CN110243882A - 多通道阻抗算法的接地网腐蚀探测装置 - Google Patents

多通道阻抗算法的接地网腐蚀探测装置 Download PDF

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滕本科
彭彦军
蒋伟
孙春树
蒋卫
周雄
黄勇强
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Abstract

本发明公开了一种多通道阻抗算法的接地网腐蚀探测装置，其主要由控制器、发送模块、接收模块、数据传输模块和上位机处理模块组成；所述控制器主要由PWM调制模块、数据处理模块和串行通信模块组成；所述发送模块主要由光耦隔离单元、MOSEET驱动单元、H桥逆变单元和发射线圈组成；所述接收模块主要由接收线圈、前置放大单元、滤波单元和信号调理单元组成。本发明通过发送模块以及接收模块对采集数据的收发，实现接地网数据的采集及发送；并通过数据处理模块对采集数据采用多通道阻抗算法进行分析处理，实现了对接地网腐蚀情况的方便快捷、精确探测。

Description

多通道阻抗算法的接地网腐蚀探测装置
技术领域
本发明属于接地网腐蚀探测技术领域，特别是涉及一种多通道阻抗算法的接地网腐蚀探测装置。
背景技术
随着工业化的进展，人们的生活生成越来越离不开电力动力。在电力使用过程中，电力安全备受人们关注。对接地网的安全运行要求也越来越严格，由于地接网设置在底下，而地下环境阴暗潮湿，很容易对接地网造成腐蚀，但是由于位置关系又不能直接观察到接地网的腐蚀情况，因此发明一种接地网腐蚀情况的探测装置尤为必要。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中存在的不足，提供一种多通道阻抗算法的接地网腐蚀探测装置，通过发送模块以及接收模块对采集数据的收发，实现接地网数据的采集及发送；并通过数据处理模块对采集数据通过多通道阻抗算法进行分析处理通过发送模块以及接收模块对采集数据的收发，实现接地网数据的采集及发送；并通过数据处理模块对采集数据通过多通道阻抗算法进行分析处理能够方便快捷、精确的探测接地网的腐蚀情况。
本发明的方案是通过这样实现的：
一种多通道阻抗算法的接地网腐蚀探测装置，主要由控制器、发送模块、接收模块、数据传输模块和上位机处理模块组成；所述控制器主要由PWM调制模块、数据处理模块和串行通信模块组成；所述发送模块主要由依次电性连接的光耦隔离单元、MOSEET驱动单元、H桥逆变单元和发射线圈组成；所述光耦隔离单元与所述PWM调制模块连接；所述PWM调制模块将产生的PWM脉冲序列经过光耦隔离单元的光耦隔离后触发MOSFET驱动单元；所述MOSFET驱动单元控制H桥逆变单元的开通和关断；所述H桥逆变单元将直流电压转换为单频或者多频正弦交流电流信号；所述发射线圈产生一次场信号以激发接地网异常体产生二次场信号；所述接收模块主要由依次电性连接的接收线圈、前置放大单元、滤波单元和信号调理单元组成；所述接收线圈接收一次场信号和二次场信号并传递至前置放大单元，所述前置放大单元对一次场信号和二次场信号匹配放大，所述滤波单元对一次场信号和二次场信号抗混叠滤波，所述信号调理单元将一次场信号和二次场信号转换成数字信号后送入所述数据处理模块，所述数据处理模块对一次场信号、二次场信号进行处理；所述数据传输模块主要由USB控制器、串行通信模块和U盘存储单元组成；所述USB控制器与所述串行通信模块通信连接；所述串行通信模块将各探测频点的数据通过多通道阻抗算法进行分析处理后，将处理结果进行编码发送到USB控制器并转存至U盘存储单元；所述上位机处理模块接收U盘存储模块中的数据，对数据进行格式转换后分析处理；
其中，所述多通道阻抗算法包括如下过程：
所述串行通信模块内换算单元将一次场信号或二次场信号换算成阻抗值；
所述串行通信模块内比较单元将一次场信号或二次场信号与预设的阻抗值阈值比较判断连接通道PIN脚；
若所述串行通信模块内通道切换单元根据比较单元的判断结果为一次场信号或二次场信号连接通道PIN脚。
作为本发明的进一步说明，所述控制器还包括无线数据传输单元；所述数据处理模块将处理好的数据通过无线传输单元传送给所述上位机处理模块；所述无线传输单元包括无线接收单元和数据存储单元；所述无线数据传输单元与无线接收单元电性连接；所述数据存储单元将数据传送给上位机处理模块。
作为本发明的进一步说明，所述控制器的为单片机。
作为本发明的进一步说明，所述PWM调制模块发射的直流电流信号频率为30Hz-30kH。
作为本发明的进一步说明，所述MOSFET驱动单元中采用的芯片为IR2111芯片；所述USB控制器采用的芯片为SL811HST芯片。
作为本发明的进一步说明，所述前置放大单元采用的芯片为INA163芯片；所述数据处理模块采用的芯片为64位AD采样芯片。
本发明具备以下良好效果：
本发明通过发送模块以及接收模块对采集数据的收发从而实现接地网数据的采集及发送，并通过数据处理模块对采集数据通过多通道阻抗算法进行分析处理，实现了对接地网腐蚀情况的方便快捷、精确探测。
附图说明
图1为本发明的多通道阻抗算法的接地网腐蚀探测装置的结构示意图。
具体实施方式
以下结合实施例描述本发明一种多通道阻抗算法的接地网腐蚀探测装置，这些描述并不是对本发明内容作进一步的限定。
实施例1：
一种多通道阻抗算法的接地网腐蚀探测装置，主要由控制器、发送模块、接收模块、数据传输模块和上位机处理模块组成；控制器主要由PWM调制模块、数据处理模块和串行通信模块组成；发送模块主要由顺次连接的光耦隔离单元、MOSEET驱动单元、H桥逆变单元和发射线圈组成；PWM调制模块将产生的PWM脉冲序列经过光耦隔离单元的光耦隔离后触发MOSFET驱动单元；MOSFET驱动单元控制H桥逆变单元的开通和关断；H桥逆变单元将直流电压转换为单频或者多频正弦交流电流信号；发射线圈产生一次场信号以激发接地网异常体产生二次场信号；接收模块主要由顺次连接的接收线圈、前置放大单元、滤波单元和信号调理单元组成；接收线圈接收一次场信号和二次场信号并传递至前置放大单元，前置放大单元对一次场信号和二次场信号匹配放大，滤波单元对一次场信号和二次场信号抗混叠滤波，信号调理单元将一次场信号和二次场信号转换成数字信号后送入数据处理模块，数据处理模块对一次场信号、二次场信号进行处理；数据传输模块主要由USB控制器、串行通信模块和U盘存储单元组成；USB控制器与串行通信模块通信连接；串行通信模块将各探测频点的数据通过多通道阻抗算法进行分析处理后，将处理结果进行编码发送到USB控制器并转存至U盘存储单元；
其中，多通道阻抗算法包括如下过程：
串行通信模块内换算单元将一次场信号或二次场信号换算成阻抗值；
串行通信模块内比较单元将一次场信号或二次场信号与预设的阻抗值阈值比较判断连接通道PIN脚；
若串行通信模块内通道切换单元根据比较单元的判断结果为一次场信号或二次场信号连接通道PIN脚
上位机处理模块接收U盘存储模块中的数据，对数据进行格式转换后分析处理。
PWM调制模块发射的直流电流信号频率为30Hz。
实施例2：
本实施例与实施例1的区别在于：
PWM调制模块发射的直流电流信号频率为30kH；
控制器还包括无线数据传输单元；数据处理模块将处理好的数据通过无线传输单元传送给上位机处理模块；无线传输单元包括无线接收单元和数据存储单元；无线数据传输单元与无线接收单元电性连接；数据存储单元将数据传送给上位机处理模块。
实施例3：
本实施例与实施例2的区别在于：PWM调制模块发射的直流电流信号频率为5kH；
控制器的为单片机。
实施例4：
本实施例与实施例3的区别在于：PWM调制模块发射的直流电流信号频率为900Hz；MOSFET驱动单元中采用的芯片为IR2111芯片；USB控制器采用的芯片为SL811HST芯片。
实施例5：
本实施例与实施例4的区别在于：PWM调制模块发射的直流电流信号频率为1.2kH；前置放大单元采用的芯片为INA163芯片；数据处理模块采用的芯片为64位AD采样芯片。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.一种多通道阻抗算法的接地网腐蚀探测装置，其特征在于：主要由控制器、发送模块、接收模块、数据传输模块和上位机处理模块组成；
所述控制器主要由PWM调制模块、数据处理模块和串行通信模块组成；所述PWM调制模块和数据处理模块电性连接，所述数据处理模块和串行通信模块电性连接；
所述发送模块主要由依次电性连接的光耦隔离单元、MOSEET驱动单元、H桥逆变单元和发射线圈组成；
所述光耦隔离单元还与所述PWM调制模块连接，所述PWM调制模块将产生的PWM脉冲序列经过光耦隔离单元的光耦隔离后触发MOSFET驱动单元；所述MOSFET驱动单元控制H桥逆变单元的开通和关断；所述H桥逆变单元将直流电压转换为单频或者多频正弦交流电流信号；所述发射线圈产生一次场信号以激发接地网异常体产生二次场信号；
所述接收模块主要由依次电性连接的接收线圈、前置放大单元、滤波单元和信号调理单元组成；
所述接收线圈接收一次场信号和二次场信号并传递至前置放大单元，所述前置放大单元对一次场信号和二次场信号匹配放大，所述滤波单元对一次场信号和二次场信号抗混叠滤波，所述信号调理单元将一次场信号和二次场信号转换成数字信号后送入所述数据处理模块，所述数据处理模块对一次场信号、二次场信号进行处理；
所述数据传输模块主要由USB控制器、串行通信模块和U盘存储单元组成；所述USB控制器与所述串行通信模块通信连接；所述串行通信模块将各探测频点的数据通过多通道阻抗算法进行分析处理后，将处理结果进行编码发送到USB控制器并转存至U盘存储单元；所述上位机处理模块接收U盘存储模块中的数据，对数据进行格式转换后分析处理；
其中，所述多通道阻抗算法包括如下过程：
所述串行通信模块内换算单元将一次场信号或二次场信号换算成阻抗值；
所述串行通信模块内比较单元将一次场信号或二次场信号与预设的阻抗值阈值比较判断连接通道PIN脚；
若所述串行通信模块内通道切换单元根据比较单元的判断结果为一次场信号或二次场信号连接通道PIN脚。
2.根据权利要求1所述的多通道阻抗算法的接地网腐蚀探测装置，其特征在于：所述控制器还包括无线数据传输单元；所述数据处理模块将处理好的数据通过无线传输单元传送给所述上位机处理模块；所述无线传输单元包括无线接收单元和数据存储单元；所述无线数据传输单元与无线接收单元电性连接；所述数据存储单元将数据传送给上位机处理模块。
3.根据权利要求1或2所述的多通道阻抗算法的接地网腐蚀探测装置，其特征在于：所述控制器的为单片机。
4.根据权利要求1所述的多通道阻抗算法的接地网腐蚀探测装置，其特征在于：所述PWM调制模块发射的直流电流信号频率为30Hz～30kH。
5.根据权利要求1所述的多通道阻抗算法的接地网腐蚀探测装置，其特征在于：所述MOSFET驱动单元中采用的芯片为IR2111芯片；所述USB控制器采用的芯片为SL811HST芯片。
6.根据权利要求1所述的多通道阻抗算法的接地网腐蚀探测装置，其特征在于：所述前置放大单元采用的芯片为INA163芯片；所述数据处理模块采用的芯片为64位AD采样芯片。
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