CN204142245U - 电容式杆塔倾斜监测仪 - Google Patents
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Abstract
电容式杆塔倾斜监测仪，属于电工学领域，用于在线测量杆塔的倾斜情况，本实用新型由电容式传感器和测量电路两部分组成，用铝板制成两个直径不同的圆筒一（1）和圆筒二（2），同轴心的连接在一起，圆筒一（1）的外壁通过接线耳9固定在杆塔上，铜板制成的圆筒三（3）由金属软线4吊在圆筒一（1）和圆筒二（2）之间，圆筒一（1）、圆筒二（2）和圆筒三（3）组成电容Cx，集成电路N1～N6和相关元件组成测量电路，N1组成振荡电路，N2组成差分放大器，N3和N4组成整流电路，N5组成滤波电路，N6组成电压放大电路，输出直流电压Vo正比于电容式传感器Cx的变化量△Cx，根据Vo的数值判断杆塔的倾斜程度。
Description
技术领域
本实用新型属于电工学技术领域。
背景技术
杆塔是高压电网中重要的基础设备之一，其运行情况对电网的安全至关重要，在工程实践中，常常出现杆塔倾斜的情况，急需一种监测仪表，对杆塔的倾斜情况进行在线测量，以保证电网的安全运行。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种监测仪表，用于在线测量杆塔的倾斜情况。
本实用新型采用如下的技术方案：本实用新型由电容式传感器和测量电路两部分组成，电容式传感器的结构是，用厚度1mm的铝板制成外径为200mm的圆筒一（1）和外径为160mm的圆筒二（2），把此两个圆筒用螺栓（8）连接在一起，并保证此两个圆筒的轴心在一条线上，在圆筒一（1）的上部有一向内的翻边，翻边上对称的设置四个螺丝孔，用螺栓（8）与圆盘（5）连接，圆盘用厚度为3—5mm的环氧树脂板制成，圆盘的直径为200mm,在圆盘的中心钻Φ20的通孔，圆筒一（1）的外壁通过接线耳（9）固定在杆塔上，用2mm厚的铜板制成外径为180mm的圆筒三（3），圆筒三（3）通过金属软线（4）与金属球（6）连接，使圆筒三（3）吊在圆筒一（1）和圆筒二（2）之间，金属引线（7）与金属球（6）连接，圆筒三（3）与圆筒一（1）和圆筒二（2）之间组成电容Cx,由于重力作用，圆筒三（3）始终保持铅垂方向，圆筒一（1）和圆筒二（2）固定在杆塔上，当杆塔倾斜时，电容式传感器电容Cx的值发生变化，测量电路的组成是，集成电路N1用CC4060，谐振频率为2.048MHz的晶体震荡器CY1与电阻器R1并联，其两端分别接集成电路N1的10和11脚，电容器C1的一端接集成电路N1的11脚，另一端接仪器的地线，电容器C2的一端接集成电路N1的10脚，另一端接仪器的地线，仪器的地线与杆塔的铁架相连，集成电路N1的8和12脚接电源-5V端，集成电路N1的16脚接电源+5V端，电容器C3的两端分别接集成电路N1的8和16脚 ，集成电路N1的15脚接P1点，P1点输出2kHz的方波，集成电路N2—N6选用通用型的运算放大器，集成电路N2的反相输入端接P2点，集成电路N2的同相输入端接P3点，集成电路N2的输出端P4点，可变电容器C4、电容器C5、电阻器R4并联，其两端分别接P2和P4点，电阻器R2的两端接P1和P2点，电阻器R3的两端接P1和P3点，电阻器R5的一端接P3点，另一端接仪器的地线，电容式传感器圆筒一（1）接仪器的地线，电容式传感器金属球（6）通过引线（7）接P3点；运算放大器 N3的同相输入端通过电阻器R7接仪器地线，电位器Rp1的中间抽头与其一个端点相连接成可变电阻，其一端点接运算放大器N3的反相输入端，另一端点接电阻器R6，R6的另一端接P4点，二极管D2的正极接运算放大器N3的反相输入端，D2的负极接运算放大器N3的输出端，二极管D1的正极接运算放大器N3的输出端，D1的负极接P5点，电阻器R8的一端接运算放大器N3的反相输入端，另一端接P5点，电阻器R9的一端接运算放大器N4的同相输入端，另一端接P4点，二极管D4的正极接运算放大器N4的反相输入端，D4的负极接运算放大器N4的输出端，二极管D3的正极接运算放大器N4的输出端，D3的负极接P5点，电阻器R10的一端接运算放大器N4的反相输入端，另一端接P5点，电阻器R11的两端分别接P5和P6点，电阻器R13的两端分别接P6点和仪器的地线，运算放大器N5的同相输入端接仪器的地线，电容器C6的一端接P6点，其另一端接运算放大器N5的反相输入端，电容器C7的一端接P6点，其另一端接P7点，电阻器R12的一端接运算放大器N5的反相输入端，其另一端接P7点，运算放大器N5的输出端接P7点，电阻器R14的一端接P6点，其另一端接运算放大器N6的同相输入端，电阻器R15的一端接仪器的地线，其另一端接运算放大器N6的反相输入端，电位器Rp2的中间抽头与其一个端点相连接成可变电阻，其一端接运算放大器N6的反相输入端，另一端与电阻器R16串联，R16的另一端接P8点，运算放大器N6的输出端接P8点，P8点输出直流电压Vo, Vo正比于电容式传感器电容Cx的变化量△Cx。
在测量电路中，集成电路N1、R1、CY1组成震荡电路，集成电路N2、R2、R3、R4、R5、C4、C5和Cx组成差分放大器，运算放大器N3、运算放大器N4、R7、Rp1、R6、R8、R9、R10和D1—D4组成整流电路，运算放大器N5、R11、R12、R13、C6和C7组成滤波电路，运算放大器N6、R14、R15、R16和Rp2组成电压放大电路。
由于采用了上述方案，可以很方便的在线测量杆塔的倾斜情况，实测表明，本实用新型检测的灵敏度很高，只要杆塔倾斜角度大于等于1度电容式传感器电容Cx就有大于1PF的变化量,Vo就有大于20mV的电压输出。
附图说明：图1是本实用新型的电原理图，图2是电容式传感器的结构图。
具体实施方式：下面结合附图和附图标记，对本实用新型做进一步说明。本实用新型由电容式传感器和测量电路两部分组成，用铝板制成两个直径不同的圆筒一（1）和圆筒二（2），同轴心的连接在一起，圆筒一（1）的外壁通过接线耳9固定在杆塔上，铜板制成的圆筒三（3）由金属软线4吊在圆筒一（1）和圆筒二（2）之间，圆筒一（1）、圆筒二（2）和圆筒三（3）组成电容Cx，集成电路N1～N6和相关元件组成测量电路，集成电路N1组成振荡电路，集成电路N2组成差分放大器，集成电路N3和集成电路N4组成整流电路，集成电路N5组成滤波电路，集成电路N6组成电压放大电路，输出直流电压Vo正比于电容式传感器电容Cx的变化量△Cx,根据Vo的数值判断杆塔的倾斜程度，图1中，取R2=R3=2kΩ，R4=R5=1MΩ，R11=100kΩ，R13=1MΩ，图2中，圆筒一（1）的高度取200mm，圆筒二（2）高度取160mm，圆筒三（3）的高度取180mm，Cx的初始值≈100PF。
Claims (1)
1.电容式杆塔倾斜监测仪，用于在线测量杆塔的倾斜情况，其特征是：本实用新型由电容式传感器和测量电路两部分组成，电容式传感器的结构是，用厚度1mm的铝板制成外径为200mm的圆筒一（1）和外径为160mm的圆筒二（2），把此两个圆筒用螺栓（8）连接在一起，并保证此两个圆筒的轴心在一条线上，在圆筒一（1）的上部有一向内的翻边，翻边上对称的设置四个螺丝孔，用螺栓（8）与圆盘（5）连接，圆盘用厚度为3—5mm的环氧树脂板制成，圆盘的直径为200mm,在圆盘的中心钻Φ20的通孔，圆筒一（1）的外壁通过接线耳（9）固定在杆塔上，用2mm厚的铜板制成外径为180mm的圆筒三（3），圆筒三（3）通过金属软线（4）与金属球（6）连接，使圆筒三（3）吊在圆筒一（1）和圆筒二（2）之间，金属引线（7）与金属球（6）连接，圆筒三（3）与圆筒一（1）和圆筒二（2）之间组成电容Cx,由于重力作用，圆筒三（3）始终保持铅垂方向，圆筒一（1）和圆筒二（2）固定在杆塔上，当杆塔倾斜时，电容式传感器电容Cx的值发生变化，测量电路的组成是，集成电路N1用CC4060，谐振频率为2.048MHz的晶体震荡器CY1与电阻器R1并联，其两端分别接集成电路N1的10和11脚，电容器C1的一端接集成电路N1的11脚，另一端接仪器的地线，电容器C2的一端接集成电路N1的10脚，另一端接仪器的地线，仪器的地线与杆塔的铁架相连，集成电路N1的8和12脚接电源-5V端，集成电路N1的16脚接电源+5V端，电容器C3的两端分别接集成电路N1的8和16脚 ，集成电路N1的15脚接P1点，P1点输出2kHz的方波，集成电路N2—N6选用通用型的运算放大器，集成电路N2的反相输入端接P2点，集成电路N2的同相输入端接P3点，集成电路N2的输出端P4点，可变电容器C4、电容器C5、电阻器R4并联，其两端分别接P2和P4点，电阻器R2的两端接P1和P2点，电阻器R3的两端接P1和P3点，电阻器R5的一端接P3点，另一端接仪器的地线，电容式传感器圆筒一（1）接仪器的地线，电容式传感器金属球（6）通过引线（7）接P3点；运算放大器 N3的同相输入端通过电阻器R7接仪器地线，电位器Rp1的中间抽头与其一个端点相连接成可变电阻，其一端点接运算放大器N3的反相输入端，另一端点接电阻器R6，R6的另一端接P4点，二极管D2的正极接运算放大器N3的反相输入端，D2的负极接运算放大器N3的输出端，二极管D1的正极接运算放大器N3的输出端，D1的负极接P5点，电阻器R8的一端接运算放大器N3的反相输入端，另一端接P5点，电阻器R9的一端接运算放大器N4的同相输入端，另一端接P4点，二极管D4的正极接运算放大器N4的反相输入端，D4的负极接运算放大器N4的输出端，二极管D3的正极接运算放大器N4的输出端，D3的负极接P5点，电阻器R10的一端接运算放大器N4的反相输入端，另一端接P5点，电阻器R11的两端分别接P5和P6点，电阻器R13的两端分别接P6点和仪器的地线，运算放大器N5的同相输入端接仪器的地线，电容器C6的一端接P6点，其另一端接运算放大器N5的反相输入端，电容器C7的一端接P6点，其另一端接P7点，电阻器R12的一端接运算放大器N5的反相输入端，其另一端接P7点，运算放大器N5的输出端接P7点，电阻器R14的一端接P6点，其另一端接运算放大器N6的同相输入端，电阻器R15的一端接仪器的地线，其另一端接运算放大器N6的反相输入端，电位器Rp2的中间抽头与其一个端点相连接成可变电阻，其一端接运算放大器N6的反相输入端，另一端与电阻器R16串联，R16的另一端接P8点，运算放大器N6的输出端接P8点，P8点输出直流电压Vo, Vo正比于电容式传感器电容Cx的变化量△Cx。
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