CN112924476A - 一种架空线缆的x射线成像及其在线取电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种架空线缆的X射线成像及其在线取电系统,包括:X射线发射单元,用以向架空线缆发射X射线;X射线探测单元,用以对架空线缆进行X射线成像;取电单元,设于架空线缆上并与X射线发射单元电性连接,用以从架空线缆取电后对X射线发射单元供电;驱动单元,用以装载并驱动X射线发射单元、X射线探测单元及取电单元沿架空线缆的延展方向运动,以持续对架空线缆进行X射线成像。本发明采用电磁感应线圈从输电线上取电,解决大容量电池体积大、重量大、供电成像速度慢、一次充电使用时间短等问题;采用连续供电、大电流的电源可以采用小尺寸平板探测器,实现匀速运动的扫描成像模式;系统体积小、重量轻,容易上载到架空高压线上。
Description
技术领域
本发明涉及架空线缆成像技术领域,特别是涉及数字式X光成像以及从高空线缆上取电这两个核心技术领域。
背景技术
架空高压传输线路的日常巡检是保障正常运行的重要手段。目前主要有人工目视巡检、无人机空中巡检、机器人在线用视频或红外方式巡检,这些方式只能检测物体的外观。对于线缆、线夹内部的损伤,有应用X光和数字平板探测器的检查方法,但目前的解决方案采用大块平板和电池供电,大而笨重,用人工背上线塔或大型无人机吊上高压线都非常不便
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种架空线缆的X射线成像及其在线取电系统,用于解决现有架空线缆成像系统的电池笨重安装不易且更换频率高等技术问题。
为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供一种架空线缆的X射线成像及其在线取电系统,包括:X射线发射单元,用以向架空线缆发射X射线;X射线探测单元,用以对所述架空线缆进行X射线成像;取电单元,设于所述架空线缆上并与所述X射线发射单元电性连接,用以从所述架空线缆取电后对所述X射线发射单元供电;驱动单元,用以装载并驱动所述X射线发射单元、X射线探测单元及取电单元沿所述架空线缆的延展方向运动,以持续对所述架空线缆进行X射线成像。
于本发明一些实施例中,所述取电单元包括电磁感应线圈;所述电磁感应线圈套于架空线缆上,通过电磁感应从所述架空线缆取电后再向所述X射线发射单元供电。
于本发明的一些实施例中,所述X射线发射单元包括X射线球管和电源模块。
于本发明的一些实施例中,所述X射线探测单元包括X射线探测器;所述X射线探测器的类型包括气体探测器、闪烁探测器或者半导体探测器。
于本发明的一些实施例中,所述驱动单元包括滚轮及马达驱动系统;所述滚轮设于所述架空线缆上;所述马达驱动系统用于驱动所述滚轮沿所述架空线缆的延展方向前行。
于本发明的一些实施例中,所述架空线缆的X射线成像及其在线取电系统还包括通讯模块,供与外部设备建立通信连接,以将所述X射线探测单元的成像结果发送至外部设备。
于本发明的一些实施例中,所述通讯模块包括WI-FI模块、NB-IOT模块、ZigBee模块、LoRA模块或蓝牙模块。
于本发明的一些实施例中,利用小型上载装置将所述架空线缆的X射线成像及其在线取电系统上载至架空线缆上;其中,所述架空线缆的X射线成像及其在线取电系统的取电单元套于架空线缆上,其驱动单元可活动地设于所述架空线缆上。
于本发明的一些实施例中,所述小型上载装置包括无人机或集成式螺旋桨飞行装置。
如上所述,本发明的一种架空线缆的X射线成像及其在线取电系统,具有以下有益效果:
①本发明提供的架空线缆的X射线成像及其在线取电系统,采用电磁感应线圈从输电线上取电,实现了对电池的充电、快速且连续性对线缆和线夹的成像,从而解决了大容量电池体积大、重量大、供电成像速度慢、一次充电使用时间短等问题。
②由于采用连续供电、大电流的电源(充电电池),可以采用小尺寸的平板探测器,实现匀速运动的扫描成像模式。
③本发明提供的架空线缆的X射线成像及其在线取电系统的电源和探测器,将使得X射线成像系统体积小、重量轻,通过无人机或集成的螺旋桨飞行装置,容易上载到架空高压线上。
附图说明
图1显示为本发明一实施例中架空线缆的X射线成像及其在线取电系统的结构示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是,在不冲突的情况下,以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是,在下述描述中,参考附图,附图描述了本发明的若干实施例。应当理解,还可使用其他实施例,并且可以在不背离本发明的精神和范围的情况下进行机械组成、结构、电气以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的,并且本发明的实施例的范围仅由公布的专利的权利要求书所限定。这里使用的术语仅是为了描述特定实施例,而并非旨在限制本发明。空间相关的术语,例如“上”、“下”、“左”、“右”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等,可在文中使用以便于说明图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“固持”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
再者,如同在本文中所使用的,单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式,除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解,术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组,但不排除一个或多个其他特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的,或意味着任一个或任何组合。因此,“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味着“以下任一个:A;B;C;A和B;A和C;B和C;A、B和C”。仅当元件、功能或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时,才会出现该定义的例外。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,通过下述实施例并结合附图,对本发明实施例中的技术方案的进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定发明。
如图1所示,展示了本发明一实施例中架空线缆的X射线成像及其在线取电系统的结构示意图。本实施例的架空线缆的X射线成像及其在线取电系统包括X射线发射单元11、X射线探测单元12、取电单元13及驱动单元14。所述X射线发射单元11用以向架空线缆15发射X射线;X射线探测单元12用以对所述架空线缆15进行X射线成像;取电单元13套于所述架空线缆15并与所述X射线发射单元11电性连接,用以从所述架空线缆15取电后对所述X射线发射单元11供电;驱动单元14用以装载并驱动所述X射线发射单元11、X射线探测单元12及取电单元13沿所述架空线缆15的延展方向运动,以持续对所述架空线缆15进行X射线成像。需说明的是,本实施例中的架空线缆15实际上还可以是电缆、接线端子或者线夹等,本实施例不作限定。
在一些示例中,所述X射线发射单元11包括X射线球管和电源模块。电源模块向X射线球管供电;X射线球管是工作在高压下的真空二极管,包含两个电极,一个是用于发射电子的灯丝(作为阴极),另一个是用于接受电子轰击的靶材(作为阳极),两极均被密封在高真空的玻璃或陶瓷外壳内。
在一些示例中,所述X射线探测单元12可以是X射线探测器,用于将肉眼不可见的X射线转换为最终能转变为图像的数字信号,其在接收到射线照射后产生与辐射强度成正比的电信号。X射线探测器可具体选用气体探测器、闪烁探测器、半导体探测器等,本实施例不作限定。
在一些示例中,所述取电单元13可以是电磁感应线圈,优选可开合式电磁感应线圈。电磁感应线圈套于架空线缆15上,从架空高压线缆上取电后向X射线发射单元11中的电源模块供电。
值得说明的是,现有技术中适用于电缆、接线端子或者线夹等待测的架空线缆的X射线成像及其在线取电系统的电池不仅体积大,而且由于用电量较大而导致电池更换频率非常高,须采用人工背上线塔或采用大型无人机吊上高压线,不仅极为不便且成本极高。而本发明由于利用了电磁感应线圈直接从线缆上取电,实现在线取电,不仅能大大减小电池体积还降低了电池更换频率,而且由于体积的有效减小,因此安装过程也不再依赖于大型吊机,而是通过无人机或集成式螺旋桨飞行装置即可上载到架空高压线上,从而解决大容量电池体积大、重量大、供电成像速度慢、一次充电使用时间短等问题。
在一些示例中,所述驱动单元包括滚轮及马达驱动系统,滚轮装设于所述架空线缆上,马达驱动系统用于驱动滚轮前行。在本实施例中,滚轮在马达驱动系统的驱动下,沿着架空高压线缆的延展方向前行,对架空线缆进行持续的X射线成像。
在一些示例中,所述架空线缆的X射线成像及其在线取电系统还包括通讯模块(未图示),所述通讯模块用以与外部设备建立通信连接,如与云端服务器、计算机设备、工作后台等建立通信连接,从而将X射线探测单元的成像结果发送给外部设备。在外部设备中,可安装图像分析和缺陷检测等现现有软件,供进行图像分析,以检查架空线缆内部的损伤情况,实现架空线缆缺陷自动检测。可选的是,本实施例中的通讯模块包括但不限于如WI-FI模块、NB-IOT模块、ZigBee模块、LoRA模块或蓝牙模块等等。
在一些示例中,架空线缆的X射线成像及其在线取电系统的安装方法,包括:利用小型上载装置将所述的架空线缆的X射线成像及其在线取电系统上载至架空线缆上;其中,所述架空线缆的X射线成像及其在线取电系统的取电单元套于架空线缆上,其驱动单元可活动地设于所述架空线缆上。在本实施例中,所述小型上载装置包括无人机或集成式螺旋桨飞行装置。
综上所述,本发明提供一种架空线缆的X射线成像及其在线取电系统,本发明提供的架空线缆的X射线成像及其在线取电系统,采用电磁感应线圈从输电线上取电,实现了对电池的充电、快速且连续性对线缆和线夹的成像,从而解决了大容量电池体积大、重量大、供电成像速度慢、一次充电使用时间短等问题;由于采用连续供电、大电流的电源(充电电池),可以采用小尺寸的平板探测器,实现匀速运动的扫描成像模式;架空线缆的X射线成像及其在线取电系统的电源和探测器,将使得X射线成像系统体积小、重量轻,通过无人机或集成的螺旋桨飞行装置,容易上载到架空高压线上。所以,本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (9)
1.一种架空线缆的X射线成像及其在线取电系统,其特征在于,包括:
X射线发射单元,用以向架空线缆发射X射线;
X射线探测单元,用以对所述架空线缆进行X射线成像;
取电单元,设于所述架空线缆上并与所述X射线发射单元电性连接,用以从所述架空线缆取电后对所述X射线发射单元供电;
驱动单元,用以装载并驱动所述X射线发射单元、X射线探测单元及取电单元沿所述架空线缆的延展方向运动,以持续对所述架空线缆进行X射线成像。
2.根据权利要求1所述架空线缆的X射线成像及其在线取电系统,其特征在于,所述取电单元包括电磁感应线圈;所述电磁感应线圈套于架空线缆上,通过电磁感应从所述架空线缆取电后再向所述X射线发射单元供电。
3.根据权利要求1所述架空线缆的X射线成像及其在线取电系统,其特征在于,所述X射线发射单元包括X射线球管和电源模块。
4.根据权利要求1所述架空线缆的X射线成像及其在线取电系统,其特征在于,所述X射线探测单元包括X射线探测器;所述X射线探测器的类型包括气体探测器、闪烁探测器或者半导体探测器。
5.根据权利要求1所述架空线缆的X射线成像及其在线取电系统,其特征在于,所述驱动单元包括滚轮及马达驱动系统;所述滚轮设于所述架空线缆上;所述马达驱动系统用于驱动所述滚轮沿所述架空线缆的延展方向前行。
6.根据权利要求1所述架空线缆的X射线成像及其在线取电系统,其特征在于,所述架空线缆的X射线成像及其在线取电系统还包括通讯模块,供与外部设备建立通信连接,以将所述X射线探测单元的成像结果发送至外部设备。
7.根据权利要求1所述架空线缆的X射线成像及其在线取电系统,其特征在于,所述通讯模块包括WI-FI模块、NB-IOT模块、ZigBee模块、LoRA模块或蓝牙模块。
8.根据权利要求7所述的架空线缆的X射线成像及其在线取电系统,其特征在于,包括:
利用小型上载装置将所述架空线缆的X射线成像及其在线取电系统上载至架空线缆上;其中,所述架空线缆的X射线成像及其在线取电系统的取电单元套于架空线缆上,其驱动单元可活动地设于所述架空线缆上。
9.根据权利要求8所述架空线缆的X射线成像及其在线取电系统,其特征在于,所述小型上载装置包括无人机或集成式螺旋桨飞行装置。
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ALI BIN JUNAID ET AL.: "Design and implementation of autonomous wireless charging station for rotary-wing UAVs", 《AEROSPACE SCIENCE AND TECHNOLOGY》 * |
张伟等: "架空输电线路地线感应取电设计", 《电工电气》 * |
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