基于差分應(yīng)變片式桿塔振動監(jiān)測裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型為一種基于差分應(yīng)變片式桿塔振動監(jiān)測裝置，解決了現(xiàn)有振動監(jiān)測裝置存在靈敏度差、成本高、響應(yīng)慢等問題。該裝置包括在桿塔前后左右面上固定的應(yīng)變片，前后應(yīng)變片、左右應(yīng)變片各組成一個電橋電路，分別用于監(jiān)測前后振動和左右振動，電橋電路又依次連接信號放大電路、AD轉(zhuǎn)換模塊和單片機。本實用新型裝置設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、安裝方便、使用效果好，該裝置可以測量桿塔左右、前后的振動情況，并且響應(yīng)快、測量精度較高，很好的保證了輸電線路的安全運行，適合大范圍安裝使用，值得推廣使用。
【專利說明】基于差分應(yīng)變片式桿塔振動監(jiān)測裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及桿塔振動檢測領(lǐng)域，具體是一種基于差分應(yīng)變片式桿塔振動監(jiān)測 裝直。

【背景技術(shù)】
[0002] 經(jīng)濟的迅速發(fā)展對電力供應(yīng)提出了更高的需求。為滿足用電，電力公司興建大量 架空輸電線路，大容量及遠(yuǎn)距離輸電線路陸續(xù)投入使用。因輸電線路跨越區(qū)域大，地形和氣 候復(fù)雜，給輸電的可靠和安全造成了許多潛在隱患，所以對輸電線路的實時監(jiān)控變的尤為 重要。野外環(huán)境下的高壓輸電桿塔，經(jīng)常受到自然因素如風(fēng)、導(dǎo)線舞動等的干擾，以及人為 因素，如斷木和建筑施工設(shè)備的影響，從而引起桿塔振動。桿塔振動容易引發(fā)各種事故，嚴(yán) 重時甚至?xí)绊戄旊娋€路的安全運行，因此需要對桿塔的振動情況進行監(jiān)測。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中，大都采用加速度傳感器，通過加速度的運算進而得知桿塔的振動情 況，這種方式有個明顯的不足，就是靈敏度太差，并且價格昂貴，不適合大范圍安裝使用；還 有使用微變電容式，通過桿塔振動引起電容改變來監(jiān)測的，存在靈敏度差、響應(yīng)慢的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本實用新型的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，二提供一種基于差分 應(yīng)變片式桿塔振動監(jiān)測裝置。
[0005] 本實用新型是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
[0006] -種基于差分應(yīng)變片式桿塔振動監(jiān)測裝置，包括應(yīng)變片、信號放大電路、AD轉(zhuǎn)換模 塊、單片機和供電模塊，供電模塊為信號放大電路、AD轉(zhuǎn)換模塊和單片機提供電源；
[0007] 在桿塔的前、后、左、右面上各固定有一個應(yīng)變片，分別為：Rl、R2、R3和R4,應(yīng)變 片的標(biāo)記線方向（即應(yīng)變方向）方向均與桿塔的伸長方向平行，應(yīng)變片R1、R2構(gòu)成一組差分 對并用于監(jiān)測桿塔的前后振動，應(yīng)變片R3、R4構(gòu)成另一組差分對并用于監(jiān)測桿塔的左右振 動；
[0008] 應(yīng)變片Rl、R2與兩個固定電阻RP、R2'組成第一電橋電路(如圖2)，其中，R1、 R2的接點與Rl'、R2'的接點之間為第一電橋電路的電源輸入端并與供電模塊連接，R1、 R1'的接點與R2、R2'的接點之間為第一電橋電路的信號輸出端并與信號放大電路的一個 輸入端連接，信號放大電路的輸出端與AD轉(zhuǎn)換模塊的輸入端連接，AD轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與 單片機的輸入端連接；
[0009] 應(yīng)變片R3、R4與兩個固定電阻R3'、Rf組成第二電橋電路(如圖3)，其中，R3、 R4的接點與R3'、R4'的接點之間為第二電橋電路的電源輸入端并與供電模塊連接，R3、 R3'的接點與R4、R4'的接點之間為第二電橋電路的信號輸出端并與信號放大電路的一個 輸入端連接，信號放大電路的輸出端與AD轉(zhuǎn)換模塊的輸入端連接，AD轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與 單片機的輸入端連接。
[0010] 本實用新型裝置的具體工作分析如下： toon]當(dāng)桿塔振動時，桿塔受力柱會產(chǎn)生形變，如分析桿塔前后振動的情況。當(dāng)桿塔向后 振動時，應(yīng)變片R2對應(yīng)的受力柱受到擠壓，應(yīng)變片R2收縮，同時，對面的應(yīng)變片R1相應(yīng)的 受力柱受到拉伸，應(yīng)變片R1伸長，即轉(zhuǎn)換為應(yīng)變片R1電阻與應(yīng)變片R2的電阻的變化。因 為桿塔振動時發(fā)生的形變較小，因此將應(yīng)變片R1與應(yīng)變片R1接入電橋電路，可得出差分輸 出電壓，進而通過信號放大電路可得到放大后的差分輸出電壓U0。桿塔的不斷振動，使差分 輸出電壓U0的極性在不斷改變，可以通過AD轉(zhuǎn)換模塊采集運算得到桿塔的振動頻率，最后 傳遞給單片機。桿塔左右振動的分析也同上。
[0012] 本實用新型裝置設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、安裝方便、使用效果好，該裝置可 以測量桿塔左右、前后的振動情況，并且響應(yīng)快、測量精度較高，很好的保證了輸電線路的 安全運行，適合大范圍安裝使用，值得推廣使用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 圖1為本實用新型裝置中應(yīng)變片安裝示意圖。
[0014] 圖2為本實用新型裝置中第一電橋電路圖。
[0015] 圖3為本實用新型裝置中第二電橋電路圖。
[0016] 圖4為本實用新型裝置各模塊連接示意圖。
[0017] 圖中：1_桿塔。

【具體實施方式】
[0018] 以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的描述：
[0019] 如圖1至圖4所示，一種基于差分應(yīng)變片式桿塔振動監(jiān)測裝置，包括應(yīng)變片、信號 放大電路、AD轉(zhuǎn)換模塊、單片機和供電模塊，供電模塊為信號放大電路、AD轉(zhuǎn)換模塊和單片 機提供電源；
[0020] 桿塔1的橫截面為正方形，在桿塔1的前、后、左、右面上各固定有一個應(yīng)變片，分 別為：R1、R2、R3和R4,具體固定時，應(yīng)變片R1、R2固定于前后面上靠近左側(cè)棱的位置、應(yīng)變 片R3、R4固定于左右面上靠近后側(cè)棱的位置，應(yīng)變片R1、R2用于監(jiān)測桿塔1的前后振動，應(yīng) 變片R3、R4用于監(jiān)測桿塔1的左右振動；
[0021] 應(yīng)變片R1、R2與兩個固定電阻Rl'、R2'組成第一電橋電路，其中，R1、R2的接點 與Rl'、R2'的接點之間為第一電橋電路的電源輸入端并與供電模塊連接，R1、R1'的接 點與R2、R2'的接點之間為第一電橋電路的信號輸出端并與信號放大電路的一個輸入端連 接，信號放大電路的輸出端與AD轉(zhuǎn)換模塊的輸入端連接，AD轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與單片機的 輸入端連接；
[0022] 應(yīng)變片R3、R4與兩個固定電阻R3'、R4'組成第二電橋電路，其中，R3、R4的接點 與R3'、R4'的接點之間為第二電橋電路的電源輸入端并與供電模塊連接，R3、R3<的接 點與R4、R4'的接點之間為第二電橋電路的信號輸出端并與信號放大電路的一個輸入端連 接，信號放大電路的輸出端與AD轉(zhuǎn)換模塊的輸入端連接，AD轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與單片機的 輸入端連接。
【權(quán)利要求】
1. 一種基于差分應(yīng)變片式桿塔振動監(jiān)測裝置，其特征在于：包括應(yīng)變片、信號放大電 路、AD轉(zhuǎn)換模塊、單片機和供電模塊，供電模塊為信號放大電路、AD轉(zhuǎn)換模塊和單片機提供 電源； 在桿塔（1)的前、后、左、右面上各固定有一個應(yīng)變片，分別為：R1、R2、R3和R4,應(yīng)變片 Rl、R2用于監(jiān)測桿塔（1)的前后振動，應(yīng)變片R3、R4用于監(jiān)測桿塔（1)的左右振動； 應(yīng)變片R1、R2與兩個固定電阻Rl'、R2'組成第一電橋電路，其中，R1、R2的接點與 Rl'、R2'的接點之間為第一電橋電路的電源輸入端并與供電模塊連接，R1、R1'的接點與 R2、R2'的接點之間為第一電橋電路的信號輸出端并與信號放大電路的一個輸入端連接， 信號放大電路的輸出端與AD轉(zhuǎn)換模塊的輸入端連接，AD轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與單片機的輸 入端連接； 應(yīng)變片R3、R4與兩個固定電阻R3'、R4'組成第二電橋電路，其中，R3、R4的接點與 R3'、R4'的接點之間為第二電橋電路的電源輸入端并與供電模塊連接，R3、R3'的接點與 R4、R4'的接點之間為第二電橋電路的信號輸出端并與信號放大電路的一個輸入端連接， 信號放大電路的輸出端與AD轉(zhuǎn)換模塊的輸入端連接，AD轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與單片機的輸 入端連接。
【文檔編號】G01H11/06GK203837808SQ201420265216
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年5月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月23日
【發(fā)明者】馬維青, 李利琴, 賈志義, 黃耀雄 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)山西省電力公司陽泉供電公司