CN103644870A - 一种高精度无线位移测试监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高精度无线位移测试监测装置，包括壳体，配合安装在所述壳体内部的控制板，以及配合安装在所述控制板上的系统供电模块、数据处理器、位移测试模块、温度补偿模块、数据收发模块、系统报警模块和操作按键；所述系统供电模块、位移测试模块、温度补偿模块、数据收发模块、系统报警模块和操作按键，分别与所述数据处理器连接。本发明所述高精度无线位移测试监测装置，可以克服现有技术中人工劳动量大、工作效率低和可靠性低等缺陷，以实现人工劳动量小、工作效率高和可靠性高的优点。

Description

一种高精度无线位移测试监测装置

技术领域

本发明涉及智能监测技术领域，具体地，涉及一种高精度无线位移测试监测装置。

背景技术

随着电力设备安全运行要求越来越高，需要及时掌握电力设备的运行情况，尤其是由于热胀冷缩引起的设备位移变化，可能是导致电力设备支腿焊缝开裂、固定支撑变形、绝缘气体泄漏的根本原因。

资料显示，国内外电力设备均未设计位移监测装置。仅有少部分地区，因为已发生了上述问题，采用在设备上加装悬吊线锤，在固定的基础上加装钢板尺的方式监测水平位移变化情况，采用精密水准法或静力水准法进行垂直位移监测，由运维人员定期进行测量读数来分析设备位移情况。

现有的监测方法需要人员现场频繁检查及测试，才能确认其位移是否超出安全范围，维护工作量大，效率低，测试时人为因素影响较大，不可靠。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在人工劳动量大、工作效率低和可靠性低等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种高精度无线位移测试监测装置，以实现人工劳动量小、工作效率高和可靠性高的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种高精度无线位移测试监测装置，包括壳体，配合安装在所述壳体内部的控制板，以及配合安装在所述控制板上的系统供电模块、数据处理器、位移测试模块、温度补偿模块、数据收发模块、系统报警模块和操作按键；

所述系统供电模块、位移测试模块、温度补偿模块、数据收发模块、系统报警模块和操作按键，分别与所述数据处理器连接。

进一步地，所述数据收发模块，包括依次与所述数据处理器连接的ZigBee芯片、功率放大器和天线发射模块，以及分别与所述数据处理器连接的超声波发射单元和超声波接收单元。

进一步地，所述超声波发射单元和超声波接收单元，安装在所述控制板的一端；所述系统供电模块，安装在所述控制板的另一端；所述位移测试模块和温度补偿模块，靠近所述系统供电模块安装在控制板上；所述操作按键，靠近所述系统供电模块、位移测试模块和温度补偿模块安装在控制板上；所述系统报警模块安装在控制板的侧壁。

进一步地，所述操作按键，包括分别与所述数据处理器连接的置零按键和启动按键。

进一步地，所述系统供电模块，包括蓄电池或干电池或太阳能光伏电池。

进一步地，所述温度补偿模块，包括热电偶冷端温度补偿器。

进一步地，所述位移测试模块，包括双通道轴位移测量模块MMS621。

进一步地，所述数据处理器，包括MCU。

进一步地，所述壳体，包括后盖，以及可拆卸式扣装在所述后盖上的外壳。

进一步地，在所述外壳上，开设有与所述数据收发模块、位移测试模块、温度补偿模块、系统报警模块和操作按键相对应的孔；在所述外壳的两端，设有一对安装板。

本发明各实施例的高精度无线位移测试监测装置，由于包括壳体，配合安装在壳体内部的控制板，以及配合安装在控制板上的系统供电模块、数据处理器、位移测试模块、温度补偿模块、数据收发模块、系统报警模块和操作按键；系统供电模块、位移测试模块、温度补偿模块、数据收发模块、系统报警模块和操作按键，分别与数据处理器连接；可以实现电力设备位移在线监测及超限预警，减轻维护人员的工作量，保证电力设备的可靠运行；从而可以克服现有技术中人工劳动量大、工作效率低和可靠性低的缺陷，以实现人工劳动量小、工作效率高和可靠性高的优点。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明高精度无线位移测试监测装置的结构示意图；

图2为本发明高精度无线位移测试监测装置的电路组成原理框图；

图3为本发明高精度无线位移测试监测装置的位移检测流程图；

图4为本发明高精度无线位移测试监测装置的数据发射流程图；

图5为本发明高精度无线位移测试监测装置的报警流程图。

结合附图，本发明实施例中附图标记如下：

1-外壳；101-发射孔；102-接收孔；103、104、109-过孔；105、106-按键孔、107-报警孔、108-安装孔；2-控制板；201-发射模块；202-接收模块；203-数据处理器；204-位移测试模块；205-置零按键；206-启动按键；207-系统报警模块；3-后盖；4-系统供电模块。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

根据本发明实施例，如图1-图5所示，提供了一种高精度无线位移测试监测装置，可应用于监测设备和设施的基础沉降、热胀冷缩导致的结构变形、机构运动部件及航运方面的位移监测；其主要利用超声、激光测距原理监测相关运动机构的位移情况，通过无线方式实现监测数据传送，并可针对设备的位移超限预警，从而更好地维护被监测设备的安全运行。

本实施例的高精度无线位移测试监测装置，可以实现电力设备位移在线监测及超限预警，减轻维护人员的工作量，保证电力设备的可靠运行；采用本实施例的高精度无线位移测试监测装置对重要电力设备的位移变化进行实时监测，从而保证电力系统稳定运行。

对于电力系统中位移敏感的重要设备，通过安装本实施例的高精度无线位移测试监测装置，对设备进行实时监测，并将监测数据通过无线传输方式传送给监测系统的服务器，当监测系统发现被监测设备位移超出预设的安全阀值时，将通过监测系统自带的报警装置进行报警，同时将报警信息发送给相关设备管理人员进行示警。

本实施例的高精度无线位移测试监测装置，包括壳体，配合安装在壳体内部的控制板（如控制板2），以及配合安装在控制板上的系统供电模块（如系统供电模块4）、数据处理器（如数据处理器203）、位移测试模块（如位移测试模块204）、温度补偿模块、数据收发模块、系统报警模块（如系统报警模块207）和操作按键；系统供电模块、位移测试模块、温度补偿模块、数据收发模块、系统报警模块和操作按键，分别与数据处理器连接。

其中，数据收发模块，包括依次与数据处理器连接的ZigBee芯片、功率放大器和天线发射模块。位移测试模块包括与数据处理器连接的超声波发射单元（如发射模块201）和超声波接收单元（如接收模块202）；超声波发射单元和超声波接收单元，安装在控制板的一端。系统供电模块，安装在控制板的另一端；温度补偿模块靠近系统供电模块安装在控制板上；操作按键，靠近系统供电模块和温度补偿模块安装在控制板上；系统报警模块安装在控制板的侧壁。

上述操作按键，包括分别与数据处理器连接的置零按键（如置零按键205）和启动按键（如启动按键206）。系统供电模块，包括蓄电池或干电池或太阳能光伏电池。温度补偿模块，包括热电偶冷端温度补偿器。位移测试模块，包括双通道轴位移测量模块MMS621。数据处理器，包括MCU。壳体，包括后盖（如后盖3），以及可拆卸式扣装在后盖上的外壳（如外壳1）。在外壳上，开设有与数据收发模块、位移测试模块、温度补偿模块、系统报警模块和操作按键相对应的孔（如发射孔101，接收孔102，过孔103、104、109，安装孔105、106、107、108、109）；在外壳的两端，设有一对安装板。

上述实施例的高精度无线位移测试监测装置，主要包括位移测试模块、数据收发模块、系统供电模块、系统报警模块及监测服务器等。其中，位移测试模块主要由数据处理器及超声波发射单元、超声波接收单元、温度补偿单元组成。系统供电模块主要由电池或太阳能板及电池、恒压控制板等组成。各模块的主要作用为，系统供电模块通过电池向控制板供电或由太阳能转化为电能储存在电池中，通过恒压控制板输出给控制板，再由控制板向位移测试模块、数据发送模块、系统报警模块供电。位移测试模块主要负责设备位移的实时测试，数据发送模块主要负责将设备位移的数据通过无线传输方式发送到监测服务器，系统报警模块主要负责对外示警。

上述实施例的高精度无线位移测试监测装置，主要工作过程为：由数据处理器控制超声波发射单元向需要监测的电力设备发射超声波，同时启动计时器进行计时，当超声波传送到监测的电力设备时，将被电力设备反射回来，超声波接收单元接收到反射回来的超声波信号后，计时器停止计时，再通过温度补偿单元检测此时的环境温度，并将温度数据传输给数据处理器，数据处理器根据测试的温度确认此温度下的超声波传送速度，再由超声波发射与接收的时间差来确认设备的位移变化，并将此测试位移数据与原设定的安全阀值进行比较，如超出设定的安全阀值则向报警模块中的蜂鸣器及报警指示灯发出报警要求，蜂鸣器开始长鸣报警，报警指示灯开始闪烁；同时向设备管理人员发送报警信息。最后通过数据发送模块将此数据无线传送到监测服务器进行储存。

上述实施例的高精度无线位移测试监测装置，技术关键点在于：采用非接触的位移测试及无线传输技术，通过在线监测方式实时确认电力设备的运行状态及位移变化，及时了解设备的异常情况，并对异常情况及时进行处理，从而保证设备安全运行。

具体地，参见图1，上述实施例的高精度无线位移测试监测装置，主要由外壳1、控制板2、供电模块4、及后盖3、组成，控制板2上具有数据处理器、位移测试模块、数据发射模块、系统报警模块，安装时控制板上的发射模块201对应装入壳体的孔101，接收模块202装入外壳的孔102，启动按键206对应装入孔106内，再通过螺丝紧固在壳体上，最后将后盖3盖在壳体开口处，并用螺丝锁紧。

上述实施例的高精度无线位移测试监测装置安装时，通过壳体上的两安装孔108固定在电力系统中需要监测位移的设备旁边，并将高精度无线位移测试监测装置壳体上的发射孔101及接收孔102指向设备上对位移比较敏感的区域，再启动高精度无线位移测试监测装置上的启动按键206开始调试，调试完成后再按监测装置上的置零按键205开始对设备进行实时位移监测。

对于不同的设备或同一设备的不同部位，可以安装多组高精度无线位移测试监测装置，再通过同一个监测服务器进行联网监测。另外，可以通过监测服务器查询各高精度无线位移测试监测装置所测试的位移变化数据，并由监测服务器设定各设备的位移安全阀值及测试频率，以及设备位移异常时通知相关人员进行处理，从而达到无人值守的安全监测目的。

综上所述，本发明上述各实施例的高精度无线位移测试监测装置，具有以下有益效果：

⑴尺寸小巧，测试数据准确，非接触方式测试安全可靠，而且使用时不需外接数据线、电源等，安装使用方便；

⑵通过对重要电力设备的实时监测，及时了解设备的位移情况，并在位移出现异常时及时进行报警，从而迅速排除故障，保护设备稳定运行；

⑶减少维护人员的工作强度，确保电力系统安全可靠运行。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高精度无线位移测试监测装置，其特征在于，包括壳体，配合安装在所述壳体内部的控制板，以及配合安装在所述控制板上的系统供电模块、数据处理器、位移测试模块、温度补偿模块、数据收发模块、系统报警模块和操作按键；

所述系统供电模块、位移测试模块、温度补偿模块、数据收发模块、系统报警模块和操作按键，分别与所述数据处理器连接。

2.根据权利要求1所述的高精度无线位移测试监测装置，其特征在于，所述数据收发模块，包括依次与所述数据处理器连接的ZigBee芯片、功率放大器和天线发射模块，以及分别与所述数据处理器连接的超声波发射单元和超声波接收单元。

3.根据权利要求2所述的高精度无线位移测试监测装置，其特征在于，所述超声波发射单元和超声波接收单元，安装在所述控制板的一端；所述系统供电模块，安装在所述控制板的另一端；所述位移测试模块和温度补偿模块，靠近所述系统供电模块安装在控制板上；所述操作按键，靠近所述系统供电模块、位移测试模块和温度补偿模块安装在控制板上；所述系统报警模块安装在控制板的侧壁。

4.根据权利要求1所述的高精度无线位移测试监测装置，其特征在于，所述操作按键，包括分别与所述数据处理器连接的置零按键和启动按键。

5.根据权利要求1所述的高精度无线位移测试监测装置，其特征在于，所述系统供电模块，包括蓄电池或干电池或太阳能光伏电池。

6.根据权利要求1所述的高精度无线位移测试监测装置，其特征在于，所述温度补偿模块，包括热电偶冷端温度补偿器。

7.根据权利要求1所述的高精度无线位移测试监测装置，其特征在于，所述位移测试模块，包括双通道轴位移测量模块MMS621。

8.根据权利要求1所述的高精度无线位移测试监测装置，其特征在于，所述数据处理器，包括MCU。

9.根据权利要求1-9中任一项所述的高精度无线位移测试监测装置，其特征在于，所述壳体，包括后盖，以及可拆卸式扣装在所述后盖上的外壳。

10.根据权利要求9所述的高精度无线位移测试监测装置，其特征在于，在所述外壳上，开设有与所述数据收发模块、位移测试模块、温度补偿模块、系统报警模块和操作按键相对应的孔；在所述外壳的两端，设有一对安装板。

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