一種基于自適應調(diào)節(jié)輸出技術的沖擊信號發(fā)生裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種基于自適應調(diào)節(jié)輸出技術的沖擊信號發(fā)生裝置，包括信號輸出單元、信號取樣及輸出控制單元、自適應阻抗匹配單元及電源模塊。本實用新型能夠?qū)崿F(xiàn)對電流回路負載情況的有效預估和判斷，并根據(jù)預估結果自動調(diào)節(jié)與負載最優(yōu)匹配的阻抗檔位量程，實現(xiàn)沖擊電流測試信號的自適應調(diào)節(jié)和最優(yōu)化輸出。
【專利說明】 一種基于自適應調(diào)節(jié)輸出技術的沖擊信號發(fā)生裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及輸電線路桿塔接地裝置沖擊接地電阻測量領域，更具體的說，是一種涉及輸電線路桿塔接地裝置沖擊接地電阻測量用的沖擊信號發(fā)生裝置，其基于自適應調(diào)節(jié)輸出技術，可根據(jù)測試回路情況自動調(diào)節(jié)負載阻抗匹配量程檔位，實現(xiàn)沖擊測試信號的最優(yōu)化輸出。
【背景技術】
[0002]輸電線路桿塔接地裝置的沖擊接地電阻測量原理是通過向被測接地裝置注入一個沖擊電流信號，并通過捕獲該沖擊電流作用下被測接地裝置的電壓響應信號來實現(xiàn)。其中，如何可靠、穩(wěn)定地輸出沖擊電流信號是實現(xiàn)沖擊接地電阻測量的關鍵。
[0003]傳統(tǒng)沖擊信號發(fā)生裝置雖能實現(xiàn)沖擊電流信號的輸出，但卻未深入考慮信號發(fā)生裝置輸出阻抗與回路負載的匹配問題，通常只適合固定負載區(qū)域內(nèi)的測試信號輸出。然而，由于接地裝置沖擊接地電阻測量回路負載深受土壤狀況、測試輔材等多方面因素的影響，不同條件下的回路負載情況差異較大。當回路負載處于沖擊信號發(fā)生裝置對應的測試負載范圍內(nèi)，沖擊信號發(fā)生裝置能夠較好地輸出測試信號；而當回路負載超出沖擊信號發(fā)生裝置對應的負載范圍時，由于信號發(fā)生裝置輸出阻抗與回路負載失配，將造成輸出信號的削減、畸變。因此，傳統(tǒng)沖擊信號發(fā)生裝置所采用的固定信號輸出模式無法同時滿足不同回路負載范圍內(nèi)最優(yōu)化信號輸出的要求，從而在一定程度上影響沖擊接地電阻測試結果的有效性，達不到最佳的測量效果，極大地限制了沖擊信號發(fā)生裝置的應用和線路防雷接地檢測工作的開展。
[0004]有鑒于此，本發(fā)明人針對當前電力行業(yè)中涉及輸電線路桿塔接地裝置沖擊接地電阻測量領域使用的沖擊信號發(fā)生裝置的上述不足深入研究，遂有本案產(chǎn)生。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型的目的在于克服電力行業(yè)中現(xiàn)有涉及輸電線路接地裝置沖擊接地電阻測量使用的沖擊信號發(fā)生裝置的不足，提供一種基于自適應調(diào)節(jié)輸出技術的沖擊信號發(fā)生裝置，其能夠?qū)崿F(xiàn)對電流回路負載情況的有效預估和判斷，并根據(jù)預估結果自動調(diào)節(jié)沖擊信號發(fā)生裝置的負載適應量程，以實現(xiàn)沖擊電流測試信號的最優(yōu)化和可靠、穩(wěn)定輸出。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下解決方案:
[0007]—種基于自適應調(diào)節(jié)輸出技術的沖擊信號發(fā)生裝置，其中，包括:
[0008]信號輸出單元，具有倍壓整流模塊、儲能電容組、預設沖擊信號模塊、D/A轉換模塊、運算放大模塊及使能開關模塊；倍壓整流模塊與儲能電容組相連，預設沖擊信號模塊的輸出端連接于D/A轉換模的輸入端，儲能電容組和D/A轉換模塊共同通過運算放大模塊與使能開關模塊的輸入端相連，使能開關模塊的輸出端連接回路負載；
[0009]信號取樣及輸出控制單元，具備依次相連的信號取樣模塊、阻抗處理模塊和MCU模塊，信號取樣模塊的輸入端連接回路負載，MCU模塊的輸出端連接上述使能開關模塊的觸發(fā)端;
[0010]自適應阻抗匹配單元，具備相連的選通量程檔位開關和可調(diào)電阻模塊，上述MCU模塊的輸出端連接選通量程檔位開關的輸入端，可調(diào)電阻模塊的輸出端連接至上述運算放大模塊的輸入端；
[0011]電源模塊，用于存儲電能并為信號輸出單元、信號取樣及輸出控制單元、自適應阻抗匹配單元供給電能。
[0012]進一步地，該自適應阻抗匹配單元的可調(diào)電阻模塊具備多檔量程，通過自適應調(diào)整，實現(xiàn)0-5000 Ω內(nèi)不同回路負載條件下的沖擊信號最佳匹配輸出。
[0013]進一步地，該沖擊信號發(fā)生裝置輸出的沖擊電流信號穩(wěn)定、可靠，最大輸出電流幅值達10A。
[0014]采用上述結構后，本實用新型涉及的一種基于自適應調(diào)節(jié)輸出技術，其信號輸出單元在自適應阻抗匹配單元的初始量程檔位下，受信號取樣及輸出控制單元的控制作用，首先嘗試向回路負載輸出一個測試信號，通過信號取樣模塊捕捉測試回路的沖擊電流及電壓信號，并送入阻抗處理模塊進行分析估算獲得回路負載阻抗值，之后通過MCU模塊將估算結果送到自適應阻抗匹配單元，自適應阻抗匹配單元再根據(jù)估算結果，在MCU模塊的控制作用下，調(diào)整選通量程檔位開關，以切換可調(diào)電阻模塊的量程，并反饋回信號輸出單元，實現(xiàn)信號輸出單元與可調(diào)電阻模塊的關聯(lián)匹配，獲取最優(yōu)的回路負載測量量程檔位，最終實現(xiàn)不同回路負載情況下，沖擊電流測試信號的自適應調(diào)節(jié)和最優(yōu)化輸出。 [0015]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型能夠?qū)Ρ粶y回路負載進行有效預估和判斷，并自動調(diào)節(jié)沖擊信號發(fā)生裝置的負載阻抗匹配量程，可實現(xiàn)沖擊電流測試信號的可靠、穩(wěn)定輸出。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型涉及一種基于自適應調(diào)節(jié)輸出技術的沖擊信號發(fā)生裝置的內(nèi)部原理示意圖；
[0017]圖中:
[0018]信號輸出單元A信號取樣及輸出控制單元B
[0019]自適應阻抗匹配單元C電源模塊D
[0020]回路負載E
[0021]倍壓整流模塊I儲能電容組2
[0022]預設沖擊信號模塊3D/A轉換模塊4
[0023]運算放大模塊5使能開關模塊6
[0024]信號取樣模塊7阻抗處理模塊8
[0025]MCU模塊9選通量程檔位開關10
[0026]可調(diào)電阻模塊11。
【具體實施方式】
[0027]為了進一步解釋本實用新型的技術方案，下面通過具體實施例并結合附圖來對本實用新型進行詳細的闡述。
[0028]如圖1所示，其示出的為本實用新型涉及一種基于自適應調(diào)節(jié)輸出技術的沖擊信號發(fā)生裝置的較佳實施例，該沖擊信號發(fā)生裝置包括信號輸出單元A、信號取樣及輸出控制單元B、自適應阻抗匹配單元C、電源模塊D，其中:
[0029]信號輸出單元A，具有倍壓整流模塊1、儲能電容組2、預設沖擊信號模塊3、D/A轉換模塊4、運算放大模塊5及使能開關模塊6。倍壓整流模塊I與儲能電容組2相連，預設沖擊信號模塊3的輸出端連接于D/A轉換模4的輸入端，儲能電容組2和D/A轉換模4共同通過運算放大模塊5與使能開關模塊6的輸入端相連，使能開關模塊6的輸出端連接回路負載E。所述的倍壓整流模塊I可實現(xiàn)低壓信號至高壓信號的變換處理，并對儲能電容組2進行充電。與此同時，D/A轉換模塊4調(diào)用預設沖擊信號模塊3中的原始沖擊波形數(shù)字信號并轉換為模擬信號送至運算放大模塊5，并按照儲能電容組2所提供的能量對沖擊信號進行一定比例的功率放大，之后通過使能開關模塊6輸出一個沖擊電流信號，該沖擊電流信號穩(wěn)定、可靠，最大輸出電流幅值達10A。具體地，使能開關模塊6受信號取樣及輸出控制單元B中的MCU模塊9的控制，通過發(fā)出一個使能信號，觸發(fā)使能開關模塊6導通，從而嘗試向回路負載E中注入一個測試信號。另外，優(yōu)選地，運算放大模塊5還與自適應阻抗匹配單元C中的可調(diào)電阻模塊11相連，可根據(jù)回路負載阻抗估算結果自適應切換調(diào)整內(nèi)部阻抗檔位，獲取最優(yōu)回路負載測量量程檔位，并反饋回信號輸出單元A，通過信號輸出單元A中的倍壓整流模塊1、儲能電容組2、運算放大模塊5的再次充電和放電，之后在MCU模塊9發(fā)出的使能信號控制作用下，觸發(fā)使能開關模塊6導通，從而實現(xiàn)在不同回路負載情況下，沖擊電流測試信號的自適應調(diào)節(jié)和最優(yōu)化輸出。
[0030]信號取樣及輸出控制單元B，具備依次相連的信號取樣模塊7、阻抗處理模塊8及MCU模塊9，信號取樣模塊7的輸入端連接回路負載E，MCU模塊9的輸出端連接使能開關模塊6的觸發(fā)端；信號取樣模塊7用于捕捉回路負載E上的沖擊電流信號及電壓信號，并將測試信號送入阻抗處理模塊8進行分析估算，獲得回路負載阻抗值，之后通過MCU模塊9送至自適應阻抗匹配模塊C，從而為回路負載E預估判定提供依據(jù)。
[0031]自適應阻抗匹配模塊C，具備相連的選通量程檔位開關10和可調(diào)電阻模塊11，MCU模塊9的輸出端連接選通量程檔位開關10的輸入端，可調(diào)電阻模塊11的輸出端連接至運算放大模塊5的輸入端。所述的選通量程檔位開關10可根據(jù)MCU模塊9送過來的回路負載阻抗估算值自適應調(diào)節(jié)切換可調(diào)電阻模塊11的量程檔位，并通過可調(diào)電阻模塊11反饋回信號輸出單元A中的運算放大模塊5，實現(xiàn)信號輸出單元A與可調(diào)電阻模塊11的關聯(lián)匹配，獲取最優(yōu)回路負載測量量程檔位，最終實現(xiàn)0-5000 Ω內(nèi)不同回路負載情況下，沖擊電流測試信號的自適應調(diào)節(jié)和最優(yōu)化輸出。另外，優(yōu)選地，選通量程檔位開關10在MCU模塊9的控制下進行切換。
[0032]電源模塊D，用于存儲電能并為信號輸出單元A、信號取樣及輸出控制單元B、自適應阻抗匹配單元C供給電能。
[0033]這樣，本實用新型涉及的一種基于自適應調(diào)節(jié)輸出技術的信號發(fā)生裝置，其信號輸出單元A在自適應阻抗匹配單元C的初始量程檔位下，受信號取樣及輸出控制單元B中MCU模塊9的控制作用，首先嘗試向回路負載E輸出一個測試信號，通過信號取樣模塊7捕捉測試回路的沖擊電流及電壓信號，并送入阻抗處理模塊8進行分析估算獲得回路負載阻抗值，之后通過MCU模塊9將估算結果送到自適應阻抗匹配單元C，自適應阻抗匹配單元C再根據(jù)估算結果在MCU模塊9的控制下，調(diào)整選通量程檔位開關10，以調(diào)節(jié)切換可調(diào)電阻模塊11的量程，并通過可調(diào)電阻模塊11反饋回信號輸出單元A中的運算放大模塊5，實現(xiàn)信號輸出單元A與可調(diào)電阻模塊11的關聯(lián)匹配，獲取最優(yōu)回路負載測量量程檔位，最終實現(xiàn)不同回路負載情況下，沖擊電流測試信號的自適應調(diào)節(jié)和最優(yōu)化輸出。
[0034]本實用新型提出了一種基于自適應調(diào)節(jié)輸出技術的沖擊信號發(fā)生裝置，能夠?qū)Ρ粶y回路負載進行有效預估和判斷，并自動調(diào)節(jié)與負載最優(yōu)匹配的阻抗檔位量程，實現(xiàn)沖擊電流測試信號的自適應調(diào)節(jié)和最優(yōu)化輸出。
[0035]本實用新型的優(yōu)勢在于:
[0036]一是具備多檔自動調(diào)節(jié)的回路負載量程，能夠滿足0-5000 Ω內(nèi)的不同回路負載條件下的匹配輸出。
[0037]二是可實現(xiàn)沖擊電流信號的穩(wěn)定、可靠輸出，最大輸出電流幅值可達10A。
[0038]上述實施例和圖式并非限定本實用新型的產(chǎn)品形態(tài)和式樣，任何所屬【技術領域】的普通技術人員對其所做的適當變化或修飾，皆應視為不脫離本實用新型的專利范疇。
【權利要求】
1.一種基于自適應調(diào)節(jié)輸出技術的沖擊信號發(fā)生裝置，其特征在于，包括: 信號輸出單元，具有倍壓整流模塊、儲能電容組、預設沖擊信號模塊、D/A轉換模塊、運算放大模塊及使能開關模塊；倍壓整流模塊與儲能電容組相連，預設沖擊信號模塊的輸出端連接于D/A轉換模塊的輸入端，儲能電容組和D/A轉換模共同通過運算放大模塊與使能開關模塊的輸入端相連，使能開關模塊的輸出端連接回路負載； 信號取樣及輸出控制單元，具備依次相連的信號取樣模塊、阻抗處理模塊和MCU模塊，信號取樣模塊的輸入端連接回路負載，MCU模塊的輸出端連接上述使能開關模塊的觸發(fā)端; 自適應阻抗匹配單元，具備相連的選通量程檔位開關和可調(diào)電阻模塊，上述MCU模塊的輸出端連接選通量程檔位開關的輸入端，可調(diào)電阻模塊的輸出端連接至上述運算放大模塊的輸入端； 電源模塊，用于存儲電能并為信號輸出單元、信號取樣及輸出控制單元、自適應阻抗匹配單元供給電能。
2.如權利要求1所述的一種基于自適應調(diào)節(jié)輸出技術的沖擊信號發(fā)生裝置，其特征在于:該自適應阻抗匹配單元的可調(diào)電阻模塊具備多檔量程，通過自適應調(diào)整，實現(xiàn)0-5000 Ω內(nèi)不同回路負載條件下的沖擊信號最佳匹配輸出。
3.如權利要求1所述的一種基于自適應調(diào)節(jié)輸出技術的沖擊信號發(fā)生裝置，其特征在于:該沖擊信號發(fā)生裝置輸出的沖擊電流信號穩(wěn)定、可靠,最大輸出電流幅值達10A。
【文檔編號】G01R27/20GK203811687SQ201420184431
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年4月16日 優(yōu)先權日:2014年4月16日
【發(fā)明者】徐云水, 李銳, 邱平, 隴輝, 陳耀高, 郭翔, 林陽坡, 包志翔 申請人:云南電網(wǎng)公司昭通供電局, 廈門紅相電力設備股份有限公司