專利名稱：一種雙軸輸電線桿塔傾斜傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種傳感器，屬于檢測技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，特別是礦產(chǎn)資源的開采力度的加大，在礦區(qū)內(nèi)形成采空區(qū)的面積也逐步擴大，使得采空區(qū)域內(nèi)地面的輸電線路桿塔極易形成傾斜甚至塌陷，一旦形成事實，勢必造成電力環(huán)網(wǎng)重特大安全事故的發(fā)生，給國家?guī)碇卮髶p失。由于輸電線路桿塔數(shù)量多，桿塔傾斜的因素較多，范圍也比較廣，僅靠輸電巡線人員的日常檢查很難及時準確地發(fā)現(xiàn)桿塔的傾斜。因此，如何迅速確定輸電線路桿塔傾斜、塌陷并提前報警就顯得非常重要。目前國外多采用激光或遠紅外方式對桿塔進行實時監(jiān)測，其優(yōu)點是精度高，缺點是單桿塔設(shè)裝置點多，而又對裝置單設(shè)電力線供電，并且測量精度時常受到氣候條件(雨、霧等) 影響。國內(nèi)多采用人工巡檢或巡測，缺點是巡檢周期長，精度低，特別是偏遠山區(qū)或森林地帶，對于桿塔緩慢傾斜或塌陷不能及時發(fā)現(xiàn)和處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種雙軸輸電線桿塔傾斜傳感器，可以代替人工巡檢，以較少的設(shè)置點實現(xiàn)桿塔傾斜數(shù)據(jù)的自動化采集，滿足桿塔傾斜監(jiān)測的需要。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供1. 一種雙軸輸電線桿塔傾斜傳感器，其特征是， 包含
殼體，所述殼體一端與一安裝底座連接，
所述殼體與所述安裝底座形成的空間中設(shè)有變送電路板、傳感器電路板， 一電纜線的一端穿過所述殼體另一端，連接至所述變送電路板上，所述電纜線的另一端與數(shù)據(jù)采集器連接。所述電纜線通過一壓緊密封結(jié)構(gòu)與所述殼體連接。所述壓緊密封結(jié)構(gòu)包含錐形密封圈、墊圈、壓螺。所述電纜線中包含電源線與通訊線。所述變送電路板上包含微控制器、溫度補償電路、電源電路、通信電路、保護電路、 雙軸傾斜傳感器接口電路。所述傳感器電路板上包含可以同時測量兩個方向的傾角變化量的雙軸傾斜傳感器、電源電路、保護電路、電源接口端子、傳感器信號端子、信號調(diào)理電路。所述安裝底座上設(shè)有可調(diào)節(jié)的安裝孔，安裝時可以進行小范圍的微調(diào)，從而減少
安裝誤差。包含RS485接口。雙軸輸電線桿塔傾斜傳感器對外提供RS485接口、支持標準的 SDI-12協(xié)議，可以方便接入通用的數(shù)據(jù)采集器。所述雙軸傾斜傳感器為MEMS器件。
本發(fā)明所達到的有益效果
本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，抗振動能力強，采集數(shù)據(jù)直接以數(shù)字信號型式輸出，抗電磁干擾能力強，可同時測試兩個正交方向的傾角，接入通用的數(shù)據(jù)采集器后可以實現(xiàn)桿塔傾斜數(shù)據(jù)的自動化采集。本發(fā)明連接到數(shù)據(jù)采集器，可以定時或周期性的進行桿塔傾斜的檢測，并將測得數(shù)據(jù)通過無線方式(如數(shù)傳電臺、北斗衛(wèi)星、GSM、GPRS等)傳送至監(jiān)控計算機進行存貯、處理與輸出。本發(fā)明采用MEMS器件，具有精度高、交叉軸影響小的特點，能夠滿足桿塔傾斜監(jiān)測的需要，并且變送電路板電路進行了溫度補償設(shè)計，消除了溫度對測量精度的影響，能適應(yīng)復雜氣候條件的影響，同時本發(fā)明進行了抗電磁干擾設(shè)計，防雷能力強，在現(xiàn)場工作時， 使用太陽能板對數(shù)據(jù)采集器供電，傳感器平時不供電，當需要進行測量時，數(shù)據(jù)采集器先對傳感器供電，再發(fā)出測量命令進行測量，從而有效降低功耗。雙軸輸電線桿塔傾斜傳感器的應(yīng)用范圍不僅限于桿塔傾斜的測量，還可以用于大壩及工程如壩體、邊坡、道路、橋梁等方面的監(jiān)測。


圖1為本發(fā)明的雙軸輸電線桿塔傾斜傳感器一實施例結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明的雙軸輸電線桿塔傾斜傳感器安裝底座；
圖3為圖1中的變送電路板電路原理圖； 圖4為圖1中的傳感器電路板電路原理圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護范圍。本發(fā)明提供一種雙軸輸電線桿塔傾斜傳感器，對外提供RS485接口，支持標準 SDI-12協(xié)議，可方便接入通用的數(shù)據(jù)采集器?？梢园惭b在輸電線路桿塔或者其他建筑物上， 響應(yīng)數(shù)據(jù)采集器的通訊命令進行測量，可以同時測量兩個敏感方向的傾角變化，測量數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)采集器傳輸至監(jiān)控計算機進行存貯、處理與輸出。雙軸輸電線桿塔傾斜傳感器結(jié)構(gòu)如圖1所示，雙軸輸電線桿塔傾斜傳感器包含殼體5、安裝底座13、變送電路板6、傳感器電路板10等，殼體5安裝在安裝底座13上，殼體5 內(nèi)安裝傳感器電路板10與變送電路板6。殼體5采用不銹鋼材料，并進行防水設(shè)計，密封性好，使本發(fā)明可直接安裝在桿塔上。將電纜1依次穿過壓螺2、墊圈3、錐形密封圈4和殼體5，并焊接到變送器電路板6上。通過錐形密封圈4、墊圈3與壓螺2將電纜1密封壓緊在殼體5上端。電纜1包含電源線與通訊線，選用四芯屏蔽電纜以提高其抗電磁干擾能力。工作時由數(shù)據(jù)采集器提供傳感器所需電源，傳感器根據(jù)SDI-12命令進行測量并將采集得到的雙軸傾角數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)采集器，對變送電路板6上的變送電路進行了溫度補償設(shè)計，可以隨著溫度變化自動校正，同時進行了抗電磁干擾設(shè)計，防雷能力強。將變送電路板6安裝在變送電路板安裝座8上，傳感器電路板10通過螺釘9安裝在傳感器安裝座12內(nèi)，在傳感器安裝座12上旋緊變送電路板安裝座8，殼體5與傳感器安裝座12之間采用0型圈11密封。安裝傳感器電路板10后向傳感器安裝座12內(nèi)注滿703硅橡膠，待干后，變送電路板及電纜接頭處都用聚四氟乙烯薄膜包裹，用透明膠帶粘緊。圖2為雙軸輸電線桿塔傾斜傳感器的安裝底座，底座上標明了傳感器的敏感方向，如圖中所示的Χ、γ方向。通過螺釘7將殼體5固定在安裝底座13上，為減少安裝誤差， 安裝底座13的安裝孔14采用活動式結(jié)構(gòu)，可以進行小范圍的微調(diào)，從而減少安裝誤差。變送電路板電路原理如圖3所示，包含微控制器1. 1、溫度補償電路1. 7、電源電路 1. 2、通信電路1. 5、保護電路1. 3,1. 4、雙軸傾斜傳感器接口電路1. 6。微控制器1. 1選用 STC12LE5A32S2單片機，內(nèi)含28Κ字節(jié)EEPROM存貯空間(用于暫存測量數(shù)據(jù)，并實現(xiàn)掉電保護)。電源電路1. 2采用低壓差線性穩(wěn)壓器件，對輸入電壓進行二次穩(wěn)壓，并使用DC-DC電源變換技術(shù)給電路中其他模塊供電，與電源電路1. 2連接的保護電路1. 3包含防反接保護、過壓保護、過流保護、浪涌保護等單元，可有效保護電路正常工作；通信電路1. 5采用ΜΑΧ3483 芯片，與通信電路1. 5連接的保護電路1. 4提供浪涌保護，防止通信故障。溫度補償電路 1. 7對雙軸傾斜傳感器的輸出信號進行溫度補償，減少了溫度對測量精度的影響，雙軸傾斜傳感器接口電路1. 6負責對傳感器信號進行調(diào)理。測量時，微處理器1. 1通過通信電路 1. 5與數(shù)據(jù)采集器通信，接收到其測量指令后，對傳感器信號進行采集，再對采集數(shù)據(jù)進行換算，接收到數(shù)據(jù)采集器的測量指令后，再接受其取數(shù)據(jù)指令，將換算后的得到的傾角值數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)采集器。傳感器電路板電路包含雙軸傾斜傳感器2. 4、電源電路2. 5、保護電路2. 6、電源接口端子2. 7、傳感器信號端子2. 1、保護電路2. 2與信號調(diào)理電路2. 3。雙軸傾斜傳感器2. 4 選用雙軸伺服加速度MEMS器件，具有精度高、交叉軸影響小的特點，滿足對輸電線路桿塔的傾斜度進行在線監(jiān)測的要求。電源電路2. 5采用低壓差線性穩(wěn)壓器件，對輸入電壓進行二次穩(wěn)壓，將12V電壓變化到雙軸傾斜傳感器所需的3. 3V。保護電路2. 6包含防反接保護、 過壓保護、過流保護、浪涌保護等單元，可有效保護電路正常工作。信號調(diào)理電路2. 3對雙軸傾斜傳感器2. 4的輸出信號進行濾波、放大，經(jīng)保護電路2. 6后接入傳感器信號端子2. 1。雙軸傾斜傳感器2. 4采集的信號經(jīng)信號調(diào)理電路2. 3、保護電路2. 6、傳感器信號端子2. 1，傳輸至變送電路板上的雙軸傾斜傳感器接口電路1. 6，由雙軸傾斜傳感器接口電路1.6傳送至微控制器1.1。在其他實施例中，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以意識到，本發(fā)明的雙軸輸電線桿塔傾斜傳感器的應(yīng)用范圍不僅限于桿塔傾斜的測量，還可以用于大壩及工程如壩體、邊坡、道路、橋梁等方面的監(jiān)測。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種雙軸輸電線桿塔傾斜傳感器，其特征是，包含殼體，所述殼體一端與一安裝底座連接，所述殼體與所述安裝底座形成的空間中設(shè)有變送電路板、傳感器電路板， 一電纜線的一端穿過所述殼體另一端，連接至所述變送電路板上，所述電纜線的另一端與數(shù)據(jù)采集器連接。
2.根據(jù) 權(quán)利要求1所述的一種雙軸輸電線桿塔傾斜傳感器，其特征是，所述電纜線通過一壓緊密封結(jié)構(gòu)與所述殼體連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種雙軸輸電線桿塔傾斜傳感器，其特征是，所述壓緊密封結(jié)構(gòu)包含錐形密封圈、墊圈、壓螺。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙軸輸電線桿塔傾斜傳感器，其特征是，所述電纜線中包含電源線與通訊線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙軸輸電線桿塔傾斜傳感器，其特征是，所述變送電路板上包含微控制器、溫度補償電路、電源電路、通信電路、保護電路、雙軸傾斜傳感器接口電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙軸輸電線桿塔傾斜傳感器，其特征是，所述傳感器電路板上包含可以同時測量兩個方向的傾角變化量的雙軸傾斜傳感器、電源電路、保護電路、 電源接口端子、傳感器信號端子、信號調(diào)理電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙軸輸電線桿塔傾斜傳感器，其特征是，所述安裝底座上設(shè)有可調(diào)節(jié)的安裝孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙軸輸電線桿塔傾斜傳感器，其特征是，包含RS485接□。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種雙軸輸電線桿塔傾斜傳感器，其特征是，所述雙軸傾斜傳感器為MEMS器件。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種雙軸輸電線桿塔傾斜傳感器，包含殼體，殼體一端與一安裝底座連接，殼體與安裝底座形成的空間中設(shè)有變送電路板、傳感器電路板，一電纜線的一端穿過殼體另一端，連接至變送電路板上，電纜線的另一端與數(shù)據(jù)采集器連接。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，抗電磁干擾能力強，在現(xiàn)場工作時，使用太陽能板對數(shù)據(jù)采集器供電，傳感器平時不供電，當需要進行測量時，數(shù)據(jù)采集器先對傳感器供電，再發(fā)出測量命令進行測量，從而有效降低功耗。采用MEMS器件，可同時測試兩個正交方向的傾角，并且變送電路板電路進行了溫度補償設(shè)計，消除了溫度對測量精度的影響，能適應(yīng)復雜氣候條件的影響，可以實現(xiàn)桿塔傾斜數(shù)據(jù)的自動化采集。
文檔編號G01C9/00GK102297682SQ20111013328
公開日2011年12月28日 申請日期2011年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月23日
發(fā)明者劉艷平, 李桂平, 王甜, 羅孝兵, 鄭水華 申請人:南京南瑞集團公司, 國網(wǎng)電力科學研究院