CN105527553A - 一种微光传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微光传感器，其特征是，包括自适应调节模块、触发电路模块、电源转换模块、信号接收模块、光电转换信号放大模块、数据采集处理模块和通信模块；所述自适应调节模块用于根据数据采集处理模块采集的信号调节光电转换信号放大模块的放大倍数；所述触发电路模块用于向数据采集处理模块发出跳变信号。本发明所达到的有益效果：本装置通过在强电磁干扰环境下提取局部放电微光信号，并将采集的光信号转换成电信号并合理放大，可以达到实时监测电力设施的故障隐患，在事故潜伏期即向工作人员预警，及时维护设备和改善运行环境的目的，很好的解决了电力设备实时在线监测、提前预警的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种微光传感器，属于弧光传感及光学技术领域。
背景技术
电力系统在长期运行过程中,电气设备常常因设备缺陷、绝缘老化、污损或恶劣的温湿度环境而引起发热、局部放电和光辐射闪络现象的发生，并且放电能量逐渐增大，直至绝缘层彻底击穿形成强烈的电弧光，并导致柜体爆炸、烧毁或大面积停电事故，严重影响了电力系统的正常运行和人们的生产生活。
当前，电力行业用户已经充分认识到了电力设备故障带来的重大危害性，在各种电压等级的开关柜中都普遍配置了继电保护装置，并且开始推广应用电弧光保护系统。然而，这些都属于事后的被动保护，即故障事故已经发生并且已经造成了一定的毁损，为了阻隔事故的大范围蔓延而采取的保护手段。更先进的技术手段，应该是事前的主动预警，即对开关柜中的故障隐患，通过先进的技术手段进行实时在线监测，做到早发现、早预防、早维护，避免由于隐患继续恶化造成重大的故障事故，减少经济损失，保障安全供电。因此，要提高供电可靠性，这一问题必须得到解决。
电网系统中由于局部放电造成的光闪络，是早期故障隐患的一种重要表现形式，其包含着丰富的光学特征信息。通过对这些特征现象的及时捕捉，可以作为电网故障隐患早期预警的一个基本判据。由于在光闪络时光信号非常微弱，目前这个技术领域的光传感技术还无法捕捉到光闪络时的光信号。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种微光传感器，在强电磁干扰环境下提取局部放电微光信号，实现在电力设备发生放电闪络时就启动预警机制，可以达到实时监测电力设施的故障隐患、在事故潜伏期即向工作人员预警，及时维护设备和改善运行环境的目的。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
一种微光传感器，其特征是，包括自适应调节模块、触发电路模块、电源转换模块、依次连接的信号接收模块、光电转换信号放大模块、数据采集处理模块和通信模块；所述信号接收模块用于接收微弱光；所述光电转换信号放大模块用于将接收到的微弱光信号转换成电信号并放大；所述自适应调节模块用于根据数据采集处理模块采集的信号是否超过事先设定的阀值来调节光电转换信号放大模块的放大倍数；所述阀值根据不同应用场合的环境光自动设置；所述数据采集处理模块用于光电信号以及触发信号的采集处理；在所述光电转换信号放大模块放大后的信号超过事先设定的阀值时，所述触发电路模块用于向数据采集处理模块发出跳变信号；所述通信模块用于与外接控制系统进行通信。
前述的一种微光传感器，其特征是，所述通信模块用于与外界进行通信；所述电源转换模块用于将电源转换为其他数值的直流电压，向其他各模块提供工作电压。
前述的一种微光传感器，其特征是，所述自适应调节模块中对放大倍数的设置和阀值均依据经验值事先设定。
前述的一种微光传感器，其特征是，所述通信模块采用RS485通信驱动。
本发明所达到的有益效果：本装置通过在强电磁干扰环境下提取局部放电微光信号，并将采集的光信号转换成电信号并合理放大，可以达到实时监测电力设施的故障隐患，在事故潜伏期即向工作人员预警，及时维护设备和改善运行环境的目的。从而把电力设备的自动化建设和安全运行的进程，从消极被动的事后排障提升到积极主动的事前预知的新阶段，具有重要的推动作用。很好的解决了电力设备实时在线监测、提前预警的问题。
附图说明
图1是本发明的原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
本方案是一款专门针对微弱光进行探测采集放大，集成了信号接收模块、光电转换信号放大模块、数据采集处理模块和通信模块、触发电路模块，并通过内置自适应调节模块，可自动适应不同应用场所的环境光，自动设置触发阈值，以适应不同的应用需求，从而满足不同用户对于各种现场的测量和控制要求。
具体进行使用时，信号接收模块首先接收微弱光，并聚焦在光接收器上。光电转换信号放大模块将光接收器转换成电信号并放大。数据采集处理模块负责光电信号、触发电路模块信号的采集并处理，还附带有Modbus通信功能。
当信号超过设定阈值时，触发电路模块会产生跳变信号，传递给数据采集处理模块。此时，数据采集处理模块会向自适应增益调节模块发出信号，自适应调节模块根据事先设定的标准，并自动适应不同应用场所的环境光，再次设置触发阈值，向光电转换信号放大模块发出信号，改变信号放大的数值。这样的结构能够适应不同的应用需求，从而满足不同用户对于各种现场的测量和控制要求。
本方案采用RS485通信驱动与外接控制系统进行通信。同时，本装置通过接入DC12V的电源进行工作，并通过电源转换模块转换成3.3V，5V电压保证其他各模块的工作。
本方案在强电磁干扰环境下可以提取局部放电微光信号，实现在电力设备发生放电闪络时就启动预警机制，可以达到实时监测电力设施的故障隐患、在事故潜伏期即向工作人员预警，及时采取补救措施、维护设备或改善运行环境等。把事故消灭在萌芽期，避免严重事故的发生，同时可提高设备维修的质量和效率，节约大量不必要的人力和物力浪费。很好的解决了电力设备实时在线监测的问题。通过采用先进的微光传感技术，可以实现对各种电力等级开关柜的故障隐患的主要表现形式——局部放电光闪络进行实时在线检测和预警，从而把电力设备的自动化建设和安全运行的进程，从消极被动的事后排障提升到积极主动的事前预知的新阶段，具有重要的推动作用。能够做到早发现、早预防、早维护，避免由于隐患继续恶化造成重大的故障事故，减少经济损失，保障安全供电。很好的解决了电力设备实时在线监测、提前预警的问题。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种微光传感器，其特征是，包括自适应调节模块、触发电路模块、电源转换模块、依次连接的信号接收模块、光电转换信号放大模块、数据采集处理模块和通信模块；
所述信号接收模块用于接收微弱光；
所述光电转换信号放大模块用于将接收到的微弱光信号转换成电信号并放大；
所述自适应调节模块用于根据数据采集处理模块采集的信号是否超过事先设定的阀值来调节光电转换信号放大模块的放大倍数；所述阀值根据不同应用场合的环境光自动设置；
所述数据采集处理模块用于光电信号以及触发信号的采集处理；
在所述光电转换信号放大模块放大后的信号超过事先设定的阀值时，所述触发电路模块用于向数据采集处理模块发出跳变信号；
所述通信模块用于与外接控制系统进行通信。
2.根据权利要求1所述的一种微光传感器，其特征是，所述通信模块用于与外界进行通信；所述电源转换模块用于将电源转换为其他数值的直流电压，向其他各模块提供工作电压。
3.根据权利要求1所述的一种微光传感器，其特征是，所述自适应调节模块中对放大倍数的设置和阀值均依据经验值事先设定。
4.根据权利要求2所述的一种微光传感器，其特征是，所述通信模块采用RS485通信驱动。
Priority Applications (1)
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| CN201610030048.6A CN105527553A (zh) | 2016-01-18 | 2016-01-18 | 一种微光传感器 |
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Publications (1)
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| CN105527553A true CN105527553A (zh) | 2016-04-27 |
Family
ID=55769897
Family Applications (1)
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| CN201610030048.6A Pending CN105527553A (zh) | 2016-01-18 | 2016-01-18 | 一种微光传感器 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN105527553A (zh) |
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