專利名稱：一種基于fbg與gprs的高壓線張力監控與預警系統裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及高壓線張力監控與預警系統，特別涉及了一種基于FBG與GPRS的高壓線張力監控與預警系統裝置，FBG為光纖布拉格光柵。
背景技術：
電力工業是國民經濟的支柱產業，是服務于千家萬戶的公用事業。其中遠距離高壓電網的鋪架和建設在大容量傳輸電能中起著很大的作用。目前輸電的華中、華東、華北、東北和南方電網，都是以500千伏為主的高壓電網架。現有的長距離輸電線長期以來抗風險能力一直備受關注，現有輸電線的技術標準在一定程度上不受自然等因素的制約，在一定的工作溫度范圍和負荷承重限度之間是可以正常工作的。但是高壓輸電線若發生故障，比如由于雨雪冰凍災害等，冰凍掛在高壓線上時會增加輸電線的荷載，履冰面積越大，電線承重越來越大，輸電線斷裂以及耐張塔倒塌的可能性越來越大?，F階段為了預防這種災害，必須由線路工人進行安全巡查。線路工人的工作是十分辛苦，尤其是在地形復雜的山區，均要每月到位一次進行巡線檢查。一條線路往往幾百公里，全靠人走，還要上塔工作，工作勞動強度很大，經濟成本較高。并且人工查找故障點往往需要較長時間。因此在山區等復雜的地形下，及時發現故障和及時維修是很不容易實現的。及時檢測維修輸電網絡成為一大難題，尤其考慮到高壓電線的力學復雜性?，F有測量辦法精確性低，時效性低，并且維修成本高，不僅耗費人力物力，還不能保證故障的準時準確預警。
發明內容
本發明的目的是為了提高工作效率，特提供了一種基于FBG與GPRS的高壓線張力監控與預警系統裝置。本發明提供了一種基于FBG與GPRS的高壓線張力監控與預警系統裝置，其特征在于:所述的基于FBG與GPRS 的 高壓線張力監控與預警系統裝置，包括傳感器模塊1，單片機2，外圍電路及GPRS模塊3，電源模塊4，電路板5，外殼6 ;其中:傳感器模塊1，單片機2，外圍電路及GPRS模塊3和電源模塊4通過電路連接，集成于一塊電路板5上，GPRS模塊3通過GPRS網絡接入互聯網，與主機上的數據接收和處理程序模塊相連；電路板5安裝于外殼6中,傳感器I的光纖光柵11部分伸出外殼6,粘附于高壓電線纜上；外殼6安裝于高壓電線纜上。傳感器模塊I包括第一光纖布拉格光柵11，波分稱合器12,雪崩光電二極管13,A/D模塊14，第二光纖布拉格光柵15，LED燈16，運算電路17 ；第一光纖布拉格光柵11和第二光纖布拉格光柵15分別受LED燈16照射,波分率禹合器12與雪崩光電二極管13連接，運算電路17分別與雪崩光電二極管13和A/D模塊14連接。第一光纖布拉格光柵11粘貼在高壓線上用來測量力的應變，第二光纖布拉格光柵15固定在一個裝置中，形狀不隨高壓線力的大小變化，僅測量溫度信號。運用LED燈16燈光照射到布拉格光纖光柵，反射光連接到波分稱合器12的輸入端，第一光纖布拉格光柵11的功能是完成應變信號到光波長信號的轉變過程，應變信號具體為力或溫度，波分耦合器12有一個輸入端,兩個輸出端,功能是將光波長信號轉變為光功率信號。其兩個輸出端分別與兩個雪崩光電二極管13的輸入端相連，其功能是將光功率信號轉變為電信號。所述的電源模塊4由導線41和電流調理器42構成；導線41繞制在高壓線上，利用傳輸的電能通過電磁感應現象在導線41中產生出交流電，電流調理器42完成整流、濾波過程將導線中不穩定的交流轉變成穩定的直流，為整個系統提供電源。所述的外殼6為長方體結構或圓柱體結構。所述的單片機2采用的是AT89S51/52單片機。包含中央處理器、程序存儲器(ROM)、數據存儲器(RAM)、定時/計數器、并行接口、串行接口和中斷系統幾大單元及數據總線、地址總線和控制總線的三大總線。單片機2的一組輸入輸出接口與A/D轉換器14的八個輸出端口對于連接，功能是通過單片機編程實現對GPRS系統的控制，包括數據的無線傳輸、接收和顯示，對于整個硬件電路起到控制和樞紐的作用。本發明的優點:本發明所述的基于FBG與GPRS的高壓線張力監控與預警系統裝置，采用FBG傳感器，不受電磁影響，適宜于嚴苛環境下使用，同時遠程感應精度高，具有長期穩定性，安裝容易且費用低廉，適合批量生產。采用波分耦合器解調光信號性價比高，且測量精度可以保證。采用能夠兼容51系列的AT89S51單片機，兼容性能極佳，便于進一步拓展系統功能。采用GPRS網絡，成本得到控制，同時GPRS網絡覆蓋面積極廣，便于監控偏遠地區的高壓線纜，選擇加密算法，使得傳輸信息不易泄露?？梢缘玫酱罅繑祿M建數據庫，從而通過數據挖掘，實現及時預警，而且通過數據分析還能得到張力過大的原因，極大地便利了高壓線纜維護。
下面結合附圖及實施方式對本發明作進一步詳細的說明:圖1為基于FBG與GPRS的高壓線張力監控與預警系統裝置連接示意圖；圖2為外殼示意圖。
具體實施例方式實施例1本實施例提供了一種基于FBG與GPRS的高壓線張力監控與預警系統裝置，其特征在于:所述的基于FBG與GPRS的高壓線張力監控與預警系統裝置，包括傳感器模塊1，單片機2，外圍電路及GPRS模塊3，電源模塊4，電路板5，外殼6 ;其中:傳感器模塊1，單片機2，外圍電路及GPRS模塊3和電源模塊4通過電路連接，集成于一塊電路板5上，GPRS模塊3通過GPRS網絡接入互聯網，與主機上的數據接收和處理程序模塊相連 ；電路板5安裝于外殼6中,傳感器I的光纖光柵11部分伸出外殼6,粘附于高壓電線纜上；外殼6安裝于高壓電線纜上。傳感器模塊I包括第一光纖布拉格光柵11，波分稱合器12,雪崩光電二極管13,A/D模塊14，第二光纖布拉格光柵15，LED燈16，運算電路17 ；
第一光纖布拉格光柵11和第二光纖布拉格光柵15分別受LED燈16照射,波分率禹合器12與雪崩光電二極管13連接，運算電路17分別與雪崩光電二極管13和A/D模塊14連接。第一光纖布拉格光柵11粘貼在高壓線上用來測量力的應變，第二光纖布拉格光柵15固定在一個裝置中，形狀不隨高壓線力的大小變化，僅測量溫度信號。運用LED燈16燈光照射到布拉格光纖光柵，反射光連接到波分稱合器12的輸入端，第一光纖布拉格光柵11的功能是完成應變信號到光波長信號的轉變過程，應變信號具體為力或溫度，波分耦合器12有一個輸入端,兩個輸出端,功能是將光波長信號轉變為光功率信號。其兩個輸出端分別與兩個雪崩光電二極管13的輸入端相連，其功能是將光功率信號轉變為電信號。所述的電源模塊4由導線41和電流調理器42構成；導線41繞制在高壓線上，利用傳輸的電能通過電磁感應現象在導線41中產生出交流電，電流調理器42完成整流、濾波過程將導線中不穩定的交流轉變成穩定的直流，為整個系統提供電源。所述的外殼6為長方體結構。所述的單片機2采用的是AT89S51/52單片機。包含中央處理器、程序存儲器(ROM)、數據存儲器(RAM)、定時/計數器、并行接口、串行接口和中斷系統幾大單元及數據總線、地址總線和控制總線的三大總線。單片機2的一組輸入輸出接口與A/D轉換器14的八個輸出端口對于連接，功能是通過單片機編程實現對GPRS系統的控制，包括數據的無線傳輸、接收和顯示，對于整個硬件電路起到控制和樞紐的作用。
實施例2本實施例與實施例1整體結構類似，區別之處在于所述的外殼6為圓柱體結構。
權利要求
1.一種基于FBG與GPRS的高壓線張力監控與預警系統裝置，其特征在于:所述的基于FBG與GPRS的高壓線張力監控與預警系統裝置，包括傳感器模塊(I )，單片機(2)，外圍電路及GPRS模塊(3)，電源模塊(4)，電路板(5)，外殼(6)； 其中:傳感器模塊(I)，單片機(2 )，外圍電路及GPRS模塊(3 )和電源模塊(4)通過電路連接，集成于一塊電路板(5)上，GPRS模塊(3)通過GPRS網絡接入互聯網，與主機上的數據接收和處理程序模塊相連；電路板(5 )安裝于外殼(6 )中，傳感器(I)的光纖光柵(11)部分伸出外殼(6)，粘附于高壓電線纜上；外殼(6)安裝于高壓電線纜上。
2.按照權利要求1所述的基于FBG與GPRS的高壓線張力監控與預警系統裝置，其特征在于:傳感器模塊(I)包括第一光纖布拉格光柵(11)，波分稱合器(12),雪崩光電二極管(13)，A/D模塊(14)，第二光纖布拉格光柵(15)，LED燈(16)，運算電路(17); 第一光纖布拉格光柵(11)和第二光纖布拉格光柵(15)分別受LED燈(16)照射,波分耦合器(12)與雪崩光電二極管(13)連接，運算電路(17)分別與雪崩光電二極管(13)和A/D模塊(14)連接。
3.按照權利要求1所述的基于FBG與GPRS的高壓線張力監控與預警系統裝置，其特征在于:所述的電源模塊(4)由導線(41)和電流調理器(42)構成；導線(41)繞制在高壓線上，利用傳輸的電能通過電磁感應現象在導線(41)中產生出交流電，電流調理器(42)完成整流、濾波過程將導線中不穩定的交流轉變成穩定的直流，為整個系統提供電源。
4.按照權利要求1所述的基于FBG與GPRS的高壓線張力監控與預警系統裝置，其特征在于:所述的外殼(6)為長方體結構或圓柱體結構。
5.按照權利要求1所述的基于FBG與GPRS的高壓線張力監控與預警系統裝置，其特征在于:所述的單片機(2)采用的是AT89S51/52單片機。包含中央處理器、程序存儲器(ROM)、數據存儲器(RAM)、定時/計數器、并行接口、串行接口和中斷系統幾大單元及數據總線、地址總線和控制總線的三大總線。
全文摘要
一種基于FBG與GPRS的高壓線張力監控與預警系統裝置，包括傳感器模塊，單片機，外圍電路及GPRS模塊，電源模塊，電路板，外殼；其中傳感器模塊，單片機，外圍電路及GPRS模塊和電源模塊通過電路連接，集成于一塊電路板上，GPRS模塊通過GPRS網絡接入互聯網，與主機上的數據接收和處理程序模塊相連；電路板安裝于外殼中，傳感器的光纖光柵部分伸出外殼，粘附于高壓電線纜上；外殼安裝于高壓電線纜上。本發明的優點適宜于嚴苛環境下使用，同時遠程感應精度高，具有長期穩定性，測量精度高，兼容性能極佳，便于進一步拓展系統功能，網絡覆蓋面積極廣，便于監控偏遠地區的高壓線纜。
文檔編號G01L5/04GK103234683SQ20131013806
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月18日 優先權日2013年4月18日
發明者盧東祁, 張玉琢, 劉婧, 李芳漪, 王超, 吳梓川, 張又中 申請人:盧東祁, 張玉琢
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
