CN115468609A - 一种敏感元件、传感器及振动监测装置 - Google Patents

一种敏感元件、传感器及振动监测装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种敏感元件、传感器及振动监测装置，属于振动监测技术领域。一种敏感元件、传感器及振动监测装置，包括固定套，还包括多个弹片，弹片端部与固定套安装固定；多个连接件，多个连接件与弹片另一端安装固定，多个连接件之间安装连接；处理箱，处理箱与固定套安装固定；控制机构，控制机构与处理箱安装固定；风速监测机构，风速监测机构与处理箱安装固定，风速监测机构与控制机构电性连接。本装置能够有效的对输电线的振动进行监测。

Description

一种敏感元件、传感器及振动监测装置
技术领域
本发明涉及振动监测技术领域，更具体地说，涉及一种敏感元件、传感器及振动监测装置。
背景技术
架空输电线在外部的环境的作用下会产生各种类型的振动，大致可分为：微风振动、次档距震荡、低频大幅的舞动等；这些振动会造成疾控线疲劳断线、金具磨损等问题。
现有公开号为CN213239170U的专利文献提供一种敏感元件、传感器及振动监测装置，该装置的振动传感器的敏感元件的弹性形变部采用等强度梁结构或者近似等强度梁结构或者部分等强度梁结构，应力应变均匀分布，材料利用率高，提高了位移量程和频率范围。
虽然该装置有益效果较多，但依然存在下列问题：该装置只能够对输电线的振动进行监测，无法对输电线的受力方向进行监测，导致监测到的数据失真，影响后续的分析，此外现有的输电线振动监测装置容易产生雨水侵蚀和冰雪霜冻的现象，在严寒条件下的测量准确度不够。
鉴于此，我们提出一种敏感元件、传感器及振动监测装置。
发明内容
1.要解决的技术问题
本发明的目的在于提供一种敏感元件、传感器及振动监测装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
2.技术方案
一种敏感元件、传感器及振动监测装置，包括固定套，还包括多个弹片，所述弹片端部与固定套安装固定；多个连接件，所述多个连接件与弹片另一端安装固定，多个所述连接件之间安装连接；处理箱，所述处理箱与固定套安装固定；控制机构，所述控制机构与处理箱安装固定；风速监测机构，所述风速监测机构与处理箱安装固定，所述风速监测机构与控制机构电性连接。
所述风速监测机构包括角度传感器，所述角度传感器与处理箱安装固定，所述角度传感器与控制机构电性连接；转轴，所述转轴与角度传感器安装固定，所述转轴与处理箱转动连接；风向标，所述风向标与转轴连接固定，多个所述连接件中的不同滚珠连接到不同的陀螺仪中，根据不同连接件上的多个陀螺仪生成其中一个目标维度上的第二角度，所述第二角度与所述角度传感器进行对比，如果误差小于阈值，则所述角度传感器测量值有效。
作为本申请技术方案的一种可选方案，所述风速监测机构还包括：风速传感器，所述风速传感器与处理箱安装固定，所述风速传感器与控制机构电性连接。
作为本申请技术方案的一种可选方案，所述连接件与弹片的数量均为两个，所述连接件之间通过螺栓螺帽安装固定，所述连接件呈弧形设置。
作为本申请技术方案的一种可选方案，所述连接件内侧开设有多个转动球座，所述转动球座内设有滚珠，所述滚珠与转动球座转动连接。
作为本申请技术方案的一种可选方案，所述固定套一端安装有防护罩，所述防护罩位于弹片的外侧。
作为本申请技术方案的一种可选方案，所述防护罩与固定套转动连接，所述防护罩外侧固定连接有多个叶片，所述叶片能够在外部气流的作用下推动防护罩转动。
作为本申请技术方案的一种可选方案，所述固定套包括上夹板，所述上夹板与防护罩转动连接，所述上夹板与弹片安装固定；下夹板，所述下夹板与防护罩转动连接，所述下夹板与弹片安装固定，所述下夹板与处理箱连接固定；多个弹性垫，所述弹性垫分别与上夹板、下夹板内壁连接固定，所述上夹板、下夹板之间通过螺栓螺帽安装固定。
作为本申请技术方案的一种可选方案，所述防护罩包括上罩体，所述上罩体与上夹板、下夹板均转动连接；下罩体，所述下罩体与上夹板、下夹板均转动连接；所述上罩体与上夹板转动连接处分为弧形部A、弧形部B，所述弧形部A的弧度不大于180度，所述弧形部B的弧度不小于180度，所述上罩体、下罩体与上夹板转动连接处能够拼接为一个闭合的圆环；所述上夹板与下夹板在拼接处均开设有多个连接缝，所述连接缝的弧度不小于弧形部A与弧形部B的弧度的差值。
作为本申请技术方案的一种可选方案，所述上夹板与下夹板外侧均开设有限位槽，所述限位槽内限位滑动有栓杆，所述上罩体、下罩体上均开设有固定槽，所述栓杆与固定槽滑动连接，所述栓杆上螺纹连接有固定螺杆。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
1.本申请文件通过设置风速监测机构，使得本装置不仅能够通过在弹片上设置的弹性应变片对输电线的振动进行监测，还能够通过风向标、角度传感器、风速传感器对风速与风向进行监测，能够有效地解决原装置只能够对输电线的振动进行监测，无法对输电线的受力方向进行监测，导致监测到的数据失真，影响后续的分析的问题。
2.本申请文件通过在弹片外侧套设有防护罩，并将防护罩与固定套转动连接，使得防护罩能够对弹片进行防护，并在外界存在空气流动时，能够通过叶片推动防护罩转动，使得防护罩能够带动其外侧的积雪转动，利用离心力与重力对积雪进行清除，增加本装置的可靠性。
3.本申请文件通过在上罩体与下罩体上均开设有固定槽，并在限位槽内设有栓杆将上罩体与下罩体固定在上夹板与下夹板上，避免在将本装置安装到输电线上时上罩体与下罩体相对上夹板与下夹板发生转动对本装置的安装造成影响。
附图说明
图1为申请文件一较佳实施例中公开的敏感元件、传感器及振动监测装置的整体结构示意图；
图2为申请文件一较佳实施例中公开的敏感元件、传感器及振动监测装置的整体结构拆分示意图；
图3为申请文件一较佳实施例中公开的敏感元件、传感器及振动监测装置的风速监测结构示意图；
图4为申请文件一较佳实施例中公开的敏感元件、传感器及振动监测装置的保护结构示意图；
图5为申请文件一较佳实施例中公开的敏感元件、传感器及振动监测装置的定位结构示意图；
图6为申请文件一较佳实施例中公开的敏感元件、传感器及振动监测装置的振动监测结构示意图；
图中标号说明：1、固定套；2、弹片；3、连接件；4、处理箱；5、控制机构；6、风速监测机构；7、角度传感器；8、转轴；9、风向标；10、风速传感器；11、转动球座；12、滚珠；13、防护罩；14、叶片；15、上夹板；16、下夹板；17、弹性垫；18、上罩体；19、下罩体；20、弧形部B；21、限位槽；22、栓杆；23、固定槽；24、固定螺杆；25、弧形部A；26、连接缝。
具体实施方式
请参阅1-6图,本发明提供一种技术方案：
一种敏感元件、传感器及振动监测装置，包括固定套1，还包括多个弹片2，弹片2端部与固定套1安装固定；多个连接件3，多个连接件3与弹片2另一端安装固定，多个连接件3之间安装连接；处理箱4，处理箱4与固定套1安装固定；控制机构5，控制机构5与处理箱4安装固定；风速监测机构6，风速监测机构6与处理箱4安装固定，风速监测机构6与控制机构5电性连接。通过此种技术手段，能够有效的增加装置的实用性。
具体的，风速监测机构6包括角度传感器7，角度传感器7与处理箱4安装固定，角度传感器7与控制机构5电性连接；转轴8，转轴8与角度传感器7安装固定，转轴8与处理箱4转动连接；风向标9，风向标9与转轴8连接固定，多个所述连接件3中的不同滚珠12连接到不同的陀螺仪中，根据不同连接件3上的多个陀螺仪生成其中一个目标维度上的第二角度，所述第二角度与所述角度传感器7进行对比，如果误差小于阈值，则所述角度传感器7测量值有效。该设计使得线缆的受力角度和风向测量更加准确，尤其是在风速较大发生角度传感器或者风向标9损坏的情况下，所述内嵌的陀螺仪仍然能够正常工作，且陀螺仪自身能够更加精准的记性角度测量。
进一步的，风速监测机构6还包括：风速传感器10，风速传感器10与处理箱4安装固定，风速传感器10与控制机构5电性连接。通过此种技术手段，使得本装置能够对风速与风向进行捕捉。
再进一步的，连接件3与弹片2的数量均为两个，连接件3之间通过螺栓螺帽安装固定，连接件3呈弧形设置。
更进一步的，连接件3内侧开设有多个转动球座11，转动球座11内设有滚珠12，滚珠12与转动球座11转动连接。通过此种技术手段，能够有效的降低连接件3与输电线之间的磨损。
值得说明的是，固定套1一端安装有防护罩13，防护罩13位于弹片2的外侧。
值得注意的是，防护罩13与固定套1转动连接，防护罩13外侧固定连接有多个叶片14，叶片14能够在外部气流的作用下推动防护罩13转动。通过此种技术手段，能够有效对弹片2的部位进行防护。
除此之外，固定套1包括上夹板15，上夹板15与防护罩13转动连接，上夹板15与弹片2安装固定；下夹板16，下夹板16与防护罩13转动连接，下夹板16与弹片2安装固定，下夹板16与处理箱4连接固定；多个弹性垫17，弹性垫17分别与上夹板15、下夹板16内壁连接固定，上夹板15、下夹板16之间通过螺栓螺帽安装固定。
除此之外，防护罩13包括上罩体18，上罩体18与上夹板15、下夹板16均转动连接；下罩体19，下罩体19与上夹板15、下夹板16均转动连接；上罩体18与上夹板15转动连接处分为弧形部A25、弧形部B20，弧形部A25的弧度不大于180度，弧形部B20的弧度不小于180度，上罩体18、下罩体19与上夹板15转动连接处能够拼接为一个闭合的圆环；上夹板15与下夹板16在拼接处均开设有多个连接缝26，连接缝26的弧度不小于弧形部A25与弧形部B20的弧度的差值。
除此之外，上夹板15与下夹板16外侧均开设有限位槽21，限位槽21内限位滑动有栓杆22，上罩体18、下罩体19上均开设有固定槽23，栓杆22与固定槽23滑动连接，栓杆22上螺纹连接有固定螺杆24。通过此种技术手段，能够方便使用者对本装置进行安装。
本装置在使用时，先将弹性应变片贴在弹片2的表面上，并将弹性应变片与控制机构5电性连接；再将上夹板15与下夹板16放置在输电线外侧，并通过螺栓螺帽对上夹板15与下夹板16进行固定，在上夹板15与下夹板16相互靠近的过程中，上夹板15与下夹板16内部的弹性垫17将对输电线进行挤压，使得上夹板15与下夹板16能够固定在输电线外侧。
再通过螺栓与螺帽将两个连接件3固定在输电线外侧，使得输电线外侧在发生振动时，能够通过连接件3带动弹片2发生形变，在弹片2发生形变时，弹片2上的应变片将对弹片2的应变进行捕捉，并通过控制机构5进行记录。
在上夹板15与下夹板16相互靠近时，上罩体18与下罩体19将越过接缝26，使得上罩体18与下罩体19能够围在夹板15与下夹板16外侧，进而使得上罩体18与下罩体19能够围绕上夹板15与下夹板16结合形成的转轴进行转动。
在上夹板15与下夹板16固定后，通过转动固定螺杆24，使得栓杆22能够在限位槽21内滑动，并将栓杆22从固定槽23内推出，使得上罩体18与下罩体19能够相对上夹板15与下夹板16结合形成的转轴进行转动，并通过转动固定螺杆24将栓杆22固定在限位槽21内。
在外部存在微风时，设置的风向标9能够在空气的推动下驱动转轴8转动，转轴8转动的角度将被角度传感器7捕捉，通过控制机构5内设定的风向标9初始的位置，能够对风向进行计算，通过设置的风速传感器10能够对风速进行监测。
与此同时，设置的防护罩13能够有效的对本装置的弹片2件保护，避免在出现雨雪天气时，雨滴直接对弹片12造成冲击，将雪阻挡在防护罩13外侧，由于防护罩13外侧安装有叶片14，使得叶片14能够在空气的推动下转动，通过离心力与重力的作用将阻挡在防护罩13外侧的积雪进行清除；抑制弹片2位置发生冻结。

Claims (10)

1.一种敏感元件、传感器及振动监测装置，包括固定套(1)，其特征在于：还包括：
多个弹片(2)，所述弹片(2)端部与固定套(1)安装固定；
多个连接件(3)，所述多个连接件(3)与弹片(2)另一端安装固定，多个所述连接件(3)之间安装连接；
处理箱(4)，所述处理箱(4)与固定套(1)安装固定；
控制机构(5)，所述控制机构(5)与处理箱(4)安装固定；
风速监测机构(6)，所述风速监测机构(6)与处理箱(4)安装固定，所述风速监测机构(6)与控制机构(5)电性连接；
所述风速监测机构(6)包括角度传感器(7)，所述角度传感器(7)与处理箱(4)安装固定，所述角度传感器(7)与控制机构(5)电性连接；
转轴(8)，所述转轴(8)与角度传感器(7)安装固定，所述转轴(8)与处理箱(4)转动连接；
风向标(9)，所述风向标(9)与转轴(8)连接固定。
2.根据权利要求1所述的敏感元件、传感器及振动监测装置，其特征在于：所述所述连接件(3)内侧开设有多个转动球座(11)，所述转动球座(11)内设有滚珠(12)，所述滚珠(12)与转动球座(11)转动连接。
3.根据权利要求2所述的敏感元件、传感器及振动监测装置，其特征在于：所述风速监测机构(6)还包括：风速传感器(10)，所述风速传感器(10)与处理箱(4)安装固定，所述风速传感器(10)与控制机构(5)电性连接。
4.根据权利要求1所述的敏感元件、传感器及振动监测装置，其特征在于：所述连接件(3)与弹片(2)的数量均为两个，所述连接件(3)之间通过螺栓螺帽安装固定，所述连接件(3)呈弧形设置。
5.根据权利要求2所述的敏感元件、传感器及振动监测装置，其特征在于：多个所述连接件(3)中的不同滚珠(12)连接到不同的陀螺仪中，根据不同连接件(3)上的多个陀螺仪生成其中一个目标维度上的第二角度，所述第二角度与所述角度传感器(7)进行对比，如果误差小于阈值，则所述角度传感器(7)测量值有效。
6.根据权利要求1所述的敏感元件、传感器及振动监测装置，其特征在于：所述固定套(1)一端安装有防护罩(13)，所述防护罩(13)位于弹片(2)的外侧。
7.根据权利要求6所述的敏感元件、传感器及振动监测装置，其特征在于：所述防护罩(13)与固定套(1)转动连接，所述防护罩(13)外侧固定连接有多个叶片(14)，所述叶片(14)能够在外部气流的作用下推动防护罩(13)转动。
8.根据权利要求7所述的敏感元件、传感器及振动监测装置，其特征在于：所述固定套(1)包括：
上夹板(15)，所述上夹板(15)与防护罩(13)转动连接，所述上夹板(15)与弹片(2)安装固定；
下夹板(16)，所述下夹板(16)与防护罩(13)转动连接，所述下夹板(16)与弹片(2)安装固定，所述下夹板(16)与处理箱(4)连接固定；
多个弹性垫(17)，所述弹性垫(17)分别与上夹板(15)、下夹板(16)内壁连接固定，所述上夹板(15)、下夹板(16)之间通过螺栓螺帽安装固定。
9.根据权利要求7所述的敏感元件、传感器及振动监测装置，其特征在于：所述防护罩(13)包括：
上罩体(18)，所述上罩体(18)与上夹板(15)、下夹板(16)均转动连接；
下罩体(19)，所述下罩体(19)与上夹板(15)、下夹板(16)均转动连接；
所述上罩体(18)与上夹板(15)转动连接处分为弧形部A(25)、弧形部B(20)，所述弧形部A(25)的弧度不大于180度，所述弧形部B(20)的弧度不小于180度，所述上罩体(18)、下罩体(19)与上夹板(15)转动连接处能够拼接为一个闭合的圆环；所述上夹板(15)与下夹板(16)在拼接处均开设有多个连接缝(26)，所述连接缝(26)的弧度不小于弧形部A(25)与弧形部B(20)的弧度的差值。
10.根据权利要求9所述的敏感元件、传感器及振动监测装置，其特征在于：所述上夹板(15)与下夹板(16)外侧均开设有限位槽(21)，所述限位槽(21)内限位滑动有栓杆(22)，所述上罩体(18)、下罩体(19)上均开设有固定槽(23)，所述栓杆(22)与固定槽(23)滑动连接，所述栓杆(22)上螺纹连接有固定螺杆(24)。
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