一种杆塔倾斜监测装置及其监测方法
技术领域
本发明属于杆塔倾斜监测技术领域,尤其涉及一种杆塔倾斜监测装置及其监测方法。
背景技术
作为电力线路的重要组成部分,杆塔遍布全国各地,安装地点多,面积广,距离长,所处的地理位置和环境条件特殊,一旦杆塔发生倾斜,严重影响电力系统的安全。
目前,现有的方式通过人工巡线,视频监控,激光或红外线等形式,掌握线路上杆塔的情况,但是这种方式的成本较高,而且受气候条件影响较大,无法同时准确测量杆塔倾斜的倾斜角度和倾斜方向。
例如,公告号为CN104848837 A的中国发明专利,公开了“一种杆塔倾斜监测系统及方法”,虽然解决了倾斜监测系统需要提供稳定的电源、单个杆塔装置点设置较多、被监测杆塔的编号属性无法自动识别、操作负责等缺陷,但是无法实现倾斜角度和倾斜方向的连续测量。
另外过多的倾斜开关会大大增加监测系统的故障率,公告号为CN110207665 A的中国发明专利,公开了“一种电杆倾斜角度测量装置及其测量方法”,虽然提供一种电杆倾斜角度测量装置及其测量方法,但是只能测量倾斜角度,无法同时测量倾斜方向。
发明内容
针对上述现有技术中存在的不足之处,本发明提供了一种杆塔倾斜监测装置及其监测方法。其第一目的是为了实现对杆塔的倾斜角度和倾斜方向的连续监测的发明目的;第二目的是具有结构简单,成本低,运行可靠,能够将倾斜信号传给集控中心和进行警示的发明目的。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是:
一种杆塔倾斜监测装置,包括:固定及调整装置、倾斜监测装置、数据采集模块、数据处理模块、倾斜报警模块、电源模块及通讯模块;所述倾斜监测装置与数据采集模块相连接,数据采集模块与数据处理模块、通讯模块及集控中心依次连接,所述数据处理模块还与倾斜报警模块相连接;所述固定及调整装置与倾斜监测装置相连接。
进一步的,所述数据采集模块用于连续采集倾斜监测装置的信号,包括倾斜方向信号和倾斜角度信号的电压/电流信号,并根据对应关系转换成数据处理模块能识别的倾斜方向信号和倾斜角度信号;
所述数据处理模块用于接收数据采集模块发送的倾斜方向信号和倾斜角度信号,并进行分析处理,再将处理后的信号经通讯模块传送给集控中心;当监测到杆塔的倾斜角度达到设定值后,数据处理模块发出倾斜报警信号,触发倾斜报警装置,发出声光告警信号,进行警示;当倾斜角度恢复到正常值后,停止声光报警;
所述倾斜报警模块用于接收数据处理模块发送的报警信号,并进行声光报警,对作业人员进行警示;
所述电源模块为系统的其他装置和模块提供所需电源;
所述通讯模块用于将经过数据处理模块处理的信号传送至集控中心。
进一步的,所述倾斜监测装置包括倾斜方向监测部分和倾斜角度监测部分,所述倾斜方向监测部分和倾斜角度监测部分均连接在固定及调整装置部分上,固定及调整装置部分连接在杆塔上。
进一步的,所述倾斜监测装置连接在固定及调整装置部分的半球壳体上,用于监测杆塔的倾斜角度和倾斜方向;所述倾斜方向监测部分通过方向监测安装凹槽连接在半球壳体的开口上;倾斜方向监测部分的方向角度一连接件与倾斜角度监测部分的方向角度二连接件连接,倾斜角度监测部分的角度半球三连接件与半球连接件的角度半球四连接件相连接。
进一步的,所述倾斜方向监测部分包括:方向监测滑动一部件、倾斜方向传感器、方向监测一调整点、方向监测滑动二部件、倾斜方向信号、倾斜方向传感器一端头、倾斜方向传感器二端头和方向角度一连接件;当杆塔倾斜时,方向监测滑动二部件连接在方向监测滑动一部件上作滑动动作;所述方向角度一连接件连接在方向监测滑动二部件上,并与方向监测滑动二部件一起运动;方向角度一连接件与倾斜角度监测部分的方向角度二连接件相连接,当杆塔倾斜时,方向监测滑动二部件在方向监测滑动一部件上滑动;
所述倾斜方向监测部分为圆环形结构,底部设有方向监测安装凹槽;所述方向监测安装凹槽的半径与半球壳体的半径相等,将倾斜方向监测部分固定连接在半球壳体上;
所述倾斜方向传感器均匀的布置在方向监测滑动一部件处,与方向监测滑动一部件同心并且圆的半径相等,倾斜方向传感器一端头和倾斜方向传感器二端头接入电源模块,倾斜方向信号接入数据采集模块;
所述方向监测一调整点固定在方向监测滑动一部件上;
倾斜方向信号连接到数据采集模块。
进一步的,所述倾斜角度监测部分为四分之一圆的圆弧形,其半径与半球连接件的半径相等,一端连接倾斜方向监测部分,另一端连接半球连接件,以连接半球连接件的一端为中心进行转动;
所述倾斜角度监测部分包括:角度监测滑动一部件、角度监测滑动二部件、倾斜角度传感器、方向角度二连接件、倾斜角度传感一端头、倾斜角度信号、倾斜角度传感二端头和角度半球三连接件;
所述倾斜方向监测部分的方向角度一连接件与方向角度二连接件连接;角度半球三连接件角度半球四连接件相连接;当杆塔倾斜时,倾斜角度监测部分以角度半球四连接件为中心随着方向角度二连接件一起运动;
所述角度监测滑动二部件连接在角度监测滑动一部件上,作滑动动作,从而改变倾斜角度信号上的电压/电流信号,此信号由数据采集模块进行连续采集并发送给数据处理模块。
进一步的,所述倾斜角度传感器均匀的布置在角度监测滑动一部件处,与角度监测滑动一部件同心并且半径相等;所述倾斜角度传感器一端头和倾斜角度传感二端头接入电源模块,倾斜角度信号接入数据采集模块。
进一步的,所述固定及调整装置部分包括半球连接件和圆环形结构,所述半球连接件坐落在圆环形结构的圆孔上;所述半球连接件包括半球壳体和角度半球四连接件,所述角度半球四连接件位于半球壳体的底部中心;所述圆环形结构上面设有多个安装固定点和方向监测二调整点,通过安装固定点将圆环形结构连接在杆塔上;方向监测二调整点通过连接件与倾斜监测装置的方向监测一调整点相连接,调整半球壳体处于水平位置后进行固定;所述半球壳体坐落在圆孔上。
一种杆塔倾斜监测方法,包括如下步骤:
步骤S101:系统上电后,监测杆塔的倾斜方向和倾斜角度,并将监测到的信息发送至数据处理模块;
步骤S102:数据处理模块对接收到的信息进行分析处理,并将处理后的信息经通讯模块传递给集控中心;
步骤S103:当倾斜角度达到设定值后,数据处理模块发出倾斜报警信号,触发倾斜报警装置,发出声光告警信号;
步骤S104:当倾斜角度恢复到正常值后,停止声光报警。
一种计算机存储介质,所述计算机存储介质上存有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现所述的一种杆塔倾斜监测方法的步骤。
本发明具有以下有益效果及优点:
本发明提供一种杆塔倾斜监测装置及其监测方法,能够实现对杆塔的倾斜角度和倾斜方向的连续监测,并且具有结构简单,成本低,运行可靠的特点,可把倾斜信号传给集控中心和进行警示。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1为本发明系统结构示意图;
图2为本发明中倾斜方向监测部分结构示意图;
图3为图2的俯视图;
图4为本发明中倾斜角度监测部分结构示意图;
图5为图4的俯视图;
图6为本发明中滑动部件内部结构剖面图;
图7为本发明中倾斜监测装置连接剖面图;
图8为本发明中半球连接件结构示意图;
图9为图8的俯视图;
图10为本发明中圆环形结构示意图;
图11为本发明中倾斜监测装置整体结构示意图;
图12为本发明中系统控制流程图。
图中:方向监测滑动一部件1,倾斜方向传感器2,方向监测一调整点3,方向监测滑动二部件4,倾斜方向信号5,倾斜方向传感器一端头6,倾斜方向传感器二端头7,方向角度一连接件8,角度监测滑动一部件9,角度监测滑动二部件10,倾斜角度传感器11,方向角度二连接件12, 倾斜角度传感一端头13,倾斜角度信号14,倾斜角度传感二端头15,角度半球三连接件16,方向监测安装凹槽17,传感器滑动连接件18,角度半球四连接件19,半球壳体20,方向监测二调整点21,安装固定点22,圆环形结构23,圆孔24。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面将结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是,本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
下面参照图1-图12描述本发明一些实施例的技术方案。
实施例1
本发明是一种杆塔倾斜监测装置,如图1所示,图1为本发明系统结构示意图。本发明装置包括:固定及调整装置、倾斜监测装置、数据采集模块、数据处理模块、倾斜报警模块、电源模块和通讯模块。
其中,所述倾斜监测装置与数据采集模块相连接,数据采集模块与数据处理模块、通讯模块及集控中心依次连接,所述数据处理模块还与倾斜报警模块相连接。所述固定及调整装置用于倾斜监测装置的安装固定和水平调整。
本发明中所述数据采集模块用于连续采集倾斜监测装置的信号,并根据对应关系进行转换。优选的,所述数据采集模块连续采集倾斜方向信号和倾斜角度信号的电压/电流信号,转换成数据处理模块能识别的倾斜方向信号和倾斜角度信号。
所述倾斜报警模块用于接收数据处理模块发送的报警信号,并进行声光报警,对作业人员进行警示。
所述电源模块为系统的其他装置和模块提供所需电源,
所述通讯模块用于把经过数据处理模块处理的信号传送给集控中心。
所述倾斜方向传感器的长度L1,方向监测滑动二部件从倾斜方向0至360°滑动的距离为0-L1,对应的电压/电流的值0-N1,当前倾斜方向θ1、滑动距离s1和电压/电流信号n1的关系如下:(θ1/360)=(s1/L1)=(n1/N1),根据对应关系计算倾斜方向;倾斜角度传感器的长度L2,方向监测滑动二部件从倾斜方向0至90°滑动的距离为0-L2,对应的电压/电流的值0-N2,当前倾斜角度θ2、滑动距离s2和电压/电流信号n2的关系如下:(θ2/90)=(s2/L2)=(n2/N2),根据对应关系计算倾斜角度。
所述数据处理模块用于接收数据采集模块发送的数据,并对数据进行分析处理,并由通讯模块传送给集控中心;当发现杆塔倾斜时,发出报警信号,进行警示。优选的,上述数据处理模块对倾斜方向信号和倾斜角度信号进行分析处理,并由通讯模块把处理的信号传送给集控中心。当倾斜角度达到设定值后,数据处理模块发出倾斜报警信号,触发倾斜报警装置,发出声光告警信号,进行警示,当倾斜角度恢复到正常值后,停止声光报警。
进一步优选的,所述固定及调整装置部分包括半球连接件和圆环形结构组成,如图8所示,图8为本发明中半球连接件结构示意图同,图9为图8的俯视图。半球连接件坐落在圆环形结构23的圆孔24上,半球连接件由半球壳体20和角度半球四连接件19构成,角度半球四连接件19位于半球壳体20的底部中心。圆环形结构23上面设有多个安装固定点22和方向监测二调整点21,通过安装固定点22把圆环形结构23固定连接在杆塔上,方向监测二调整点21通过连接绳等连接件与倾斜监测装置的方向监测一调整点3连接,调整半球壳体20处于水平位置后进行固定。
如图10所示,图10为本发明中圆环形结构示意图。固定及调整装置的圆环形结构23通过安装固定点22固定到杆塔上,半球壳体20坐落在圆孔24上。所述固定及调整装置用于倾斜监测装置的安装固定和水平调整。
所述半球壳体20可在圆孔24上活动,倾斜监测装置固定在半球壳体20上一起活动,当倾斜方向监测部分水平后,圆环形结构23上的方向监测二调整点21和倾斜方向监测部分的方向监测一调整点3通过连接绳等连接件进行连接,起到固定作用。
如图11所示,图11为本发明中倾斜监测装置整体结构示意图。本发明所述倾斜监测装置用于监测杆塔的倾斜角度和倾斜方向,包括倾斜方向监测部分和倾斜角度监测部分,其中,倾斜方向监测部分和倾斜角度监测部分均连接在固定及调整装置部分上,固定及调整装置部分连接在杆塔上。
如图7所示,图7为本发明中倾斜监测装置连接剖面图,所述倾斜监测装置固定在固定及调整装置部分的半球壳体20上,用于监测杆塔的倾斜角度和倾斜方向。所述倾斜方向监测部分为圆环形,通过方向监测安装凹槽17固定连接到半球壳体20开口上。倾斜方向监测部分的方向角度一连接件8与倾斜角度监测部分的方向角度二连接件12连接,倾斜角度监测部分的角度半球三连接件16与半球连接件的角度半球四连接件19连接。
进一步的,所述倾斜方向监测部分,如图2-3所示,图2为本发明中倾斜方向监测部分结构示意图,图3为图2的俯视图。
其中,所述倾斜方向监测部分为圆环形结构,底部设有方向监测安装凹槽17,方向监测安装凹槽17的半径与半球壳体20的半径相等,把倾斜方向监测部分固定连接在半球壳体20上。
所述倾斜方向监测部分包括:方向监测滑动一部件1、倾斜方向传感器2、方向监测一调整点3、方向监测滑动二部件4、倾斜方向信号5、倾斜方向传感器一端头6、倾斜方向传感器二端头7和方向角度一连接件8,当杆塔倾斜时,方向监测滑动二部件4连接在方向监测滑动一部件1上,并可以作滑动动作。
所述方向监测一调整点3固定在方向监测滑动一部件1上;
倾斜方向信号5连接到数据采集模块。
当杆塔发生倾斜时,方向监测滑动二部件4在重力作用下沿着方向监测滑动一部件1向最低点滑动,滑动改变了倾斜方向信号5上的电压/电流信号,此信号作为倾斜方向的监测信号,由数据采集模块进行连续采集并发送给数据处理模块。
优选的,上述倾斜方向传感器2均匀的布置在方向监测滑动一部件1处,与方向监测滑动一部件1同心并且圆的半径相等,倾斜方向传感器一端头6和倾斜方向传感器二端头7接入电源模块,倾斜方向信号5入数据采集模块。
如图4-图5所示,图4为本发明中倾斜角度监测部分结构示意图;图5为图4的俯视图。所述倾斜角度监测部分为四分之一圆的圆弧形,其半径与半球连接件的半径相等,一端连接倾斜方向监测部分,另一端连接半球连接件,可以以连接半球连接件的一端为中心进行转动。
所述方向角度一连接件8固定在方向监测滑动二部件4上,并与方向监测滑动二部件4一起运动。当杆塔倾斜时,方向监测滑动二部件4可以在方向监测滑动一部件1上滑动,从而改变倾斜方向信号上的电压/电流信号,此信号由数据采集模块进行连续采集并发送给数据处理模块。
所述倾斜角度监测部分具体包括:角度监测滑动一部件9、角度监测滑动二部件10、倾斜角度传感器11、方向角度二连接件12、倾斜角度传感一端头13、倾斜角度信号14、倾斜角度传感二端头15和角度半球三连接件16。所述倾斜方向监测部分的方向角度一连接件8与方向角度二连接件12连接,角度半球三连接件16与固定及调整装置的半球壳体的角度半球四连接件19相连接。当杆塔倾斜时,倾斜角度监测部分可以以角度半球四连接件19为中心进行,随着方向角度二连接件8一起运动。其动作如下,角度监测滑动二部件10可以在角度监测滑动一部件9上滑动,从而改变倾斜角度信号上的电压/电流信号,此信号由数据采集模块进行连续采集并发送给数据处理模块。如图6所示,图6为本发明中滑动部件内部结构剖面图。
本发明所述倾斜角度传感器11均匀的布置在角度监测滑动一部件9处,与角度监测滑动一部件9同心并且半径相等。倾斜角度传感器一端头13和倾斜角度传感二端头15接入电源模块,倾斜角度信号14接入数据采集模块。
本发明装置在在具体实施时,当杆塔发生倾斜时,方向监测滑动二部件4在重力作用下沿着方向监测滑动一部件1向最低点滑动,滑动改变了倾斜方向信号5上的电压/电流信号,此信号作为倾斜方向4的监测信号,由数据采集模块进行连续采集并发送给数据处理模块, 假设倾斜方向传感器的长度L1,方向监测滑动二部件4从倾斜方向0至360°滑动的距离为0-L1,对应的电压/电流的值0-N1,当前倾斜方向θ1、滑动距离s1和电压/电流信号n1的关系如下:(θ1/360)=(s1/L1)=(n1/N1)。倾斜角度监测部分跟随方向监测滑动二部件4一起运动,角度监测滑动二部件10在重力作用下沿着角度监测滑动一部件9向最低点滑动,滑动改变了倾斜角度信号14上的电压/电流信号,此信号作为倾斜角度的监测信号,假设倾斜角度传感器的长度L2,方向监测滑动二部件从倾斜方向0至90°滑动的距离为0-L2,对应的电压/电流的值0-N2,当前倾斜角度θ2、滑动距离s2和电压/电流信号n2的关系如下:(θ2/90)=(s2/L2)=(n2/N2)。数据采集模块接收倾斜方向信号和倾斜角度信号的电压/电流信号,转换成数据处理模块能识别的倾斜方向信号和倾斜角度信号。
实施例2
如图12所示,图12为本发明中系统控制流程图。其中,数据处理模块对倾斜方向信号和倾斜角度信号进行分析处理,并由通讯模块把处理的信号传送给集控中心。当倾斜角度达到设定值后,数据处理模块发出倾斜报警信号,触发倾斜报警装置,发出声光告警信号,当倾斜角度恢复到正常值后,停止声光报警。倾斜报警模块接收数据处理模块发送的报警信号,并进行声光报警,进行警示。
本发明一种杆塔倾斜监测装置的监测方法,该方法为:
当杆塔发生倾斜时,方向监测滑动二部件在重力作用下沿着方向监测滑动一部件向最低点滑动,滑动改变了倾斜方向信号上的电压/电流信号,此信号作为倾斜方向的监测信号,由数据采集模块进行连续采集并发送给数据处理模块, 假设倾斜方向传感器的长度L1,方向监测滑动二部件从倾斜方向0至360°滑动的距离为0-L1,对应的电压/电流的值0-N1,当前倾斜方向θ1、滑动距离s1和电压/电流信号n1的关系如下:(θ1/360)=(s1/L1)=(n1/N1)。倾斜角度监测部分跟随方向监测滑动二部件一起运动,角度监测滑动二部件在重力作用下沿着角度监测滑动一部件向最低点滑动,滑动改变了倾斜角度信号上的电压/电流信号,此信号作为倾斜角度的监测信号,假设倾斜角度传感器的长度L2,方向监测滑动二部件从倾斜方向0至90°滑动的距离为0-L2,对应的电压/电流的值0-N2,当前倾斜角度θ2、滑动距离s2和电压/电流信号n2的关系如下:(θ2/90)=(s2/L2)=(n2/N2)。数据采集模块接收倾斜方向信号和倾斜角度信号的电压/电流信号,转换成数据处理模块能识别的倾斜方向信号和倾斜角度信号。数据处理模块对倾斜方向信号和倾斜角度信号进行分析处理,并由通讯模块把处理的信号传送给集控中心。当倾斜角度达到设定值后,数据处理模块发出倾斜报警信号,触发倾斜报警装置,发出声光告警信号,当倾斜角度恢复到正常值后,停止声光报警。倾斜报警模块接收数据处理模块发送的报警信号,并进行声光报警,进行警示。
本发明一种杆塔倾斜监测装置的监测方法,具体包含如下步骤:
步骤S101:系统上电后,监测杆塔的倾斜方向和倾斜角度,并把监测信息发送给数据处理模块;
步骤S102:数据处理模块对接收到的倾斜方向和倾斜角度信息进行分析处理,并将处理后的信息经通讯模块传递给集控中心;
步骤S103:当倾斜角度达到设定值后,数据处理模块发出倾斜报警信号,触发倾斜报警装置,发出声光告警信号;
步骤S104:当倾斜角度恢复到正常值后,停止声光报警。
实施例3
基于同一发明构思,本发明实施例还提供了一种计算机存储介质,所述计算机存储介质上存有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现实施例1或2所述的一种杆塔倾斜监测装置的监测方法的步骤。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换,而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换,其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。