空輸電線路在運行過程中受周圍環境微地形和微氣候的影響，產生輸電線路舞動等危害，輕者造成電力系統發生閃絡、跳閘，重者發生金具及絕緣子損壞、導線斷股、斷線，桿塔螺栓松動、脫落，甚至倒塔，導致重大電網事故。但是對舞動的研究涉及空氣動力、懸索振動、氣固耦合和氣象研究等學科，是一門多學科的綜合課題，同時也是架空輸電線路機械力學領域公認的世界性難題。 近年來，隨著特高壓輸電線路的相繼投入使用，由此帶來的導線覆冰、舞動事故時有發生，嚴重影響了電網的安全運行，造成了巨大的經濟損失。目前，用于在線監測輸電線路舞動的各種監測系統，均由于傳感器單元的影響，不能在實踐中得以很好的應用，因此，開發一種導線舞動傳感器單元就顯得極為迫切。
技術實現思路
本技術的目的是提供一種導線舞動傳感器，綜合幾種常規傳感器，應用于輸電線路舞動在線監測系統，對輸電線路舞動進行準確、高效地監測。本技術所采用的技術方案是導線舞動傳感器，包括安裝在導線上的三軸加速度計和三軸陀螺儀，所述三軸加速度計和三軸陀螺儀與數字信號處理模塊DSP相連，所述數字信號處理模塊DSP分別與zigbee無線通信模塊和電源模塊相連。優選地，所述傳感器中，三軸陀螺儀由單軸陀螺儀和雙軸陀螺儀組合而成。優選地，所述傳感器中，無線通信模塊采用Zigbee通信和GPRS無線通信技術相結八口 ο優選地，所述傳感器中，電源模塊采用互感取電方式與蓄電池組合使用。本安裝在導線上輸電線路導線舞動傳感器，通過zigbee通信網絡與輸電線路桿塔監測主機裝置相連接，輸電線路桿塔監測主機通過GPRS無線通信模塊與監控中心相連。本技術具有以下優點I.加速度傳感計、單軸陀螺儀、雙軸陀螺儀組合全面測得加速度和角旋轉變化，提高了測量可靠性和精確度。2.具有電力系統中常用金具的外形結構，可直接與絕緣子串和懸垂夾等金具連接，安裝方便快捷、安全性高。3.互感取電與蓄電池組合使用，有效解決了因電源饋電，影響正常工作的問題。4.采用Zigbee無線網絡技術和GPRS無線通信技術相結合的組網方式進行數據通信的無線傳感器網絡。附圖說明圖I是輸電線路舞動在線監測系統框圖。圖2是導線舞動傳感器框圖。具體實施方式以下結合附圖和具體實施方式對本技術進行詳細說明如圖2所示，該導線舞動傳感器，包括安裝在導線上的三軸加速度計4和三軸陀螺 儀12，三軸加速度計4和三軸陀螺儀12與數字信號處理模塊DSP 7相連，數字信號處理模塊DSP 7分別與zigbee無線通信模塊9和電源模塊8相連。其中，三軸陀螺儀12由單軸陀螺儀5和雙軸陀螺儀6組合而成。zigbee無線通信模塊采用Zigbee通信模塊和GPRS無線通信模塊相組合而成。電源模塊8采用互感取電方式與蓄電池組合使用。本技術舞動傳感器的工作過程輸電線路舞動在線監測系統如圖I所示。主要分為監控中心I、桿塔監測主機2、導線舞動傳感器3三大部分。桿塔監測主機2安裝在桿塔上，主要負責對微氣象信息(風速、風向、雨量、日照等)的采集和監測節點數據的收發。導線舞動傳感器如圖2所示。包括有三軸加速度計4、三軸陀螺儀12(由單軸陀螺儀5和雙軸陀螺儀6組合而成)、數字信號處理模塊DSP 7、電源模塊8、Zigbee模塊9，三軸加速度計4和三軸陀螺儀12安裝在導線上，一個檔距內根據實際情況分布若干個監測點，節點數據經無線zigbee通訊網絡11傳輸至主機2，對數據進行簡單處理，經GPRS模塊10傳輸至監控中心1，監控中心專家軟件采用陀螺儀空間姿態變換、加速度位移轉換等算法對數據處理解析，得到監測點的實時位置和空間姿態，進而實現輸電導線運動軌跡的精確還原。具體舞動定位算法為如圖3。首先，對加速度計4測得的加速度進行預處理得到載體坐標下的加速度值，再對陀螺儀12采集到的角速率進行數據與處理，將載體坐標系和地理坐標系進行轉換得出實時姿態矩陣，經濾波處理，將載體坐標系下的加速度值轉換為地理坐標系下的值；然后將加速度值轉換為位移，最后對同一時刻各監測點數據提取、分析、擬合，并利用舞動數學模型、微氣象條件進行修正，得出某時刻整條輸電線路的舞動軌跡。本技術傳感器可以通過加速度計4實時測得加速度，通過陀螺儀12測得載體相對于慣性空間所轉動的角度，然后再結合加速度計4的輸出信號解算得到物體的實時位置、姿態等信息，保證了測量數據可靠性與準確性。以上內容是結合具體的優選實施方式對本技術所作的進一步詳細說明，不能認定本技術的具體實施方式僅限于此，對于本技術所屬
的普通技術人員來說，在不脫離本技術構思的前提下，還可以做出若干簡單的推演或替換，都應當視為屬于本技術由所提交的權利要求書確定專利保護范圍。權利要求1.導線舞動傳感器，其特征在于，包括安裝在導線上的三軸加速度計(4)和三軸陀螺儀(12)，所述三軸加速度計(4)和三軸陀螺儀(12)與數字信號處理模塊DSP (7)相連，所述數字信號處理模塊DSP (7)分別與zigbee無線通信模塊(9)和電源模塊(8)相連。2.按照權利要求I所述的導線舞動傳感器，其特征在于，所述三軸陀螺儀(12)由單軸陀螺儀(5)和雙軸陀螺儀(6)組合而成。3.按照權利要求I所述的導線舞動傳感器，其特征在于，所述zigbee無線通信模塊采用Zigbee通信模塊和GPRS無線通信模塊相組合而成。4.按照權利要求I所述的導線舞動傳感器，其特征在于，所述電源模塊(8)采用互感取電方式與蓄電池組合使用。專利摘要本技術公開了一種導線舞動傳感器，包括安裝在導線上的三軸加速度計和三軸陀螺儀，所述三軸加速度計和三軸陀螺儀與數字信號處理模塊DSP相連，所述數字信號處理模塊DSP分別與zigbee無線通信模塊和電源模塊相連。三軸加速度計、三軸陀螺儀(由單軸陀螺儀和雙軸陀螺儀組合而成)、DSP、電源模塊、zigbee模塊，三軸加速度計和三軸陀螺儀安裝在導線上，一個檔距內根據實際情況分布若干個監測點，節點數據經無線zigbee通訊網絡傳輸至主機，對數據進行簡單處理，經GPRS模塊傳輸至監控中心，監控中心專家軟件采用陀螺儀空間姿態變換、加速度位移轉換等算法對數據處理解析，得到監測點的實時位置和空間姿態，進而實現輸電導線運動軌跡的精確還原。文檔編號G08C17/02GK202676172SQ20122030189公開日2013年1月16日 申請日期2012年6月26日 優先權日2012年6月26日專利技術者劉家兵, 李敏, 王國利, 劉磊, 李 昊, 周柯宏, 宋國化 申請人:西安金源電氣股份有限公司, 南方電網科學研究院有限責任公司本文檔來自技高網...

【技術保護點】
導線舞動傳感器，其特征在于，包括安裝在導線上的三軸加速度計（4）和三軸陀螺儀（12），所述三軸加速度計（4）和三軸陀螺儀（12）與數字信號處理模塊DSP（7）相連，所述數字信號處理模塊DSP（7）分別與zigbee無線通信模塊（9）和電源模塊（8）相連。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉家兵，李敏，王國利，劉磊，李昊，周柯宏，宋國化，
申請(專利權)人：西安金源電氣股份有限公司，南方電網科學研究院有限責任公司，
類型：實用新型
國別省市：