CN112422466B

CN112422466B - 一种变电站辐射检测装置

Info

Publication number: CN112422466B
Application number: CN202011397597.XA
Authority: CN
Inventors: 高雨; 曹真; 杜旭凯; 张永峰; 柳赛飞; 王斐
Original assignee: State Grid Henan Electric Power Company Xiangcheng Power Supply Co
Current assignee: State Grid Henan Electric Power Company Xiangcheng Power Supply Co
Priority date: 2020-12-04
Filing date: 2020-12-04
Publication date: 2022-08-30
Anticipated expiration: 2040-12-04
Also published as: CN112422466A

Abstract

本发明一种变电站辐射检测装置，差分输入单元采用输入匹配网络接收辐射检测仪检测的变电站辐射信号，经共模滤波器滤波后进入差分放大器进一步抑制共模信号、对差模信号放大后输出，鉴频单元通过鉴频器对噪声信号的频率与变压器T3调制后信号频率进行谐振鉴频，频率相同时，输出电压为零，否则输出正或负电压，调制单元将接收的差分输入单元输出信号经限幅、谐频放大后作为调制信号加到变压器T3的初级线圈一端，接收的鉴频单元输出信号输出电压为零时，光电耦合器U1导通，‑5V改变震荡器的震荡频率后作为载波信号加到变压器T3的初级线圈另一端，变压器T3调制后再经发射器传送到分析终端，实现在变压器T3调制后信号频率与噪声信号频率相同时进行调节。

Description

一种变电站辐射检测装置

技术领域

本发明涉及变电站技术领域，特别是一种变电站辐射检测装置。

背景技术

变电站内的母线、开关、变压器电容器、电抗器等产生的电磁辐射对人体存在一定的危害，所以要时刻观察变电站周围的辐射值，采集电磁辐射并对其进行分析，能够得到变电站电磁辐射对环境影响的相应数据，从而针对研究结果提出环境保护污染防治措施与建议，达到防治电磁辐射污染的目。

现有的变电站电磁辐射检测通常采取置于移动车上的电磁辐射检测设备对电磁辐射进行检测，采集数据经无线通讯模块传送到分析终端，实现对电磁辐射数据的分析，但无线通讯模块在采集数据传送到分析终端的过程中，电磁辐射、无线电干扰、噪声等噪声信号会对无线通讯模块造成干扰，尤其是当无线通讯模块的工作频段与噪声信号的频段相同时，会严重影响通讯质量。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的在于提供一种变电站辐射检测装置，有效的解决了无线通讯模块的工作频段与噪声信号的频段相同时，严重影响通讯质量的问题。

其解决的技术方案是，包括差分输入单元、鉴频单元、调制单元，其特征在于，所述差分输入单元采用输入匹配网络接收辐射检测仪检测的变电站辐射信号，经共模滤波器滤波后进入差分放大器进一步抑制共模信号、对差模信号放大后输出，所述鉴频单元通过鉴频器对噪声信号的频率与变压器T3调制后信号频率进行谐振鉴频，频率相同时，输出电压为零，否则输出正或负电压，调制单元将接收的差分输入单元输出信号经限幅、谐频放大后作为调制信号加到变压器T3的初级线圈一端，接收的鉴频单元输出信号输出电压为零时，光电耦合器U1导通，-5V加到三极管Q3为核心的振荡器，改变震荡器的震荡频率后作为载波信号加到变压器T3的初级线圈另一端，变压器T3调制后再经发射器传送到分析终端。

本发明有益效果是：采用输入匹配网络接收辐射检测仪检测的变电站辐射信号，经共模滤波器滤波后进入差分放大器进一步抑制共模信号、对差模信号放大后输出，通过鉴频器对噪声信号的频率与变压器T3调制后信号频率进行谐振鉴频，频率相同时，输出电压为零，否则输出正或负电压，实现鉴别噪声信号的频率、变压器T3调制后信号频率是否相同的作用，将接收的差分输入单元输出信号经限幅、谐频放大后作为调制信号加到变压器T3的初级线圈一端，接收的鉴频单元输出信号输出电压为零时，光电耦合器U1导通，-5V加到三极管Q3为核心的振荡器，改变震荡器的震荡频率后作为载波信号加到变压器T3的初级线圈另一端，变压器T3调制后再经发射器传送到分析终端，实现在变压器T3调制后信号频率与噪声信号频率相同时进行调节，解决了无线通讯模块的工作频段与噪声信号的频段相同时，严重影响通讯质量的问题。

附图说明

图1为本发明的电路原理图。

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。

下面将参照附图描述本发明的各示例性的实施例。

实施例一，一种变电站辐射检测装置，包括差分输入单元、鉴频单元、调制单元，所述差分输入单元采用输入匹配网络接收辐射检测仪检测的变电站辐射信号，经共模滤波器滤波后进入差分放大器进一步抑制共模信号、对差模信号放大后输出，以此提高接收信号的精度，所述鉴频单元通过鉴频器对噪声信号的频率与变压器T3调制后信号频率进行谐振鉴频，频率相同时，输出电压为零，否则输出正或负电压，具体的，噪声信号加到三极管Q2的基极，三极管Q2的集电极连接变压器T3调制后信号的谐振电路，具体由串联的电容C5、变容二极管BD1、变压器T4初级线圈组成，谐振时，也即两个信号同频时，经二极管D5、D6整流的电压相同，电感L6的右端无电压差，输出电压为零，噪声信号的频率高于变压器T3调制后信号频率时，输出正电压（大于零的正电压），噪声信号的频率低于变压器T3调制后信号频率时，输出负电压（小于零的负电压），实现鉴别噪声信号的频率、变压器T3调制后信号频率是否相同的作用，调制单元将接收的差分输入单元输出信号经限幅、谐频放大后作为调制信号加到变压器T3的初级线圈一端，接收的鉴频单元输出信号输出电压为零时，光电耦合器U1导通，-5V加到三极管Q3为核心的振荡器，改变震荡器的震荡频率后作为载波信号加到变压器T3的初级线圈另一端，变压器T3调制后再经发射器传送到分析终端，实现在变压器T3调制后信号频率与噪声信号频率相同时进行调节，解决了无线通讯模块的工作频段与噪声信号的频段相同时，严重影响通讯质量的问题。

实施例二，在实施例一的基础上，所述差分输入单元采用电感L1、电解电容E1、电解电容E2组成的输入匹配网络接收辐射检测仪（例如可采用型号为ARM3006电磁辐射选频仪进行检测）检测的变电站辐射信号，用以滤除输入的干扰、阻抗匹配，经电解电容E2、电感L2和L3、电阻R4组成的共模滤波器对共模信号进行滤波后，进入运算放大器AR1、电阻R1、电阻R4、电阻R2、电容C1组成的差分放大器进一步抑制共模信号、对差模信号放大后输出，其中电容C1为差摸电容，以此提高接收信号的精度，包括电解电容E1、电解电容E2、电感L1、电感L3，电解电容E1的正极和电感L1的上端连接辐射检测仪检测的变电站辐射信号正极，电感L1的下端、电解电容E2的负极、电感L3的左端连接辐射检测仪检测的变电站辐射信号负极，电解电容E1的负极分别连接电解电容E2的正极、电感L2的左端，电感L2的右端分别连接电阻R3的一端、电阻R1的一端，电感L3的右端分别连接电阻R3的另一端、电阻R2的一端，电阻R1的另一端分别连接电容C1的一端、电阻R4的一端、运算放大器AR1的反相输入端，电阻R2的另一端分别连接电容C1的另一端、运算放大器AR1的同相输入端，运算放大器AR1的输出端分别连接电阻R4的另一端、二极管D1的正极、二极管D2的负极，二极管D1的负极连接电源+5V，二极管D2的正极连接电源-5V，运算放大器AR1的输出端为差分输入单元输出信号。

实施例三，在实施例一的基础上，所述鉴频单元过鉴频器对噪声信号的频率与变压器T3调制后信号频率进行谐振鉴频，频率相同时，输出电压为零，否则输出正或负电压，具体的，噪声信号（可由噪声测试仪测量后给出）加到三极管Q2的基极，三极管Q2的集电极连接变压器T3调制后信号的谐振电路，具体由串联的电容C5、变容二极管BD1、变压器T4初级线圈组成，谐振时，也即两个信号同频时，经二极管D5、D6整流的电压相同，电感L6的右端无电压差，输出电压为零，噪声信号的频率高于变压器T3调制后信号频率时，输出正电压（大于零的正电压），噪声信号的频率低于变压器T3调制后信号频率时，输出负电压（小于零的负电压），实现鉴别噪声信号的频率、变压器T3调制后信号频率是否相同的作用，包括三极管Q2，三极管Q2的基极连接噪声信号，三极管Q2的发射极连接电源-5V，三极管Q2的集电极分别连接电容C5的一端、电容C7的一端、变压器T4初级线圈的一端，电容C5的另一端连接变容二极管BD1的负极，变容二极管BD1的正极、电容C6的一端、变压器T4初级线圈的另一端连接电源+6V，电容C6的另一端连接地，变压器T4次级线圈的一端分别连接电容C8的一端、二极管D5的正极，变压器T4中间抽头分别连接电容C7的另一端、电感L6的一端，变压器T4次级线圈的另一端分别连接电容C8的另一端、二极管D6的负极，二极管D5的负极分别连接电容C9的一端、电阻R8的一端，电容C9的另一端分别连接电感L6的另一端、电容C10的一端，电容C10的另一端分别连接二极管D6的正极、电阻R8的另一端，电感L6的另一端为鉴频单元输出信号。

实施例四，在实施例一的基础上，所述调制单元接收的差分输入单元输出信号经串联的二极管D1和D2限幅后，进入三极管Q1、变压器T2、电阻R5-电阻R7、电容C2、电容C3、电容C16、二极管D2和D4组成的谐频放大电路谐频放大后作为调制信号加到变压器T3的初级线圈一端，具体的变压器T2的初级线圈和电容C16组成谐频网络，频率为电磁辐射选频仪的工作频率，电阻R5和R6位三极管Q1的基极偏执电阻，二极管D3和D4起限幅作用，实现对差分输入单元输出信号进行选频限幅放大的作用，接收的鉴频单元输出信号输出电压为零时，光电耦合器U1的输入端产生电压差，光电耦合器U1导通，-5V加到三极管Q3、电阻R13-R15、电容C12-电容C15、晶振Y1、变容二极管BD1、变压器T1组成的振荡器，改变震荡器的震荡频率后作为载波信号加到变压器T3的初级线圈另一端，变压器T3调制后再经发射器传送到分析终端，实现在变压器T3调制后信号频率与噪声信号频率相同时进行调节，解决了无线通讯模块的工作频段与噪声信号的频段相同时，严重影响通讯质量的问题，包括电容C2、电阻R10，电容C2的一端连接运算放大器AR1的输出端，电容C2的另一端分别连接电阻R5的一端、接地电阻R6的一端、三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极分别连接接地电阻R7的一端、接地电容C3的一端，三极管Q1的集电极分别连接二极管D3的正极、二极管D4的负极、电容C16的一端、变压器T2初级线圈另一端，电阻R5的另一端、二极管D3的负极、二极管D4的正极、电容C16的另一端、变压器T2初级线圈一端连接电源+5V，变压器T2次级线圈另一端连接地，变压器T2次级线圈一端连接电容C4的一端、变压器T3初级线圈的一端，电阻R10一端连接电感L6的另一端，电阻R10的另一端分别连接接地电容C11的一端、光电耦合器U1的引脚2，光电耦合器U1的引脚1连接电源+1V，光电耦合器U1的引脚4连接电源-5V，光电耦合器U1的引脚3分别连接晶振Y1的下端、变容二极管BD1的负极，晶振Y1的上端分别连接电阻R13的一端、电阻R11的一端、电容C12的一端、三极管Q3的基极，三极管Q3的集电极和电阻R12的一端连接电源+5V，电阻R12的另一端、电阻R11的另一端、电解电容E8的正极，电解电容E8的负极连接地，三极管Q3的发射极分别连接电容C12的一端、电容C13的一端、电容C14的一端、电阻R14的一端，变容二极管BD1的正极、电阻R13的另一端、电容C13的另一端、电阻R14的另一端、变压器T1初级级线圈另一端连接地，电容C14的另一端连接变压器T1初级级线圈一端，变压器T1次级线圈另一端连接地，变压器T1次级线圈一端连接三极管Q4的基极、三极管Q4的发射极分别连接接地电阻R15的一端、接地电容C15的一端，三极管Q4的集电极分别连接电容C4的另一端、变压器T3初级线圈的另一端，变压器T3变压器T3调制后次级线圈输出，再经发射器传送到分析终端。

本发明在使用时，差分输入单元采用电感L1、电解电容E1、电解电容E2组成的输入匹配网络接收辐射检测仪检测的变电站辐射信号，用以滤除输入的干扰、阻抗匹配，经共模滤波器对共模信号进行滤波后，进入运算放大器AR1、电阻R1、电阻R4、电阻R2、电容C1组成的差分放大器进一步抑制共模信号、对差模信号放大后输出，以此提高接收信号的精度，鉴频单元将接收的噪声信号加到三极管Q2的基极，三极管Q2的集电极连接变压器T3调制后信号的谐振电路，具体由串联的电容C5、变容二极管BD1、变压器T4初级线圈组成，谐振时，也即两个信号同频时，经二极管D5、D6整流的电压相同，电感L6的右端无电压差，输出电压为零，噪声信号的频率高于变压器T3调制后信号频率时，输出正电压（大于零的正电压），噪声信号的频率低于变压器T3调制后信号频率时，输出负电压（小于零的负电压），实现鉴别噪声信号的频率、变压器T3调制后信号频率是否相同的作用，调制单元接收的差分输入单元输出信号经串联的二极管D1和D2限幅后，进入谐频放大电路谐频放大后作为调制信号加到变压器T3的初级线圈一端，实现对差分输入单元输出信号进行选频限幅放大的作用，接收的鉴频单元输出信号输出电压为零时，光电耦合器U1的输入端产生电压差，光电耦合器U1导通，-5V加到振荡器，改变震荡器的震荡频率后作为载波信号加到变压器T3的初级线圈另一端，变压器T3调制后再经发射器传送到分析终端，实现在变压器T3调制后信号频率与噪声信号频率相同时进行调节，解决了无线通讯模块的工作频段与噪声信号的频段相同时，严重影响通讯质量的问题。

Claims

1.一种变电站辐射检测装置，包括差分输入单元、鉴频单元、调制单元，其特征在于，所述差分输入单元采用输入匹配网络接收辐射检测仪检测的变电站辐射信号，经共模滤波器滤波后进入差分放大器进一步抑制共模信号、对差模信号放大后输出，所述鉴频单元通过鉴频器对噪声信号的频率与变压器T3调制后信号频率进行谐振鉴频，频率相同时，输出电压为零，否则输出正或负电压，调制单元将接收的差分输入单元输出信号经限幅、谐频放大后作为调制信号加到变压器T3的初级线圈一端，接收的鉴频单元输出信号输出电压为零时，光电耦合器U1导通，-5V加到三极管Q3为核心的振荡器，改变震荡器的震荡频率后作为载波信号加到变压器T3的初级线圈另一端，变压器T3调制后再经发射器传送到分析终端；

所述调制单元包括电容C2、电阻R10，电容C2的一端连接运算放大器AR1的输出端，电容C2的另一端分别连接电阻R5的一端、接地电阻R6的一端、三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极分别连接接地电阻R7的一端、接地电容C3的一端，三极管Q1的集电极分别连接二极管D3的正极、二极管D4的负极、电容C16的一端、变压器T2初级线圈另一端，电阻R5的另一端、二极管D3的负极、二极管D4的正极、电容C16的另一端、变压器T2初级线圈一端连接电源+5V，变压器T2次级线圈另一端连接地，变压器T2次级线圈一端连接电容C4的一端、变压器T3初级线圈的一端，电阻R10一端连接电感L6的另一端，电阻R10的另一端分别连接接地电容C11的一端、光电耦合器U1的引脚2，光电耦合器U1的引脚1连接电源+1V，光电耦合器U1的引脚4连接电源-5V，光电耦合器U1的引脚3分别连接晶振Y1的下端、变容二极管BD1的负极，晶振Y1的上端分别连接电阻R13的一端、电阻R11的一端、电容C12的一端、三极管Q3的基极，三极管Q3的集电极和电阻R12的一端连接电源+5V，电阻R12的另一端、电阻R11的另一端、电解电容E8的正极，电解电容E8的负极连接地，三极管Q3的发射极分别连接电容C12的一端、电容C13的一端、电容C14的一端、电阻R14的一端，变容二极管BD1的正极、电阻R13的另一端、电容C13的另一端、电阻R14的另一端、变压器T1初级线圈另一端连接地，电容C14的另一端连接变压器T1初级级线圈一端，变压器T1次级线圈另一端连接地，变压器T1次级线圈一端连接三极管Q4的基极、三极管Q4的发射极分别连接接地电阻R15的一端、接地电容C15的一端，三极管Q4的集电极分别连接电容C4的另一端、变压器T3初级线圈的另一端，变压器T3调制后次级线圈输出，再经发射器传送到分析终端。

2.如权利要求1所述的一种变电站辐射检测装置，其特征在于，所述差分输入单元包括电解电容E1、电解电容E2、电感L1、电感L3，电解电容E1的正极和电感L1的上端连接辐射检测仪检测的变电站辐射信号正极，电感L1的下端、电解电容E2的负极、电感L3的左端连接辐射检测仪检测的变电站辐射信号负极，电解电容E1的负极分别连接电解电容E2的正极、电感L2的左端，电感L2的右端分别连接电阻R3的一端、电阻R1的一端，电感L3的右端分别连接电阻R3的另一端、电阻R2的一端，电阻R1的另一端分别连接电容C1的一端、电阻R4的一端、运算放大器AR1的反相输入端，电阻R2的另一端分别连接电容C1的另一端、运算放大器AR1的同相输入端，运算放大器AR1的输出端分别连接电阻R4的另一端、二极管D1的正极、二极管D2的负极，二极管D1的负极连接电源+5V，二极管D2的正极连接电源-5V，运算放大器AR1的输出端为差分输入单元输出信号。

3.如权利要求1所述的一种变电站辐射检测装置，其特征在于，所述鉴频单元包括三极管Q2，三极管Q2的基极连接噪声信号，三极管Q2的发射极连接电源-5V，三极管Q2的集电极分别连接电容C5的一端、电容C7的一端、变压器T4初级线圈的一端，电容C5的另一端连接变容二极管BD1的负极，变容二极管BD1的正极、电容C6的一端、变压器T4初级线圈的另一端连接电源+6V，电容C6的另一端连接地，变压器T4次级线圈的一端分别连接电容C8的一端、二极管D5的正极，变压器T4中间抽头分别连接电容C7的另一端、电感L6的一端，变压器T4次级线圈的另一端分别连接电容C8的另一端、二极管D6的负极，二极管D5的负极分别连接电容C9的一端、电阻R8的一端，电容C9的另一端分别连接电感L6的另一端、电容C10的一端，电容C10的另一端分别连接二极管D6的正极、电阻R8的另一端，电感L6的另一端为鉴频单元输出信号。