[發明專利]夜間鐵塔振動測量分析系統

在審

• 申請號: 201410731162.2
• 申請日: 2014-12-05
• 公開（公告）號: CN104535166A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 馮硯廳;代小號;李文鵬;李文彬
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網河北省電力公司電力科學研究院;河北省電力建設調整試驗所
• 主分類號: G01H1/00
• 分類號: G01H1/00
• 代理公司: 石家莊新世紀專利商標事務所有限公司 13100
• 代理人: 李志民;陳建民

技術領域

本發明涉及一種夜間鐵塔振動測量分析系統。

背景技術

鐵塔的振動測量一般采用在塔上裝設加速度探頭，然后采用人工用繩拉動鐵塔進行測量，登塔也不安全，設備拆卸較復雜，一般在白天進行，目前還沒有一種晚上現場用測量分析設備。對于在線監測可采用三維加速度探頭連續測量，但收集到的數據相對較少，不足以分析現場鐵塔的實際情況。

發明內容

?????本發明要解決的技術問題是提供一種安全性高、測量質量高的夜間鐵塔振動測量分析系統。

為解決上述技術問題，本發明采取的技術方案是：一種夜間鐵塔振動測量分析系統，其關鍵技術在于：該系統包括風速風向測量儀、紅外攝像機、工業計算機、激光測距儀以及拾音器；

所述風速風向測量儀設于待測鐵塔迎風面距塔腳水平距離3米處，所述將激光測距儀設置于待測鐵塔迎風面距塔腳水平距離20米處，指向塔頭邊緣反光點；

所述溫度計、濕度計和溫濕度傳感器、變送器安裝于待測鐵塔塔底下中間位置；

所述拾音器布置在迎風面靠近工業計算機側待測鐵塔主材距地面3米處，所述拾音器的聽筒貼緊待測鐵塔主材表面；所述紅外攝像機設于待側鐵塔與相鄰塔之間距待側鐵塔的塔腳3米處，其鏡頭指向正上方的導線；裝有視頻采集卡、溫度、濕度、流量采集卡的工業計算機設于相鄰塔間距待側塔塔腳4米處；所述拾音器接到紅外攝像機上，所述紅外攝像機的音頻視頻接視頻采集卡，所述激光測距儀、溫度傳感器、變送器、風速、風向測量儀與工業計算機上的采集卡相連或通過無線連接。

本發明的發明原理如下：

本發明是利用晚上風大，光線較暗的環境條件，在激光測距、紅外攝像、視覺測量、和聲波采集的基礎上形成了全方位感知測量系統，可以分析導線振動，鐵塔振動之間的關系以及鐵塔內部聲波的對應關系，從而判斷鐵塔的健康狀態。

導線通過電流發熱后會發出紅外光，被紅外攝像機捕捉，因此利用紅外攝像的原理可以得到導線的紅外圖像，通過對錄制的影像進行視覺測量分析處理，可得到導線的擺動時域圖譜；在待測塔塔腳主材上固定一臺拾音器，并將信號傳到紅外攝像機則可以記錄塔身聲波信號，這些信號中有風吹塔的聲音信號，也有塔本身關節點錯動傳出的信號，還有金具連接處傳來的摩擦信號；在塔的迎風面布置一臺風速風向測量儀可以記錄風速、風向，另配一臺溫度、濕度記錄儀可以記錄溫度和濕度。在塔的水平垂直方向布置一臺激光測距儀，可以實時記錄鐵塔距觀測點的距離，從而得到鐵塔的橫向位移振動時域圖譜。將所有的信號通過計算機的采集卡進行同步采集，并記錄到數據庫中，可以隨時利用分析軟件進行分析和處理。

導線的擺動時域圖譜和鐵塔橫向位移振動圖譜均為位移對應時間的函數，對該函數求導兩次可得到加速度圖譜（函數），加速度對應的是鐵塔的受力，這樣就可以和測量得到的風速譜圖對照分析塔線體系自身的固有頻率、剛度、阻尼等。

對照分析導線的擺動和鐵塔振動之間的關聯關系，可以分析鐵塔與導線的相互作用力，配合聲波分析可以得到鐵塔具體部件的響應。

多次變化環境條件進行測量，可以得到鐵塔剛度、阻尼等參數與溫度、濕度的關系，從而實現對鐵塔健康情況的預測。

采用上述技術方案所產生的有益效果在于：

1、充分利用晚上風大光線暗的特點，采用激光、紅外技術進行測量，提高了測量質量；

2、將鐵塔、導線振動同時記錄分析，實現了塔線一體結構的同步分析，易于找到兩者之間的關聯關系；

3、同步記錄包括風速、風向、溫度、濕度等環境因素參數，便于分析鐵塔自身剛度、阻尼的變化規律，為鐵塔的設計提供參考。

附圖說明

圖1是本發明各部件布置示意圖；

圖2是本發明各部件布置側視示意圖；

????其中，1待側塔、2紅外攝像機、3工業計算機、4導線、5相鄰塔、6風向風速測量儀、7激光測距儀，8溫濕度變送器、9拾音器，10風向。

具體實施方式

?下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細的說明。

參見附圖1和附圖2，

1．準備材料：一臺紅外攝像機（HAC237S－IR－P5），一臺高保真拾音器（X5－AUDIO），一臺風速風向測量儀（ZDR－1F），一塊視頻采集卡（ME200），一塊溫度、濕度、流量采集卡（USB），熱電偶溫度探頭（NR－33），濕度傳感器（AM2305），溫濕度變送器（AQ3020），激光測距儀（D8），工業計算機一臺（IPC610H），溫度傳感器，溫度、濕度記錄儀。