本實用新型涉及變壓器繞組檢測技術領域，具體涉及一種變壓器繞組變形檢測裝置。

背景技術：

隨著當今社會與科技的不斷進步，電網(wǎng)的建設逐漸向智能化方向發(fā)展，越來越多的使用新科技的設備被應用到電氣領域，電網(wǎng)的整個結構出現(xiàn)了比較大的改變。變壓器在整個電力系統(tǒng)中的地位非常重要，變壓器安全可靠地運行對于確保整個電網(wǎng)的正常運行是非常必要的。而對于變壓器來說，繞組是其出現(xiàn)問題的主要部分，因此針對這種情況，研制出準確性比較高的檢測裝置用于對繞組進行檢測是十分必要的，它對整個電網(wǎng)安全可靠地運行具有非常大的意義。但現(xiàn)有的檢測裝置，檢測準確率低，而且對外界干擾的抵抗力比較差，檢測所花的時間比較長，并且重復性不是很好。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種檢測準確、模塊集成度高的變壓器繞組變形檢測裝置。

為了達到上述目的，本實用新型采用的技術方案為：變壓器繞組變形檢測裝置，包括溫度傳感器、濕度傳感器、單片機、中央處理器、信號發(fā)生單元、第一信號采集單元、第二信號采集單元、觸摸顯示屏、數(shù)據(jù)存儲模塊和電源模塊，所述溫度傳感器和濕度傳感器均與單片機連接，所述單片機與中央處理器連接，所述信號發(fā)生單元包括依次電連接的DDS信號發(fā)生器、濾波模塊和功率放大模塊，所述中央處理器的輸出端與DDS信號發(fā)生器的輸入端連接，所述功率放大模塊輸出的檢測信號從被測繞組的一端輸入，所述第一信號采集單元和第二信號采集單元均包括依次電連接的信號調理模塊、直流轉換模塊和AD轉換模塊，所述第一信號采集單元的信號調理模塊的輸入端與功率放大模塊的輸出端連接，所述第一信號采集單元的AD轉換模塊的輸出端與中央處理器的輸入端連接，所述第二信號采集單元的信號調理模塊的輸入端與被測繞組的另一端連接，所述第二信號采集單元的AD轉換模塊的輸出端與中央處理器的輸入端連接，所述觸摸顯示屏和數(shù)據(jù)存儲模塊均與中央處理器連接，所述電源模塊為裝置提供電源。

如上所述的變壓器繞組變形檢測裝置，進一步說明為，所述單片機采用MC9S08AC16芯片及其外圍電路組成的最小系統(tǒng)。

如上所述的變壓器繞組變形檢測裝置，進一步說明為，所述中央處理器采用S3C6410處理器及其外圍電路組成的最小系統(tǒng)。

如上所述的變壓器繞組變形檢測裝置，進一步說明為，所述DDS信號發(fā)生器由DDS發(fā)生芯片及其外圍電路組成。

如上所述的變壓器繞組變形檢測裝置，進一步說明為，所述直流轉換模塊采用AD637芯片及其外圍電路組成。

如上所述的變壓器繞組變形檢測裝置，進一步說明為，所述數(shù)據(jù)存儲模塊采用Micro SD卡。

如上所述的變壓器繞組變形檢測裝置，進一步說明為，所述電源模塊包括電源和電壓轉換模塊，所述電壓轉換模塊用于將電源電壓轉化為若干不同數(shù)值的電壓。

本實用新型的有益效果是：本裝置通過設置中央處理器和單片機組合式的方式，由中央處理器負責被測繞組的信號檢測，由單片機負責被測繞組周圍環(huán)境參數(shù)的采集，極大的減少了中央處理器資源的使用率，能夠提高中央處理器處理信號的能力，同時簡化了中央處理器面板的設計及焊接難度。通過在被測繞組的兩端同時采集信號進行對比，從而使檢測結果更加準確。采用模塊化設計，提高了整個系統(tǒng)的集成度，同時增強了抗外界電磁干擾的能力。設置溫度傳感器和濕度傳感器能夠檢測出被測繞組周圍的溫度和濕度，從而可以消除溫度和濕度對被測繞組自身變形的影響，使檢測結果更加準確。

附圖說明

圖1為本實用新型結構示意圖。

圖2為DDS信號發(fā)生器實施例結構示意圖。

圖3為功率放大模塊實施例結構示意圖。

圖4為直流轉換模塊實施例結構示意圖。

圖5為觸摸顯示屏實施例結構示意圖。

圖6為數(shù)據(jù)存儲模塊實施例結構示意圖。

圖7為電壓轉換模塊實施例結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型實施方式做進一步的闡述。

如圖1所示，本實用新型提供的一種變壓器繞組變形檢測裝置，包括溫度傳感器、濕度傳感器、單片機、中央處理器、信號發(fā)生單元、第一信號采集單元、第二信號采集單元、觸摸顯示屏、數(shù)據(jù)存儲模塊和電源模塊。

所述溫度傳感器和濕度傳感器均與單片機連接，所述溫度傳感器用于采集被測繞組周圍的溫度信號，所述濕度傳感器用于采集被測繞組周圍的濕度信號，由于被測繞組產(chǎn)品自身的影響，溫度和濕度都會對被測繞組的變形產(chǎn)生一定的影響，通過設置溫度傳感器和濕度傳感器，可以獲知被測繞組周圍的溫度和濕度，從而可以依據(jù)該溫度和濕度，消除被測繞組的部分變形，使被測繞組的檢測結果更加精確。所述溫度傳感器和濕度傳感器均為現(xiàn)有技術，這里不做具體闡述。

所述單片機與中央處理器連接，所述單片機用于采集環(huán)境參數(shù)，所述中央處理器用于被測繞組的信號檢測，在現(xiàn)有的檢測裝置中，往往只采用一個中央處理器來完成所有的工作，控制比較復雜，還會造成太多的外圍電路過多的占用中央處理器的資源，影響中央處理器對檢測信號的處理效果。此外，如果只采用一個中央處理器會使得中央處理器面板的設計過于復雜，PCB的層數(shù)過多的，增加中央處理器面板的難度和成本，同時也會增加元器件焊接的難度。在本裝置中，選用一個單片機專門負責對環(huán)境參數(shù)的采集，這不僅可以有效減少中央處理器的資源使用，提高了中央處理器處理檢測信號的能力，還可以有效的提高裝置的靈活度與可靠性，同時也增加了該裝置的擴展能力。所述單片機采用MC9S08AC16芯片及其外圍電路組成的最小系統(tǒng)。該芯片具有40-MHZCPU時鐘，20-MHz內部總線頻率，高達16KB在線編程的FLASH模塊，通用的輸出IO口為38個，內部具有可編程的上拉電阻，該芯片能夠有效的滿足本裝置的使用要求。

所述中央處理器采用S3C6410處理器及其外圍電路組成的最小系統(tǒng)。所述S3C6410處理器屬于ARM處理器的一種，具有諸多優(yōu)點，其中最顯著的特點就是它能夠超低功耗運行，它的處理器功耗和接口線輸入漏電流在業(yè)界都是最低的，并且體積較小，可以縮小產(chǎn)品設計的體積，給使用環(huán)境帶來很多便利，并且大大降低了產(chǎn)品成本。使用時只需要在添加必要的外圍電路使其正常工作即可，其外圍電路主要包括時鐘電路、復位電路和連接接口等，由于其外圍電路為現(xiàn)有技術的常規(guī)手段，故其不做具體闡述說明。當然，所述中央處理器還可以采用DSP處理器，這里不一一做具體說明。為了便于說明，下文都將采用S3C6410處理器組成的中央處理器為例來對其他模塊做具體說明。

所述信號發(fā)生單元包括依次電連接的DDS信號發(fā)生器、濾波模塊和功率放大模塊，即DDS信號發(fā)生器的輸出端與濾波模塊的輸入端連接，所述濾波模塊的輸出端與功率放大模塊的輸入端連接，所述中央處理器的輸出端與DDS信號發(fā)生器的輸入端連接，所述功率放大模塊輸出的檢測信號從被測繞組的一端輸入。

所述DDS信號發(fā)生器用于將中央處理器輸出的數(shù)字量通過模數(shù)轉換的方式轉換成模擬量輸出波形，所述DDS信號發(fā)生器由DDS發(fā)生芯片及其外圍電路組成，例如采用AD9910，其具體連接電路圖如圖2所示，其為現(xiàn)有技術，這里不對其工作原理做具體闡述。

所述DDS信號發(fā)生器輸出的檢測信號經(jīng)過濾波模塊進行濾波，挑選出合適的頻率信號，從而降低干擾，提高準確度。所述濾波模塊主要包括低通濾波和高通濾波，均為現(xiàn)有技術，根據(jù)使用情況，自行決定。

進行濾波模塊輸出的信號在通過功率放大模塊進一步放大處理，因為變壓器繞組的整體阻值比較小，所以必須增加輸入信號驅動負載的能力。所述功率放大模塊為本領域技術人員的公知技術，這里不做具體闡述。例如采用功率放大芯片AD8016組成的功率放大模塊來對信號進行放大，具體結構如圖3所示，只使用了該芯片中的一路運放。該電路圖實現(xiàn)對電壓信號的任意放大，即它的放大倍數(shù)可以通過控制兩個數(shù)字電位器MAX5483來確定，因此放大倍數(shù)是動態(tài)的，根據(jù)使用情況自行決定。信號被放大之后，該信號被當作輸入信號輸入到被測繞組的一端。

所述第一信號采集單元和第二信號采集單元均包括依次電連接的信號調理模塊、直流轉換模塊和AD轉換模塊，即信號調理模塊的輸出端與直流轉換模塊的輸入端連接，所述直流轉換模塊的輸出端與AD轉換模塊的輸入端連接。所述第一信號采集單元的信號調理模塊的輸入端與功率放大模塊的輸出端連接，所述第一信號采集單元的AD轉換模塊的輸出端與中央處理器的輸入端連接，所述第二信號采集單元的信號調理模塊的輸入端與被測繞組的另一端連接，所述第二信號采集單元的AD轉換模塊的輸出端與中央處理器的輸入端連接，即第一信號采集單元用于采集被測繞組信號輸入端的信號，第二信號采集單元用于采集被測繞組信號輸出端的信號，從而根據(jù)兩端的信號進行處理分析，便可實現(xiàn)對被測繞組變形的檢測，通過在被測繞組的兩端同時采集信號進行對比，從而使檢測結果更加準確。

所述信號調理模塊用于對接收到的信號進行濾波放大處理，所述直流轉換模塊采用AD637芯片及其外圍電路組成，具體電路圖如圖4所示，這款芯片檢測精度比較高，它檢測有效值的原理是采用均方根直流轉換的方法，進行轉換的，它的誤差精度最大為1％，它的頻帶比較寬，當輸入信號的有效值為200mV時，輸入信號的頻率可以達到600KHz，當輸入信號的有效值為1V時，輸入信號的頻率可以達到8MHz。檢測過程中，要檢測的信號輸入到AD637的15腳，在CAV管腳和輸出管腳之間接上4.7uF平均電容，有效值是從管腳11輸出的，至此，正弦信號便轉換成了直流信號。所述直流轉換模塊的輸出信號通過AD轉換模塊后在傳輸給中央處理器。所述AD轉換模塊為現(xiàn)有技術，這里不做具體闡述，例如采用AD7625模數(shù)轉換芯片。

所述觸摸顯示屏和數(shù)據(jù)存儲模塊均與中央處理器連接，觸摸顯示屏用于顯示檢測結果和指令的輸入，例如觸摸顯示屏采用TFT電阻觸摸屏，如圖5所示，為TFT電阻觸摸屏的一實施例電路圖，其為現(xiàn)有技術，這里不做具體闡述。通過設置觸摸顯示屏，能使操作更加簡單，同時便于觀察檢測結果。

所述數(shù)據(jù)存儲模塊用于存儲檢測數(shù)據(jù)，從而方便事后進行查看。為了使結構更加優(yōu)化，成本低，功耗低，所述數(shù)據(jù)存儲模塊可以采用Micro SD卡，Micro SD卡的優(yōu)點并不僅僅是它的體積微小，它還有可靠性高、速度快、存儲能力強、功耗低、性價比高等諸多優(yōu)點。可以使裝置設計節(jié)約成本，使設計精簡，能夠保證存儲大量的數(shù)據(jù)，并且使得數(shù)據(jù)的讀取方便，為之后數(shù)據(jù)處理和分析帶來了便利。如圖6所示，為Micro SD卡硬件電路圖，其中R8、R9、R10、R11為上拉電阻，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性。Ql為MOS管，用于控制SD卡的電源。上電時打開SD卡的電源開關，供電電壓為3.3V。SD CS、SD SIMO、SD SOMI、SD UCLK為中央處理器與SD卡進行通訊的引腳，SD CS為SD卡的片選，其工作原理為現(xiàn)有技術，這里不做具體闡述。當然所述數(shù)據(jù)存儲模塊還可以選用EEPROM存儲器或是其他FLASH存儲器，這里不一一進行闡述。

所述電源模塊為裝置提供電源。圖1中電源模塊并不單單只與中央處理器和單片機進行連接，只是為了便于說明，所述電源模塊包括電源和電壓轉換模塊，所述電壓轉換模塊用于將電源電壓轉化為多個不同數(shù)值的電壓，保證各個設備的正常使用。例如，電壓轉換模塊包括HT7533芯片及外圍電路組成，從而將12V電壓轉化為3.3V的穩(wěn)定電壓，從而保證工作電壓為3.3V的設備正常使用，具體電路圖如圖7所示。還可以采用AS1117S-3.3穩(wěn)壓芯片將5V電壓降到3.3V，當然該電壓轉換模塊還包括其他轉換芯片，這里不一一進行闡述。所述電源模塊還可以采用多種不同的電壓電源，即不采用電壓轉換模塊，由不同的電源對不同的設備進行供電，這樣結構會復雜化，但是依然能保證本裝置的正常運行。

本裝置結構簡單，在中央處理器的控制下，通過信號發(fā)生單元產(chǎn)生檢測信號，從被測繞組的一端進行輸入，通過第一信號采集單元和第二信號采集單元分別對被測繞組兩端的信號進行采集，通過對比分析，從而得出被測繞組的變形度，在結合當前采集的溫度和濕度，從而得出在該環(huán)境下的變形度，保證了檢測結果的準確性，同時采用模塊化設計，提高了整個系統(tǒng)的集成度，增強了抗外界電磁干擾的能力。

本實用新型并不限于上述實例，在本實用新型的權利要求書所限定的范圍內，本領域技術人員不經(jīng)創(chuàng)造性勞動即可做出的各種變形或修改均受本專利的保護。