電力新聞儀表儀器　　創(chuàng)意無極限，儀表大發(fā)明。今天為大家介紹一項(xiàng)國家發(fā)明授權(quán)專利——基于光纖光柵傳感技術(shù)的輸電線傾角測量裝置及其方法

　　創(chuàng)意無極限，儀表大發(fā)明。今天為大家介紹一項(xiàng)國家發(fā)明授權(quán)專利——基于光纖光柵傳感技術(shù)的輸電線傾角測量裝置及其方法

2017-11-13 11:30:13 · 中國儀表網(wǎng) 閱讀：254

　　創(chuàng)意無極限，儀表大發(fā)明。今天為大家介紹一項(xiàng)國家發(fā)明授權(quán)專利——基于光纖光柵傳感技術(shù)的輸電線傾角測量裝置及其方法。該專利由國網(wǎng)江西省電力公司信息通信分公司申請，并于2017年11月7日獲得授權(quán)公告。

　　內(nèi)容說明

　　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)的輸電線傾角測量裝置及其方法。

　　發(fā)明背景

　　傳統(tǒng)的輸電線傾角測量技術(shù)以電子信息處理為基礎(chǔ)，在測量輸電線傾角時受有源供電、電磁干擾、信號遠(yuǎn)程傳輸不穩(wěn)定、數(shù)據(jù)傳輸容量受限等因素制約，限制了輸電線傾角測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)問題傳統(tǒng)的輸電線傾角測量受有源供電、電磁干擾、信號遠(yuǎn)程傳輸不穩(wěn)定、數(shù)據(jù)傳輸容量受限等因素制約，限制了輸電線傾角測量的安全性與可靠性。

圖為基于光纖光柵傳感技術(shù)的輸電線傾角測量裝置結(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)的輸電線傾角測量裝置，該裝置包括：數(shù)據(jù)采集模塊，用于實(shí)時采集待測輸電線的溫度及應(yīng)變變化數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括兩個光纖光柵應(yīng)變傳感器及一個三角架，所述三角架的三條邊包括一條固定長度的邊以及兩條長度可變的邊，每條長度可變的邊上安裝一個所述光纖光柵應(yīng)變傳感器；光信號收發(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解調(diào)；數(shù)據(jù)處理模塊，用于從解調(diào)后的光信號中獲取待測輸電線的溫度及應(yīng)變變化數(shù)據(jù)，并計(jì)算待測輸電線傾角。

　　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的實(shí)時值根據(jù)實(shí)時采集的數(shù)據(jù)確定。所述光信號收發(fā)與解調(diào)模塊包括光信號收發(fā)單元及光纖光柵解調(diào)儀，所述光信號收發(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。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收發(fā)與解調(diào)模塊通過光纖復(fù)合架空地線或者光纖復(fù)合相線連接。

　　所述數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)一步包括兩個勁度系數(shù)相同且已知的彈簧，一個彈簧與一個光纖光柵應(yīng)變傳感器并聯(lián)安裝在三角架一條長度可變的邊上，另一個彈簧與另一個光纖光柵應(yīng)變傳感器并聯(lián)安裝在三角架另一條長度可變的邊上。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輸電線的溫度、應(yīng)變變化數(shù)據(jù)，并計(jì)算三角架長度可變的邊的實(shí)時位移變化數(shù)據(jù)。

　　其中，所述數(shù)據(jù)處理模塊具體用于從解調(diào)后的光信號中獲取實(shí)時的待測輸電線的溫度及應(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的實(shí)時值，根據(jù)所述中心波長的實(shí)時值得到長度可變的邊的位移變化，計(jì)算三角架長度可變的邊的實(shí)時邊長，并通過余弦定理計(jì)算待測輸電線傾角。

　　較佳的，該裝置還包括客戶端模塊，用于電子地理顯示、電網(wǎng)參量監(jiān)測、日志查詢和幫助。

　　基于上述裝置進(jìn)行傾角測量的方法，該方法包括：S1 .通過數(shù)據(jù)采集模塊實(shí)時采集待測輸電線的溫度及應(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的實(shí)時值根據(jù)實(shí)時采集的數(shù)據(jù)確定；S2 .通過光信號收發(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相同波長的窄帶掃頻光反射到光信號收發(fā)與解調(diào)模塊；S4 .將光信號收發(fā)與解調(diào)模塊接收到的光信號進(jìn)行功率檢測，并將所述光信號解調(diào)為波長編碼的數(shù)字信號；S5 .根據(jù)得到的數(shù)字信號，從中獲取待測輸電線的溫度及應(yīng)力變化數(shù)據(jù)并計(jì)算三角架長度可變的邊的實(shí)時位移變化數(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度可變的邊的長度，用余弦定理計(jì)算待測輸電線傾角。

　　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，一個傳感器包含兩個光柵，對波長變化進(jìn)行做差處理，這樣可以有效地排除光纖光柵傳感器對應(yīng)變及溫度交叉敏感的干擾，排除溫度對應(yīng)變的影響，使結(jié)果更精確。

　　如需進(jìn)一步了解，請下載該專利完整說明書。

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相關(guān)資料下載：[發(fā)明授權(quán)] 基于光纖光柵傳感技術(shù)的輸電線傾角測量裝置及其方法.pdf

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