[發明專利]一種機場助航燈隔離變壓器水蝕監測系統及控制方法

有效

• 申請號: 201410080838.6
• 申請日: 2014-03-06
• 公開（公告）號: CN103852413A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 宇翠麗;高慶吉;羅其俊;胡丹丹;徐萍
• 申請（專利權）人: 中國民航大學
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 龐學欣

1.一種機場助航燈隔離變壓器水蝕監測系統，其特征在于：所述的機場助航燈隔離變壓器水蝕監測系統由上位機系統（10）和現場單元（20）組成；上位機系統（10）選用工業控制計算機，置于助航燈光工作站中，用于通過現場單元（20）采集助航燈信息，實現隔離變壓器箱水位的自動實時采集、故障定位，并采用無線傳輸通訊方式實現水蝕遠程監視等功能；現場單元（20）主要負責助航燈的信息采集與傳輸，多個現場單元（20）通過無線的方式與上位機系統（10）相連接。

2.根據權利要求1所述的機場助航燈隔離變壓器水蝕監測系統，其特征在于：所述的上位機系統（10）包括：主機（101）和無線自組網模塊（102）；其中：主機（101）設置在燈光站和維修站，主要負責對采集的結果進行處理并顯示，為助航燈維修人員提供隔離變壓器水蝕狀態，包括隔離變壓器箱內水位、水溫和燈具的位置信息，其與無線自組網模塊（102）相連接；無線自組網模塊（102）為2.4-GHz通用頻段無線數據傳輸模塊，其接收現場單元檢測（20）上傳的包含燈具位置、隔離變壓器箱水位和水溫在內的信息并傳送至主機（101）。

3.根據權利要求1所述的機場助航燈隔離變壓器水蝕監測系統，其特征在于：所述的現場單元（20）包括：電源模塊（201）、控制器（202）、溫度感知模塊（203）、隔離變壓器箱水位檢測模塊（204）和無線傳輸模塊（205）；其中：電源模塊（201）用于為控制器（202）、溫度感知模塊（203）、隔離變壓器箱水位檢測模塊（204）和無線傳輸模塊（205）；電源模塊（201）提供+5V的工作電源；

控制器（202）采用51單片機，其與溫度感知模塊（203）、隔離變壓器箱水位檢測模塊（204）和無線傳輸模塊（205）相連接；控制器（202）是系統的運算和控制核心，用于控制溫度感知模塊（203）和隔離變壓器箱水位檢測模塊（204）的數據采集，根據模糊隸屬度完成水位、水溫信息的等級區分，依據模糊推理規則完成隔離變壓器水蝕等級的判斷與發出水蝕警報，控制無線傳輸模塊（205）發送數據，并協調各單元的運行；

溫度感知模塊（203）為安裝在隔離變壓器箱內的溫度傳感器；

隔離變壓器箱水位檢測模塊（204）為安裝在隔離變壓器箱內的隔離變壓器水蝕檢測單元；

溫度感知模塊（203）和隔離變壓器箱水位檢測模塊（204）均采用桿狀傳感器；

無線傳輸模塊（205）為基于無線傳感器網絡的通訊單元，采用2.4G的通用頻段；無線傳輸模塊（205）用于將控制器（202）發出的水蝕等級與水蝕警告信息經無線傳感器的各節點傳送給上位機系統（10）。

4.根據權利要求3所述的機場助航燈隔離變壓器水蝕監測系統，其特征在于：所述的現場單元（20）還包括：防水外殼（1）、單極插頭（2）、單極防水電纜（3）、雙極插座（4）、雙極防水電纜（5）和桿狀傳感器探頭（6）；其中：單極插頭（2）與雙極插座（4）連接在主回路中，桿狀傳感器探頭（6）豎直放置于隔離變壓器箱內；防水外殼（1）放置于隔離變壓器箱內，其內部裝有電源模塊（201）、控制器（202）和無線傳輸模塊（205）；單極插頭（2）連接隔離變壓器二次側的母頭、單極防水電纜（3）與現場單元（20）中電源模塊（201）的一端連接、雙極插座（4）為助航燈具的公頭、雙極防水電纜（5）與現場單元（20）中電源模塊（201）的另一端連接；桿狀傳感器探頭（6）的內部裝有溫度傳感器和水位傳感器。

5.根據權利要求4所述的機場助航燈隔離變壓器水蝕監測系統，其特征在于：所述的每個助航燈的隔離變壓器箱里設有一個溫度感知模塊（203）和一個隔離變壓器箱水位檢測模塊（204）。

6.根據權利要求3所述的機場助航燈隔離變壓器水蝕監測系統，其特征在于：所述的電源模塊（201）的輸入端子串接在燈具二次側回路中，其一個輸入端與隔離變壓器的副邊相連，另一端與燈具相連接。

7.一種如權利要求1所述的機場助航燈隔離變壓器水蝕監測系統的控制方法，其特征在于：所述的控制方法包括按順序執行的下列步驟：

步驟一、系統初始化的S1階段：系統初始化包括上位機系統（10）和各現場單元（20）的初始化；

步驟二、采集水位信息的S2階段：現場單元（20）的控制器（202）通過隔離變壓器箱水位檢測模塊（204）采集隔離變壓器箱內部的水位信息；

步驟三、采集溫度信息的S3階段：現場單元（20）的控制器（202）通過溫度感知模塊（203）采集隔離變壓器箱內部的溫度信息；

步驟四、計算水蝕等級的S4階段：現場單元（20）的控制器（202）將采集到的水位信息、溫度信息按模糊隸屬度分別區分H、L兩個等級；故根據模糊推理規則：水位信息為L、溫度信息為L，運行狀況正常；水位信息為H、溫度信息為L，一般水蝕故障；水位信息為L、溫度信息為H，一般水蝕故障；水位信息為H、溫度信息為H，嚴重水蝕故障；

步驟五、判斷水蝕等級是否超標的S5階段：燈光站維護人員根據天氣和維護工作安排情況預先設定水蝕故障等級的閾值，現場單元（20）的控制器（202）判斷當前的水蝕等級是否大于預先設定的閾值，如果判斷結果為“是”，則進入下一步S6階段，否則返回S2階段，繼續采集水位信息；

步驟六、數據上傳的S6階段：現場單元（20）通過無線傳輸模塊（202）向上位機系統（10）發送本次的水蝕檢測的相關信息；

步驟七、啟動報警的S7階段：上位機系統（10）中設計有與助航燈光系統構形相同的燈光系統界面，上位機系統（10）接收到現場單元（20）上傳的信息后，根據隔離變壓器水蝕故障等級對相應燈具以閃爍的紅色和黃色的方式分別指示出其已出現嚴重水蝕故障和一般水蝕故障，供燈光站維護人員監視。