CN206074826U - 接地网腐蚀探测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及接地网腐蚀状况探测设备技术领域，特别提供了一种接地网腐蚀探测装置，包括控制器、发射组件、接收组件、数据传输组件和上位机处理模块，通过发射组件发射一次场电磁波，经过接地网产生二次场，接收组件接收并处理一次场和二次场数据信息，经过数据传输组件传输给上位机处理模块进行处理分析，能够准确地反映不同频点接地网的腐蚀状况，提前进行修复工作，防止电网运行中断。
Description
技术领域
本实用新型涉及接地网腐蚀状况探测设备技术领域，特别提供了一种接地网腐蚀探测装置。
背景技术
随着电网技术的不断发展，对接地网的安全运行要求也越来越严格，由于地接网设置在底下，而地下环境阴暗潮湿，很容易对接地网造成腐蚀，但是由于位置关系又不能直接观察到接地网的腐蚀情况，因此发明一种接地网腐蚀情况的探测装置尤为必要。
实用新型内容
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种接地网腐蚀探测装置，通过发射一次场信号通过接地网形成二次场信号，接收并分析一次场信号和二次场信号的数据并分析，最终将不同频点的数据信息上传到上位机中分析处理，能够准确地反映不同频点接地网的腐蚀状况，提前进行修复工作，防止电网运行中断。
本实用新型是这样实现的，提供一种接地网腐蚀探测装置，包括：
控制器，具有PWM调制模块、数据处理模块和串行通信模块；
发射组件，包括顺次连接的光耦隔离模块、MOSEET驱动电路、H桥逆变电路和发射线圈，光耦隔离模块与所述PWM调制模块连接，将产生的PWM脉冲序列经过光耦隔离，触发MOSFET驱动电路，控制H桥逆变电路的开通和关断，将直流电压转换为单频或者多频正弦交流电流信号，通过发射线圈产生一次场以激发接地网异常体产生二次场；
接收组件，包括顺次连接的接收线圈、前置放大模块、滤波电路和信号调理模块，接收线圈接收一次场信号和二次场信号，经过前置放大模块匹配放大、滤波电路抗混叠滤波、信号调理模块将模拟信号转换成数字信号后送入所述数据处理模块，对一次场信号、二次场信号进行处理；
数据传输组件，包括顺次连接的USB控制器和U盘存储模块，USB控制器与所述串行通信模块连接，串行通信模块将各探测频点的数据处理结果进行编码发送到USB控制器，转存至U盘存储模块；
上位机处理模块，接收U盘存储模块中的数据，对数据进行格式转换后分析处理。
进一步地，控制器还包括无线数据传输模块，处理好的数据通过无线传输组件传送给所述上位机处理模块，无线传输组件包括顺次连接的无线接收模块和数据存储模块，无线数据传输模块与无线接收模块连接，数据存储模块将数据传送给上位机处理模块。
进一步地，控制器的型号为DSP-TMS320F28335。
进一步地，PWM调制模块发射的直流电流信号频率为50Hz-50kHz。
进一步地，MOSFET驱动电路中采用的芯片为IR2110芯片。
进一步地，前置放大模块采用的芯片为INA163芯片。
进一步地，数据处理模块采用的芯片为24位AD采样芯片CS5361。
进一步地，USB控制器采用的芯片为SL811HST芯片。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于，发射频率可调，采样精度高，工作时间长。
附图说明
下面结合附图及实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：
图1为本实用新型各部分连接示意图；
图2为H桥逆变电路示意图；
图3为采用IR2110芯片的MOSEFT电路示意图；
图4为采用INA163芯片的前置放大模块电路图；
图5为采用24位AD采样芯片CS5361的数据处理模块电路示意图；
图6为采用SL811HST芯片的USB控制模块功能框图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
为了使探测仪发射频率可调，提高采样精度，延长工作时间，本实用新型提供了一种接地网腐蚀探测装置，参考图1，包括控制器、发射组件、接收组件、数据传输组件和上位机处理模块，控制器具有PWM调制模块、数据处理模块和串行通信模块；发射组件包括顺次连接的光耦隔离模块、MOSEET驱动电路、H桥逆变电路和发射线圈，光耦隔离模块与PWM调制模块连接，将产生的PWM脉冲序列经过光耦隔离，触发MOSFET驱动电路，控制H桥逆变电路的开通和关断，将直流电压转换为单频或者多频正弦交流电流信号，通过发射线圈产生一次场以激发接地网异常体产生二次场；接收组件包括顺次连接的接收线圈、前置放大模块、滤波电路和信号调理模块，接收线圈接收一次场信号和二次场信号，经过前置放大模块匹配放大、滤波电路抗混叠滤波、信号调理模块将模拟信号转换成数字信号后送入数据处理模块，对一次场信号、二次场信号进行处理；数据传输组件包括顺次连接的USB控制器和U盘存储模块，USB控制器与所述串行通信模块连接，串行通信模块将各探测频点的数据处理结果进行编码发送到USB控制器，转存至U盘存储模块；上位机处理模块接收U盘存储模块中的数据，对数据进行格式转换后分析处理。
本实用新型采用PWM调制技术，实现单频或者多频电流发射；采用24位AD采样芯片，通过前置放大模块、滤波电路提高二次场信号的信噪比，实现对一次场、二次场信号的准确采集分析。
作为另外一种实施方式，控制器还包括无线数据传输模块，处理好的数据通过无线传输组件传送给所述上位机处理模块，无线传输组件包括顺次连接的无线接收模块和数据存储模块，无线数据传输模块与无线接收模块连接，数据存储模块将数据传送给上位机处理模块。
作为优选，控制器的型号采用DSP-TMS320F28335。
本实用新型采用蓄电池供电，电源为直流电，发射电流为交流电，因此采用H桥逆变电路完成直流转换为交流。由于发射电流信号频率较高(50Hz-50kHz)，因此采用开关频率高的MOSFET功率管作为H桥逆变电路的开关器件，具体电路如图2所示。
DSP-TMS320F28335输出的PWM脉冲序列不能直接驱动MOSFET功率管，因此要采用专用MOSFET驱动电路，为了提高系统可靠性与抗干扰性，一般讲DSP输出的PWM脉冲序列经过光耦隔离模块(本专利采用TLP521构成)，再控制MOSFET功率管驱动电路。本实用新型设计的MOSFET驱动电路采用专用芯片IR2110，其工作频率可以达到1MHz，满足发射电流频率的要求，具体电路如图3所示。
由于二次场信号非常微弱，因此需要对接收信号进行前置放大，因此前置放大模块采用INA163芯片对接收信号进行放大，具体电路参考图4，该芯片具有非常高的增益带宽积，在高的增益下有很大动态响应；使用简单，增益的控制只需要外接一个电阻Rg来决定，INA163芯片具有如下特点：
1.低噪声：1nV Hz，在1kHz时，
2.总谐波失真噪声：G＝100条件下测定为0.002％，在1kHz时，
3.带宽：800KHz，G＝100时，
4.宽带供电：±4.5V～±18V，
5.共模抑制比：大于100dB。进一步地，前置放大模块采用的芯片为INA163芯片。
为了提高接收信号的采样精度，采用24位AD采样芯片CS5361，它具有左右两个输入通道、分辨率高、动态范围大、较宽的逻辑信号输入电平等特点，同时具有优良噪声抑制能力，左右两个通道的输出数据速率最高可以达到192kHz，最终产生以串行模式输出左右两个通道信号共计64位(每通道32位，包括24位有效数据和8位附加数据)的采集数据，具体电路参考图5。
DSP-TMS320F28335完成接收信号的数据采样后，并不能完成探测结果的反演和解释，需要采用功能更强大的计算机和软件完成最终探测结果的反演计算，因此获得相应的数据需要传输给上位机处理模块，本方案中USB控制器完成U盘的文件存储方式中，USB控制器采用SL811HST芯片，该芯片为一款嵌入式USB主机/设备控制器，其功能框图如图6所示。
Claims (8)
1.接地网腐蚀探测装置，其特征在于，包括：
控制器，具有PWM调制模块、数据处理模块和串行通信模块；
发射组件，包括顺次连接的光耦隔离模块、MOSEET驱动电路、H桥逆变电路和发射线圈，光耦隔离模块与所述PWM调制模块连接，将产生的PWM脉冲序列经过光耦隔离，触发MOSFET驱动电路，控制H桥逆变电路的开通和关断，将直流电压转换为单频或者多频正弦交流电流信号，通过发射线圈产生一次场以激发接地网异常体产生二次场；
接收组件，包括顺次连接的接收线圈、前置放大模块、滤波电路和信号调理模块，接收线圈接收一次场信号和二次场信号，经过前置放大模块匹配放大、滤波电路抗混叠滤波、信号调理模块将模拟信号转换成数字信号后送入所述数据处理模块，对一次场信号、二次场信号进行处理；
数据传输组件，包括顺次连接的USB控制器和U盘存储模块，USB控制器与所述串行通信模块连接，串行通信模块将各探测频点的数据处理结果进行编码发送到USB控制器，转存至U盘存储模块；
上位机处理模块，接收U盘存储模块中的数据，对数据进行格式转换后分析处理。
2.按照权利要求1所述的接地网腐蚀探测装置，其特征在于，所述控制器还包括无线数据传输模块，处理好的数据通过无线传输组件传送给所述上位机处理模块，无线传输组件包括顺次连接的无线接收模块和数据存储模块，无线数据传输模块与无线接收模块连接，数据存储模块将数据传送给上位机处理模块。
3.按照权利要求1所述的接地网腐蚀探测装置，其特征在于，所述控制器的型号为DSP-TMS320F28335。
4.按照权利要求1所述的接地网腐蚀探测装置，其特征在于，所述PWM调制模块发射的直流电流信号频率为50Hz-50kHz。
5.按照权利要求1所述的接地网腐蚀探测装置，其特征在于，所述MOSFET驱动电路中采用的芯片为IR2110芯片。
6.按照权利要求1所述的接地网腐蚀探测装置，其特征在于，所述前置放大模块采用的芯片为INA163芯片。
7.按照权利要求1所述的接地网腐蚀探测装置，其特征在于，所述数据处理模块采用的芯片为24位AD采样芯片CS5361。
8.按照权利要求1所述的接地网腐蚀探测装置，其特征在于，所述USB控制器采用的芯片为SL811HST芯片。
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| CN201621010404.XU CN206074826U (zh) | 2016-08-30 | 2016-08-30 | 接地网腐蚀探测装置 |
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| CN (1) | CN206074826U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110243882A (zh) * | 2019-06-27 | 2019-09-17 | 广西电网有限责任公司桂林供电局 | 多通道阻抗算法的接地网腐蚀探测装置 |
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2016
- 2016-08-30 CN CN201621010404.XU patent/CN206074826U/zh not_active Expired - Fee Related
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