專利名稱：電力變壓器過熱故障檢測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電カ變壓器過熱故障檢測設(shè)備。
背景技術(shù)：
變電站電カ變壓器是電カ系統(tǒng)運(yùn)行的重要設(shè)備，因長時(shí)間運(yùn)行和外界因素影響導(dǎo)致的過熱會(huì)引發(fā)故障，容易造成不同程度的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響。傳統(tǒng)的電カ變壓器過熱故障檢測方法是人工巡檢，不僅浪費(fèi)時(shí)間和人力，還不容易及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障隱患以便及時(shí)排除
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種節(jié)省時(shí)間和人力、可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)電力變壓器的過熱故障的電カ變壓器過熱故障檢測儀。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是它包括紅外傳感器、XScale嵌入式處理器、液晶顯示模塊、電源模塊和計(jì)算機(jī)通訊接ロ，紅外傳感器用于采集電カ變壓器發(fā)出的紅外圖像數(shù)據(jù)并向XScale嵌入式處理器傳輸，XScale嵌入式處理器接收紅外傳感器傳輸來的紅外圖像數(shù)據(jù)并對其進(jìn)行處理、發(fā)送到液晶顯示模塊進(jìn)行顯示、與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，液晶顯示模塊用于顯示被測物體的熱圖像，電源模塊為檢測儀提供電源，計(jì)算機(jī)通訊接ロ用于XScale嵌入式處理器與計(jì)算機(jī)之間的通訊。本實(shí)用新型的技術(shù)效果是它可以實(shí)現(xiàn)對電カ變壓器進(jìn)行過熱故障檢測與自動(dòng)報(bào)警。使用它可以有效保障電カ系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，降低電カ設(shè)備維修成本，保證電能質(zhì)量與供電可靠性，對于保障國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長和人們正常用電具有重要的意義。該系統(tǒng)體積小、運(yùn)算速度快、精度高、存儲(chǔ)容量大，運(yùn)行可靠。它通過紅外熱成像對電カ變壓器紅外圖像進(jìn)行采集，不需要人工巡檢，實(shí)現(xiàn)對電カ變壓器進(jìn)行過熱故障自動(dòng)檢測和自動(dòng)報(bào)警。使用它可以節(jié)省大量人力物力，最終實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備從傳統(tǒng)的計(jì)劃檢修向預(yù)知狀態(tài)檢修的轉(zhuǎn)變。

附圖為本實(shí)用新型實(shí)施例結(jié)構(gòu)原理圖。
具體實(shí)施方式
它包括紅外傳感器、XScale嵌入式處理器、液晶顯示模塊、電源模塊和計(jì)算機(jī)通訊接ロ。(I)紅外傳感器紅外傳感器由光學(xué)系統(tǒng)、紅外探測器和信號調(diào)理電路構(gòu)成。光學(xué)系統(tǒng)用于接收被測物體的紅外輻射，根據(jù)視場大小和像質(zhì)的要求而由不同紅外光學(xué)透鏡組成，起著對紅外輻射匯聚、濾波和聚焦等作用。紅外探測器探測被測物體表面的一小部分，輸出ー個(gè)與接收的輻射通量成正比的電信號。紅外探測器在任意瞬間只能探測被測物體表面的一小部分，這ー小部分被稱為“瞬時(shí)視場”，當(dāng)探視到瞬時(shí)視場吋，只要探測器的響應(yīng)時(shí)間足夠快，就會(huì)立即輸出一個(gè)與接收的輻射通量成正比的電信號。瞬時(shí)視場一般只有零點(diǎn)幾到幾個(gè)毫弧度，為了使ー個(gè)具有數(shù)十度乘以數(shù)十度視場的物體成像，則需要對整個(gè)被測物體進(jìn)行光機(jī)掃描，光機(jī)掃描的實(shí)質(zhì)是把物體表面在空間的垂直和水平兩個(gè)方向按一定規(guī)律分成很多個(gè)小的単元，掃描機(jī)構(gòu)使光學(xué)接收系統(tǒng)對物體表面作ニ維掃描，即依次掃過各個(gè)小單元。紅外探測器在此過程中的任一瞬間只接收物體表面一個(gè)小單元的輻射，它是隨著光學(xué)接收系統(tǒng)按時(shí)間先后依次接收ニ維空間中物體各小単元的輻射信息的。在整個(gè)掃描過程中，探測器的輸出是一連串與掃描順序中各瞬時(shí)視場的輻射通量相對應(yīng)的電信號，由信號調(diào)理電路把空間ニ維分布的紅外輻射信息變成為ー維的時(shí)序電信號，此后再經(jīng)放大，與同步信號合成，最終就組合成為整個(gè)物體的表面熱圖像。 (2) XScale嵌入式處理器系統(tǒng)硬件由Xscale嵌入式系統(tǒng)處理模塊采用PXA270處理器為核心，工作頻率達(dá)400MHz。此模塊用于實(shí)時(shí)處理來自探測器的熱圖像信號，此模塊具有很強(qiáng)的運(yùn)算能力，加上 高效率的算法滿足實(shí)時(shí)處理和顯示的需要。它包括32M的SDRAM確保系統(tǒng)和程序高速、穩(wěn)定的運(yùn)行；8M的Norflash用于存放系統(tǒng)kernel、bootloader和文件系統(tǒng)；64M的Nandflash用于存儲(chǔ)大量飛行數(shù)據(jù)文件，便于事后分析處理；RS485串口和Ethernet用于和PC機(jī)進(jìn)行通訊的，485串ロ可以滿足測試現(xiàn)場長距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?；IXD用于顯示功能頁面和分析結(jié)果。它的功能主要有被測目標(biāo)的實(shí)時(shí)觀察、測量、分析，進(jìn)行對熱圖像的采集、存儲(chǔ)、增強(qiáng)、濾波去噪、偽彩色顯示、幾何變換、圖像運(yùn)算、傳送和輸出等。(3)液晶顯示模塊采用IXD液晶顯示，用于顯示被測物體的熱圖像。(4)電源模塊XScale嵌入式處理器使用5V直流電源輸入，電源IC采用AP1507，該芯片的輸入電壓范圍為4V-22V，輸出電壓可調(diào)范圍為I. 23-18V，輸出電流最大為3A，持續(xù)電流推薦在I. 5A以下。經(jīng)過D/C轉(zhuǎn)換器得到的3. 3V直流電壓供主板I/O端ロ使用，而I. 8V電壓采用電源芯片MIC5207BM5來取得。主板上的I. 8V電壓主要用在BUFFER處，可用電阻來選擇BUFFER的電壓為I. 8V或者3. 3V。(5)計(jì)算機(jī)通訊接ロXscale處理器提供了三個(gè)通用異步收發(fā)串行接ロ(UART)。這三個(gè)異步收發(fā)串ロ分別是FFUART (全功能9針串ロ)、BTUART (藍(lán)牙5針串ロ)、STUART (3線標(biāo)準(zhǔn)串ロ)。在本系統(tǒng)中利用了 FFUART (全功能9針串ロ)進(jìn)行RS-232-C的串ロ通信。本實(shí)用新型具有以下功能(I)采集電力變壓器生成的發(fā)出的紅外圖像數(shù)據(jù)。(2)將紅外圖像格式轉(zhuǎn)換為BMP位圖格式并保存，為后續(xù)圖像處理作準(zhǔn)備。(3)選擇灰度拉伸、中值濾波、偽彩色變換等經(jīng)典圖像處理算法，改善了圖像的質(zhì)量，從而使系統(tǒng)準(zhǔn)確測量變壓器的實(shí)際溫度。(4)實(shí)現(xiàn)溫度測量顯示與報(bào)警功能，使工作人員及時(shí)了解設(shè)備運(yùn)行狀況。
權(quán)利要求1.電カ變壓器過熱故障檢測儀，其特征在于它包括紅外傳感器、XScale嵌入式處理器、液晶顯示模塊、電源模塊和計(jì)算機(jī)通訊接ロ，紅外傳感器用于采集電カ變壓器發(fā)出的紅外圖像數(shù)據(jù)并向XScale嵌入式處理器傳輸，XScale嵌入式處理器接收紅外傳感器傳輸來的紅外圖像數(shù)據(jù)并對其進(jìn)行處理、發(fā)送到液晶顯示模塊進(jìn)行顯示、與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，液晶顯示模塊用于顯示被測物體的熱圖像，電源模塊為檢測儀提供電源，計(jì)算機(jī)通訊接ロ用于XScale嵌入式處理器與計(jì)算機(jī)之間的通訊。
2.如權(quán)利要求I所述的電カ變壓器過熱故障檢測儀，其特征在于所述紅外傳感器由光學(xué)系統(tǒng)、紅外探測器和信號調(diào)理電路構(gòu)成；光學(xué)系統(tǒng)用于接收被測物體的紅外輻射，根據(jù)視場大小和像質(zhì)的要求而由不同紅外光學(xué)透鏡組成，起著對紅外輻射匯聚、濾波和聚焦等作用，紅外探測器探測被測物體表面的一小部分，輸出ー個(gè)與接收的輻射通量成正比的電信號，信號調(diào)理電路把空間ニ維分布的紅外輻射信息變成為ー維的時(shí)序電信號，此后再經(jīng)放大，與同步信號合成，最終就組合成為整個(gè)物體的表面熱圖像。
3.如權(quán)利要求I所述的電カ變壓器過熱故障檢測儀，其特征在于所述XScale嵌入式處理器系統(tǒng)硬件由Xscale嵌入式系統(tǒng)處理模塊構(gòu)成，它采用PXA270處理器為核心，工作頻率達(dá)400MHz，此模塊用于實(shí)時(shí)處理來自探測器的熱圖像信號，它包括32M的SDRAM確保系統(tǒng)和程序高速、穩(wěn)定的運(yùn)行；8M的Norflash用于存放系統(tǒng)kernel、bootloader和文件系統(tǒng)；64M的Nandflash用于存儲(chǔ)大量飛行數(shù)據(jù)文件,便于事后分析處理；RS485串口和Ethernet用于和PC機(jī)進(jìn)行通訊的，485串ロ可以滿足測試現(xiàn)場長距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?；IXD用于顯示功能頁面和分析結(jié)果。
4.如權(quán)利要求I所述的電カ變壓器過熱故障檢測儀，其特征在于所述液晶顯示模塊采用IXD液晶顯示,用于顯示功能頁面和分析結(jié)果。
5.如權(quán)利要求I所述的電カ變壓器過熱故障檢測儀，其特征在于所述電源模塊電源IC采用AP1507，該芯片的輸入電壓范圍為4V-22V，輸出電壓可調(diào)范圍為I. 23-18V，輸出電流最大為3A。
6.如權(quán)利要求I所述的電カ變壓器過熱故障檢測儀，其特征在于所述計(jì)算機(jī)通訊接ロ在本系統(tǒng)中利用了全功能9針串ロ進(jìn)行RS-232-C的串ロ通信。
專利摘要電力變壓器過熱故障檢測儀，它包括紅外傳感器、XScale嵌入式處理器、液晶顯示模塊、電源模塊和計(jì)算機(jī)通訊接口。它可以實(shí)現(xiàn)對電力變壓器進(jìn)行過熱故障檢測與自動(dòng)報(bào)警。使用它可以有效保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，降低電力設(shè)備維修成本，保證電能質(zhì)量與供電可靠性，對于保障國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長和人們正常用電具有重要的意義。該系統(tǒng)體積小、運(yùn)算速度快、精度高、存儲(chǔ)容量大，運(yùn)行可靠。
文檔編號G01J5/00GK202453085SQ20112049214
公開日2012年9月26日 申請日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月30日
發(fā)明者楊立, 田麗, 馬秀蓮 申請人:黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)