CN207557513U - 一种输电线路微气象监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种输电线路微气象监测装置，包括机箱、太阳能供电模块，设于机箱内的电路板、安装在电路板上的处理器、无线通讯模块以及连接接口，分别与各连接接口连接的且设于机箱外的温度、湿度、气压、风速、风向、雨量、光辐射以及PM2.5传感器，所述各传感器采用壁挂结构固定在输电塔上，所述气压传感器、风速传感器、风向传感器、雨量传感器、光辐射传感器以及PM2.5传感器均采用超声波传感器，所述风速传感器、风向传感器、雨量传感器、光辐射传感器以及PM2.5传感器的连接接口经过一个8位移位寄存器将多路信号合并为一路信号传递给所述处理器。本实用新型功能丰富，且寿命长久，测量结果更加精确。
Description
技术领域
本实用新型涉及输电线路的监测装置，尤其涉及在微气象方面实现各种监测的装置。
背景技术
随着经济的发展，输电线路的应用环境也越来越多变、复杂，气候条件相差很大，对于输电线路影响较大，并且在一些特殊的地理环境下，往往能影响输电线路的正常运行，甚至是损坏输电线路造成巨大的经济损失。为了保证输电线路的正常运行，输电线路微气象监测系统应运而生，传统的微气象监测装置采用的是机械式传感器，传感器功能单一，传感器种类多安装繁琐，精度低，使用寿命短。例如，风速风向传感器其精度及寿命基本取决于轴承。在风沙扬尘严重场合、以及腐蚀性严重的沿海场合轴承会过早由于异物及腐蚀引起卡转，其使用寿命不会超过1年半，在环境相对良好的场合随时使用一定时间后轴承的阻尼也会发生变化，其测量的数据的误差会随着时间的推移越来越大。而且传统的微气象在线监测系统并没有涉及到PM2.5监测，在我国北方很多地方有雾霾天气，在这种环境下架空线路上的绝缘子表面沾附污秽物质后，有些污秽物附着性较强，吸附绝缘子表面形成一层薄膜，不易被雨水冲掉。这些污秽物质在干燥时，电阻很大，导电不好。对线路安全运行没有很大危险，但在雾、毛毛雨、雪那样的潮湿天气里，绝缘子表面污物吸收水分而呈离子状态，此时电阻大为减小，泄漏电流也急剧增加。当泄漏电流增加时，绝缘子表面某些污层较薄的地方或潮湿程度较轻的地方，尤其是像直径最小的绝缘子钢脚附近电流密度大的地方，局部污秽表面首先发热而烘干，形成高电阻的干燥带。此干燥带的电压降迅速增高，如果空气的耐压强度低于加在干燥带上的电压，则在干燥带上首先发生局部放电。此时电压全部加在绝缘子干燥带的其余部分，当电压大于此部分空气的耐压强度时，使整个绝缘子发生闪络。当一个绝缘子发生闪络时，绝缘子串上的电压便加在其余绝缘子的干燥带上，迫使所有绝缘子快速串联放电而形成污闪。
发明内容
本实用新型为了解决上述现有技术存在的技术问题，提供一种输电线路微气象监测装置，包括机箱、为机箱提供电源的太阳能供电模块，设于机箱内的电路板、安装在电路板上的处理器、无线通讯模块以及连接接口，分别与各连接接口连接的且设于机箱外的温度传感器、湿度传感器、气压传感器、风速传感器、风向传感器、雨量传感器、光辐射传感器以及PM2.5传感器，所述各传感器采用壁挂结构固定在输电塔上，所述气压传感器、风速传感器、风向传感器、雨量传感器、光辐射传感器以及PM2.5传感器均采用超声波传感器，所述风速传感器、风向传感器、雨量传感器、光辐射传感器以及PM2.5传感器的连接接口经过一个8位移位寄存器将多路信号合并为一路信号传递给所述处理器。
优选的，所述处理器采用型号为ATmega128-64AI的单片机。
在本技术方案中，所述电路板上设有一端接地、另一端分别与风速传感器、风向传感器J11、雨量传感器J6、光辐射传感器以及PM2.5传感器的连接接口连接的若干个防静电管。所述雨量传感器以及风速传感器检测的信号经6路施密特触发反相器进行信号整形后输出给所述处理器。所述温度传感器、湿度传感器、气压传感器、风速传感器、风向传感器、雨量传感器、光辐射传感器安装在一个壳体内。
本实用新型在传统的输电线路微气象在线监测装置并没有PM2.5监测功能，使得输电线路的环境参数可以更加全面地获取，同时，本实用新型采用的是超声波传感器，并通过电路对各个传感器的信号进行了优化处理，功能更加丰富多样，测量也更加精准，且安装起来非常方便。
附图说明
图1是本实用新型一实施例的电路框图。
图2是本实用新型风速、风向、雨量、光辐射及PM2.5接口电路图。
图3是本实用新型温、湿度接口与时钟电路图。
图4是本实用新型气压接口电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进一步进行说明。
如图1所示，本实用新型的一实施例提出的输电线路微气象监测装置，具有机箱（图中未示出），其内安装着各种电子电器，机箱连接着外接的太阳能供电模块，为机箱提供电源。
机箱内设有电路板，电路板上安装着处理器、无线通讯模块以及各种传感器的连接接口，处理器采用型号为ATmega128-64AI的单片机。传感器包括温度传感器、湿度传感器、气压传感器、风速传感器、风向传感器、雨量传感器、光辐射传感器以及PM2.5传感器，，可同时监测温度（温度测量范围在-40-123.8℃，精度±0.4℃，）、湿度（测量范围在0-100％RH，精度±3％）、风速（测量范围在0-70m/s，分辨率在0.1m/s）、风向（测量范围在0-360°，精确度在±3°）、气压（测量范围在10-110mbar）、辐射（光谱范围在0.27-3.2um,灵敏度在7-14um/W*㎡）、雨量（测量强度在8mm/min,误差在±3％）与PM2.5（测量范围在0-999ug/m³）这个八要素。
其中，气压传感器、风速传感器、风向传感器、雨量传感器、光辐射传感器以及PM2.5传感器均采用超声波传感器，超声波传感器采集的信号经过处理后输出，数据更加真实、可靠。而且温度传感器、湿度传感器、气压传感器、风速传感器、风向传感器、雨量传感器、光辐射传感器安装在一个壳体内，统称为超声波微气象传感器，PM2.5传感器为单独设置。超声波微气象传感器与PM2.5传感器都安装在机箱外，超声波微气象传感器与PM2.5传感器采取壁挂式安装，采用抗干扰航空头从机箱预留接口接出，直接安装在输电塔上，不对输电塔产生任何影响。超声波微气象传感器与PM2.5传感器的壳体均采用不锈钢，经过特殊防腐蚀表面处理，使用寿命长，一般不低于5年。PM2.5传感器采用激光散射测量方法，用激光做光源，在入射方向外，借助散射光强度、频移及角度依赖来得到粒子的重量、尺寸、分布及聚集态结构等信息，可以得到单位体积内等效粒径的颗粒物浓度。
如图2所示，风速传感器、风向传感器通过接口J11连接，接口J1为10PIN接口。雨量传感器通过接口J6连接，其中接口J6的1脚为GND引脚，2脚为雨量信号线，信号送入处理器，外接雨量传感器，可直接读取雨量传感器信号。倾角传感器通过接口J4连接，接口J4的1脚为12V供电，2、3脚为485信号正负极，4脚为接地GND，呈485连接方式接入倾角传感器。PM2.5传感器通过接口J5连接，接口J5与接口J4一样也是呈485连接方式接入PM2.5传感器。光辐射传感器通过接口J8连接，1脚为12V供电，2脚为信号线，3脚为接地GND。各路信号分别经过一个上拉电阻和一个电容滤波，上拉电阻增加信号的强度，电容滤波可使信号更加干净。雨量传感器以及风速传感器检测的信号经6路施密特触发反相器U13进行信号整形后输出给处理器。风速传感器、风向传感器、雨量传感器、光辐射传感器以及PM2.5传感器的连接接口经过一个8位移位寄存器U12将多路信号合并为一路信号传递给处理器。
如图3所示，接口J15为温度传感器、湿度传感器的连接接口。其中电阻R50、R51与电阻R52、R53分别为温、湿度传感器信号接口，通过跳线选择焊接电阻来选择接口。时钟芯片U16给电路传感器提供一个时间基准，在电路板断电后3.6V锂电池BT1可给电路持续提供时间基准。
如图4所示，32K的有源晶振U17的1脚悬空，2脚为GND，3脚为晶振时钟输出信号，4脚为3.3V电源给晶振供能。气压传感器的连接接口U18的6脚为3.3V供能，1脚为GND，7、8、9、10、11、12脚都悬空，5脚为有源晶振32K信号输入，2、3、4脚为压力传感器信号输入直接送入处理器。
以上的具体实施例仅用以举例说明本实用新型的构思，本领域的普通技术人员在本实用新型的构思下可以做出多种变形和变化，这些变形和变化均包括在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种输电线路微气象监测装置，包括机箱、为机箱提供电源的太阳能供电模块，设于机箱内的电路板、安装在电路板上的处理器、无线通讯模块以及连接接口，分别与各连接接口连接的且设于机箱外的温度传感器、湿度传感器、气压传感器、风速传感器、风向传感器、雨量传感器、光辐射传感器以及PM2.5传感器，其特征在于，所述各传感器采用壁挂结构固定在输电塔上，所述气压传感器、风速传感器、风向传感器、雨量传感器、光辐射传感器以及PM2.5传感器均采用超声波传感器，所述风速传感器、风向传感器、雨量传感器、光辐射传感器以及PM2.5传感器的连接接口经过一个8位移位寄存器将多路信号合并为一路信号传递给所述处理器;
所述雨量传感器以及风速传感器检测的信号经6路施密特触发反相器进行信号整形后输出给所述处理器。
2.如权利要求1所述的输电线路微气象监测装置，其特征在于，所述处理器采用型号为ATmega128-64AI的单片机。
3.如权利要求1所述的输电线路微气象监测装置，其特征在于，所述电路板上设有一端接地、另一端分别与风速传感器、风向传感器J11、雨量传感器J6、光辐射传感器以及PM2.5传感器的连接接口连接的若干个防静电管。
4.如权利要求1所述的输电线路微气象监测装置，其特征在于，所述温度传感器、湿度传感器、气压传感器、风速传感器、风向传感器、雨量传感器、光辐射传感器安装在一个壳体内。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201721025004.0U CN207557513U (zh) | 2017-08-16 | 2017-08-16 | 一种输电线路微气象监测装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201721025004.0U CN207557513U (zh) | 2017-08-16 | 2017-08-16 | 一种输电线路微气象监测装置 |
Publications (1)
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Family Applications (1)
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| CN201721025004.0U Active CN207557513U (zh) | 2017-08-16 | 2017-08-16 | 一种输电线路微气象监测装置 |
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| CN (1) | CN207557513U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111504866A (zh) * | 2020-05-06 | 2020-08-07 | 中国科学院声学研究所南海研究站 | 一种环境因子综合监测系统及方法 |
-
2017
- 2017-08-16 CN CN201721025004.0U patent/CN207557513U/zh active Active
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