本實用新型涉及輸電線路在線監(jiān)測領域，尤其涉及一種雙通道光傳感絕緣子鹽密監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

輸電線路絕緣水平對線路安全運行具有重大影響，絕緣子表面污穢物是影響其絕緣性能劣化主要因素，其所導致的輸電線路污閃事故已成為電力系統(tǒng)的主要事故之一。因此輸變電設備污穢度在線監(jiān)測，對于避免電網(wǎng)系統(tǒng)污閃發(fā)生、保證高壓輸電系統(tǒng)的安全性，具有非常重要的意義和作用。光傳感輸變電鹽密在線監(jiān)測法相對于傳統(tǒng)方法具有天然的優(yōu)勢：光傳感方法抗電磁干擾能力強、能在惡劣復雜的極端自然環(huán)境中工作，可與現(xiàn)場污穢度測量及濕度溫度等測量有機結(jié)合起來、彌補傳統(tǒng)等值鹽密方法的不足，無需停電能全天候?qū)崟r在線對電氣設備周圍環(huán)境的污穢狀況進行檢測，從而指導輸變電設備的清掃，有廣泛的應用前景。

但是，現(xiàn)有的光傳感輸變電鹽密在線監(jiān)測技術(shù)會因外界因素復雜變化從而使得光源等光元件的工作性能產(chǎn)生波動，進而對測量結(jié)果造成一定的誤差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型的目的在于提供一種雙通道光傳感絕緣子鹽密監(jiān)測系統(tǒng)，其能解決由于復雜的外部環(huán)境或內(nèi)部工作條件所帶來的光源的光強起伏和探測器的轉(zhuǎn)化效率變化等問題。

本實用新型的目的采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種雙通道光傳感絕緣子鹽密監(jiān)測系統(tǒng)，包括光源模塊、分光器模塊、傳感玻璃棒模塊、第一光電感應模塊、第二光電感應模塊、主控模塊以及供電模塊；所述光源模塊、分光器模塊、傳感玻璃棒模塊、第一光電感應模塊、第二光電感應模塊、主控模塊均由供電模塊供電；

分光器模塊，用于接收光源模塊發(fā)出的光信號并根據(jù)預設比值將其分為第一路光信號以及第二路光信號；

第一光電感應模塊，用于接收通過傳感玻璃棒模塊后的第一路光信號，并將其轉(zhuǎn)化為第一路電信號；

第二光電感應模塊，用于接收第二路光信號，并將其轉(zhuǎn)化為第二路電信號；

主控模塊，用于將接收到的第一路電信號和第二路電信號分別轉(zhuǎn)換為第一數(shù)字信號和第二數(shù)字信號，并根據(jù)第一數(shù)字信號和第二數(shù)字信號的差值得到相對光衰減量，以得到相應的等值鹽密。

優(yōu)選的，光源模塊為一半導體激光器。

優(yōu)選的，主控模塊包括中央處理模塊以及接口連接模塊，中央處理模塊包括MCU、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路以及看門狗電路，第一光電感應模塊以及第二光電感應模塊均通過接口連接模塊與數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的輸入端相連，數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的輸出端以及看門狗電路均與MCU相連，MCU還通過接口連接模塊與供電模塊相連。

優(yōu)選的，主控模塊還包括通信模塊、電源管理模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊以及實時時鐘模塊，通信模塊、電源管理模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊以及實時時鐘模塊均與MCU相連。

優(yōu)選的，供電模塊包括充電控制器、用于將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的太陽能板以及用于存儲電能的儲能單元，儲能單元以及太陽能板均與充電控制器相連，充電控制器還通過接口連接模塊與MCU相連。

相比現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型的有益效果在于：

該一種雙通道光傳感絕緣子鹽密監(jiān)測系統(tǒng)能夠有效消除因復雜的外部環(huán)境以及系統(tǒng)內(nèi)部工作狀態(tài)所帶來的影響，如能夠消除光源的光強起伏以及探測器的轉(zhuǎn)化效率變化等，以使得測試過程中的相對光衰減量主要由傳感棒的污垢物來決定，即使得檢測結(jié)果更為準確可靠。

附圖說明

圖1為本實用新型雙通道光傳感絕緣子鹽密監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。

圖2為本實用新型主控模塊的結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

下面，結(jié)合附圖以及具體實施方式，對本實用新型做進一步描述：

如圖1所示，一種雙通道光傳感絕緣子鹽密監(jiān)測系統(tǒng)，其包括光源模塊、分光器模塊、傳感玻璃棒模塊、第一光電感應模塊、第二光電感應模塊、主控模塊以及供電模塊；所述光源模塊、分光器模塊、傳感玻璃棒模塊、第一光電感應模塊、第二光電感應模塊、主控模塊均由供電模塊供電。其中，光源模塊可以但不限于采用可見光或紅外光波段。一般情況下，光源模塊可選擇采用半導體激光器發(fā)射光源。

分光器模塊，用于接收光源模塊發(fā)出的光信號并根據(jù)預設比值將其分為第一路光信號以及第二路光信號。分光器模塊可以將光源模塊發(fā)出的光信號分為兩路光信號，上述兩路光信號的信號強度之和等于光源模塊發(fā)出的光信號的信號強度，而且上述兩路光信號的信號強度之比可以根據(jù)具體情況進行調(diào)節(jié)選取。本實用新型中，無論上述兩路光信號的信號強度之比為多少，都可以根據(jù)比值進行換算，從而計算得到通過傳感玻璃棒模塊后的相對光衰減量。

第一光電感應模塊，用于接收通過傳感玻璃棒模塊后的第一路光信號，并將其轉(zhuǎn)化為第一路電信號。傳感玻璃棒模塊可以采用高純度石英玻璃棒。

第二光電感應模塊，用于接收第二路光信號，并將其轉(zhuǎn)化為第二路電信號。其中，第一光電感應模塊與第二光電感應模塊的電路結(jié)構(gòu)完全相同，一般兩者均可以采用光電二極管放大電路，以分別對第一路光信號以及第二路光信號進行轉(zhuǎn)化放大，以供主控模塊識別處理。

主控模塊，用于將接收到的第一路電信號和第二路電信號分別轉(zhuǎn)換為第一數(shù)字信號和第二數(shù)字信號，并根據(jù)第一數(shù)字信號和第二數(shù)字信號的差值得到相對光衰減量，以得到相應的等值鹽密。通過對第一路光信號和第二路光信號作雙通道比較運算，用于補償雙通道光傳感絕緣子鹽密監(jiān)測系統(tǒng)中各個器件本身的工作溫度偏移和外界環(huán)境引起的光強度不穩(wěn)定性和探測靈敏度變化等效應，從而降低外界變量對等值鹽密測試結(jié)果的影響。

一般情況下，光信號通過光電感應模塊和傳感玻璃棒模塊后得到的電信號強度I_N，均可以通過公式：I_N＝STI_O計算得到，其中，S為光電感應模塊的光電轉(zhuǎn)換效率，I_O為光源光強，T為表面覆蓋鹽含量信息的傳感玻璃棒模塊的透過率。

當分光器模塊的分光比為K:K’時，忽略內(nèi)部損耗，有K+K’＝1。第一光電感應模塊和第二光電感應模塊的光電轉(zhuǎn)換效率分別為S₁和S₂，則第一路電信號的電信號強度為I₁＝S₁TKI₀，第二路電信號的電信號強度為I₂＝S₂K'I₀，采用雙通道相對測量比較方法，計算雙通道測量信號強度的相對比值R＝I₁/I₂，可得：

在雙通道測量信號強度的相對比值里：

a.不再包含光源光強I_O，因此光源的輸出光強的起伏對該比值沒有任何影響，從而有效地消除了光源的不穩(wěn)定性帶來的誤差，提高系統(tǒng)的準確度。

b.如果采用對于溫濕度壓力等外部環(huán)境因素不敏感的分光器模塊，則分光比K/K’由器件本身所決定的常數(shù)，不受到外部影響或與外部無關(guān)。

c.選擇完全相同的電路結(jié)構(gòu)和元器件、組成性能十分一致的第一光電感應模塊和第二光電感應模塊，兩者的光電轉(zhuǎn)換效率S隨外部變化的規(guī)律非常接近，它們的相對變化(比值S₁/S₂)就能夠幾乎與外部變化無關(guān)，能大大消除和補償外部的變化。

因此，綜合上面的分析可以得到結(jié)論：通過采用雙通道相對測量技術(shù)，可以很大程度地消除和補償由外部環(huán)境因素引起的信號干擾和影響，從而獲得高的系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性。

如圖2所示，作為優(yōu)選的，主控模塊包括中央處理模塊以及接口連接模塊，中央處理模塊包括MCU、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路以及看門狗電路。第一光電感應模塊以及第二光電感應模塊均通過接口連接模塊與數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的輸入端相連，數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的輸出端以及看門狗電路均與MCU相連，MCU還通過接口連接模塊與供電模塊相連。其中看門狗電路具有自動復位功能。MCU能夠根據(jù)第一數(shù)字信號和第二數(shù)字信號的差值得到相對光衰減量，以得到相應的等值鹽密。

另外，作為進一步優(yōu)選的，主控模塊還包括通信模塊、電源管理模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊以及實時時鐘模塊，通信模塊、電源管理模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊以及實時時鐘模塊均與MCU相連。數(shù)據(jù)存儲模塊用于對相關(guān)數(shù)據(jù)進行存儲，實時時鐘模塊能夠提供準確的實時時間。

通信模塊可以是無線通信模塊、有線電通信模塊和光網(wǎng)傳輸模塊中的一種或多種，以方便雙通道光傳感絕緣子鹽密監(jiān)測系統(tǒng)對高壓輸電線絕緣子鹽密情況進行有效的遠程監(jiān)測。當然，MCU還可以連接有一報警模塊，以便于當監(jiān)測到的等值鹽密超出一定范圍時進行報警處理。

作為優(yōu)選的，供電模塊可以包括充電控制器、用于將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的太陽能板以及用于存儲電能的儲能單元，儲能單元以及太陽能板均與充電控制器相連，充電控制器還通過接口連接模塊與MCU相連。當然，供電模塊還可以是其他的能夠受MCU控制的能為本實用新型雙通道光傳感絕緣子鹽密監(jiān)測系統(tǒng)中各個部件供電的模塊。

本實用新型采用了雙通道比較技術(shù)，外部環(huán)境或內(nèi)部工作條件所帶來的光強起伏和探測器轉(zhuǎn)化效率變化等影響，可以得到有效消除，使得相對光衰減量主要由傳感玻璃棒模塊上的污垢物來決定，從而可實現(xiàn)可靠的光傳感高壓輸電線路中絕緣子的等值鹽密的在線實時檢測。

對本領域的技術(shù)人員來說，可根據(jù)以上描述的技術(shù)方案以及構(gòu)思，做出其它各種相應的改變以及形變，而所有的這些改變以及形變都應該屬于本實用新型權(quán)利要求的保護范圍之內(nèi)。