CN206459647U - 一种应用于输电工程中的测距装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应用于输电工程中的测距装置，具体涉及输电工程测控技术领域。该装置既可以对导线高度进行精确测量，也可以对任意一段导线的长度进行测量。这种应用于输电工程中的测距装置，主要包括机械测量机构和微控制器控制部分组成，机械测量机构包括，可伸缩的测量杆，其上固定定位线状光源和测量点状光源，测量点状光源连接有测量角度传感器；微控制器连接有液晶显示单元、按键控制单元、传感器测量单元、晶振与复位单元、电源电路单元。

Description

一种应用于输电工程中的测距装置

技术领域

本实用新型属于输电工程测控技术领域，具体涉及一种对输电工程导线高度和长度测量装置。

背景技术

我国电力系统已经形成网络且节点数量庞大。然而我国地域辽阔，地形条件复杂，由于线路故障频繁发生，如何及时有效的检测电力系统，使它能够安全、高效的运行十分重要。一旦线路发生故障,对线路的垂直高度和长度的检测尤为重要，迅速测定导线对周边物体的高度，以便工作人员能够准确选择适宜高度的设备进行作业。及时排除危及线路安全运行的隐患。一种快速测量导线高度和长度的装置成为当下亟待解决的一个重要研究课题。

传统的测量导线高度的方法按是否接触导线可分为接触式和非接触式。接触式测量是指用绝缘杆和绝缘绳测量导线高度。接触式测量比较准确 ,但劳动强度大、安全性差,测量较高的导线很困难 ,且受带电导线布置的影响。非接触式测量主要包括目测、几何法测量、激光测量和角位移测量。目测法很方便 ,但因人而异 ,因巡线经验而异 ,只能定性估计 ,误差极大。几何法测量是用几何法推算出导线的高度。该方法劳动强度大 ,测量准确性较 差 ,且受地形地貌的影响。激光测量测距远、快速、精确度高 ,但仪器造价高。 超声测量安全、快速、精确度高 ,但超声波在空气中传播衰减很快 ,可测量的高度比激光测高仪低。并且硬件成本高。

随着科技的迅速发展，人们的安全生产思想和安全管理理念都发生了重大变化。在测距领域人们对精度和易操作性要求越来越高，伴随着芯片运算速度和精度的提高，传感器检测领域也飞速发展。高精度、易操作、不容易受到环境及地形因素影响的输电工程中的测距装置应运而生。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有输电工程导线测量设备的种种不足。设计了应用于输电工程中的测距装置 ，主要用于在静止状态下测量触电线路导线、各种架空管线的与测量仪器的垂直高度和水平距离，以便为工程和维修单位提供参考数据。

本实用新型具体采用如下技术方案：

一种应用于输电工程中的测距装置，主要包括机械测量机构和微控制器控制部分组成，所述机械测量机构包括，可伸缩的测量杆，其上固定定位线状光源和测量点状光源，所述测量点状光源连接有测量角度传感器；所述微控制器连接有液晶显示单元、按键控制单元、传感器测量单元、晶振与复位单元、电源电路单元。

优选地，选择STM32F103C8T6芯片作为主控MCU，采用SWD模式下载调试程序。

优选地，所述液晶显示单元，选用TFT1.8寸液晶显示屏，采用SPI通讯协议，与微控制器进行数据的传输，显示测量的数据。

优选地，所述按键控制单元，采用直插式轻触按键，直接与微控制器进行连接，对测量过程进行控制。

优选地，所述传感器测量单元，采用MPU6050角度传感器，采用RS-232通讯，与微控制器进行数据的传输。

优选地，所述晶振与复位单元，使用CAT811芯片对主控芯片进行复位，使用8MHz无源晶体振荡器作为其主控芯片的晶振。

优选地，所述电源电路单元，采用5V可充电锂电池提供电源，为TFT显示屏、MPU6050角度传感器和激光光源进行供电。同时将5V电压通过电压调节器LM1117-3.3转化成3.3 V的直流电压，为主控制器供电。

本实用新型具有以下有益效果：

（1）本实用新型采用MPU6050三维角度传感器，可对多个方位的角度同时进行测量，克服了传统角度传感器只能测量单方位角度的弊端。

（2）本实用新型具有TFT液晶显示，数据精准易读，采用激光定位，具有测量距离远，精确度高的优点。

（3）本实用新型快速、精确度高且不受地形地貌的影响。

（4）本实用新型微控制器采用选择STM32F103C8T6芯片，速度快，低功耗，芯片集成AD功能，使测量更精确、迅速。

（5）本实用新型具有稳定性好、操作简单、后期维护成本低等特点。

附图说明

图1控制系统结构框图；

图2传感器检测单元电路连接示意图；

图3测量装置机械机构示意图；

1、点状测量光源，2、测量角度传感器，3、线状定位光源，4、测高杆。

图4测量装置测高测距工作原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型的具体实施方式做进一步说明：

实施例一：如图1-3 所示，一种应用于输电工程中的测距装置，主要包括机械测量机构和微控制器控制部分组成，机械测量机构包括，可伸缩的测量杆，其上固定定位线状光源和测量点状光源，测量点状光源连接有测量角度传感器；微控制器连接有液晶显示单元、按键控制单元、传感器测量单元、晶振与复位单元、电源电路单元。

其中，伸缩测量杆为1~2m可精确调节高度的铝合金杆，其杆顶部连接有测量点状激光光源，型号为盛钻点状激光光源。点状光源下部连接有MPU6050角度传感器。杆中间部固定有线状定位光源，型号为盛钻线状激光光源。微控制器选择STM32F103C8T6芯片作为主控MCU，采用SWD模式下载调试程序。液晶显示单元，选用TFT1.8寸液晶显示屏，采用SPI通讯协议，与微控制器进行数据的传输，显示测量的数据。按键控制单元，采用直插式轻触按键，直接与微控制器进行连接，对测量过程进行控制。传感器测量单元，采用MPU6050角度传感器，采用RS-232通讯，与微控制器进行数据的传输。晶振与复位单元，使用CAT811芯片对主控芯片进行复位，使用8MHz无源晶体振荡器作为其主控芯片的晶振。电源电路单元，采用5V可充电锂电池提供电源，为TFT显示屏、MPU6050角度传感器和激光光源进行供电。同时将5V电压通过电压调节器LM1117-3.3转化成3.3 V的直流电压，为主控制器供电。

系统上电时，激光定位、测量光源发光，TFT液晶显示屏显示欢迎使用界面。此时，按下模式选择按键，即可选择测高、测距两种模式。此时，TFT显示屏会切换进入测量界面，在测高模式下，界面随着测量光源的旋转，界面会实时显示其俯仰角度，直至到达预设测量位置，按下确定键，界面将显示测量高度数值，精确度为1厘米。测距模式下，界面随着测量光源的旋转，界面会实时显示其横向角度，直至到达预设测量位置，按下确定键，界面将显示测量距离数值，精确度为1厘米。测量结束，按下复位键，一个测量过程结束，进入待机状态。

当装置处于测量待机模式时，系统在延时3分钟后，会切断电源，停止工作，减少电能的损耗。

实施例二：如图4所示，一种应用于输电工程中的测距装置，其测量原理如图4所示，线段AK为长度为定值的测高杆，直线DCB为待测导线，角度传感器分别测量出角1、2、3、4的角度值，应用初等代数的知识，导线距离地面高度为：CI=（AK÷tan4）×tan3+AK。导线长度为：DB=×（tan1+tan2）。

当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种应用于输电工程中的测距装置，主要包括机械测量机构和微控制器控制部分组成，机械测量机构包括，可伸缩的测量杆，其上固定定位线状光源和测量点状光源，测量点状光源连接有测量角度传感器；微控制器连接有液晶显示单元、按键控制单元、传感器测量单元、晶振与复位单元、电源电路单元。

2.如权利要求1所述的一种应用于输电工程中的测距装置，其特征在于，所述伸缩测量杆为1~2m可精确调节高度的铝合金杆，其杆顶部连接有测量点状激光光源，型号为盛钻点状激光光源，点状光源下部连接有MPU6050角度传感器，杆中间部固定有线状定位光源，型号为盛钻线状激光光源。

3.如权利要求1所述的一种应用于输电工程中的测距装置，其特征在于，所述微控制器，其选择STM32F103C8T6芯片作为主控MCU，采用SWD模式下载调试程序。

4.如权利要求1所述的一种应用于输电工程中的测距装置，其特征在于，所述液晶显示单元，选用TFT1.8寸液晶显示屏，采用SPI通讯协议，与微控制器进行数据的传输，显示测量的数据。

5.如权利要求1所述的一种应用于输电工程中的测距装置，其特征在于，所述按键控制单元，采用直插式轻触按键，直接与微控制器进行连接，对测量过程进行控制。

6.如权利要求1所述的一种应用于输电工程中的测距装置，其特征在于，所述传感器测量单元，采用MPU6050角度传感器，采用RS-232通讯，与微控制器进行数据的传输。

7.如权利要求1所述的一种应用于输电工程中的测距装置，其特征在于，所述晶振与复位单元，使用CAT811芯片对主控芯片进行复位，使用8MHz无源晶体振荡器作为其主控芯片的晶振。

8.如权利要求1所述的一种应用于输电工程中的测距装置，其特征在于，所述电源电路单元，采用5V可充电锂电池提供电源，为TFT显示屏、MPU6050角度传感器和激光光源进行供电，同时将5 V电压通过电压调节器LM1117-3.3转化成3.3 V的直流电压，为主控制器供电。