[發明專利]基于激光測距的導線弧垂監測裝置及監測方法

有效

• 申請號: 201410854383.9
• 申請日: 2014-12-30
• 公開（公告）號: CN104457590A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 黨朋;趙文彬;袁輝;黃國飛
• 申請（專利權）人: 上海電纜研究所;華東電網有限公司;上海勛睿電力科技有限公司
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 鄭眾琳

1.一種基于激光測距的導線弧垂監測裝置，其特征在于：它包括掛在導線上的激光測距傳感器；所述激光測距傳感器包括激光發射模塊，所述激光發射模塊發射激光脈沖至光學鏡頭，所述光學鏡頭包括面向所述激光發射模塊的平面鏡和背向所述激光發射模塊的透鏡；所述激光測距傳感器還包括激光反饋接收模塊、激光反射接收模塊，所述激光反饋接收模塊接收來自所述平面鏡反射的激光脈沖，所述激光反射接收模塊接收來自所述透鏡反射的激光脈沖，所述激光脈沖從所述平面鏡至激光反饋接收模塊的距離與所述激光脈沖從所述透鏡至激光反射接收模塊的距離相等，所述激光反饋接收模塊與時數轉換芯片的開始計時端連接，所述激光反射接收模塊與時數轉換芯片的結束計時端連接，所述時數轉換芯片與微處理器連接。

2.根據權利要求1所述的基于激光測距的導線弧垂監測裝置，其特征在于：所述導線弧垂監測裝置還包括與所述激光測距傳感器固定的角度傳感器，所述角度傳感器傳輸信號至所述微處理器，所述角度傳感器的測量基準線與所述激光發射模塊發射的激光脈沖平行。

3.根據權利要求1所述的基于激光測距的導線弧垂監測裝置，其特征在于：所述激光測距傳感器的外殼為圓球形。

4.根據權利要求1所述的基于激光測距的導線弧垂監測裝置，其特征在于：所述激光測距傳感器設有貫穿所述激光測距傳感器的供導線穿過的導線貫穿孔。

5.一種使用權利要求1所述的基于激光測距的導線弧垂監測裝置監測的方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)所述激光測距傳感器的激光發射模塊向位于導線下方的地面發射激光脈沖；

2)激光脈沖在經過所述光學鏡頭時，其中一束激光脈沖被所述平面鏡反射，進入所述激光反饋接收模塊，再經光電轉換及放大濾波整流后，轉化為電平信號送入所述時數轉換芯片的開始計時端，所述微處理器獲得開始計時時刻t₁；另一束激光脈沖穿過所述透鏡，并被所述透鏡壓縮發散角后繼續前行，直至到達地面后發生漫反射，部分激光脈沖返回后經所述透鏡反射至所述激光反射接收模塊，再經過光電轉換及放大濾波整流后，轉化為電平信號送入所述時數轉換芯片的結束計時端，所述微處理器獲得結束計時時刻t₂；

3)所述微處理器計算導線對地距離L₀＝Vt/2，其中V為激光發射模塊發出的激光脈沖的速度，t為激光脈沖往返透鏡與地面所需的時間，t＝t₂-t₁；

4)所述微處理器將計算所得的導線對地距離L₀與設定的允許范圍相比較，如導線對地距離L₀超出設定的允許范圍，則發出預警信號。

6.一種使用權利要求2所述的基于激光測距的導線弧垂監測裝置監測的方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)所述激光測距傳感器的激光發射模塊向位于導線下方的地面發射激光脈沖；

2)激光脈沖在經過所述光學鏡頭時，其中一束激光脈沖被所述平面鏡反射，進入所述激光反饋接收模塊，再經光電轉換及放大濾波整流后，轉化為電平信號送入所述時數轉換芯片的開始計時端，所述微處理器獲得開始計時時刻t₁；另一束激光脈沖穿過所述透鏡，并被所述透鏡壓縮發散角后繼續前行，直至到達地面后發生漫反射，部分激光脈沖返回后經所述透鏡反射至所述激光反射接收模塊，再經過光電轉換及放大濾波整流后，轉化為電平信號送入所述時數轉換芯片的結束計時端，所述微處理器獲得結束計時時刻t₂；

3)所述微處理器計算導線對地距離L₀＝Vt/2，其中V為激光發射模塊發出的激光脈沖的速度，t為激光脈沖往返透鏡與地面所需的時間，t＝t₂-t₁；

4)所述角度傳感器測量出所述激光脈沖與垂直于地面的垂直線之間的角度θ，并傳輸給所述微處理器，所述微處理器計算導線對地垂直距離L＝L₀?cosθ＝Vtcosθ/2；

5)所述微處理器將計算所得的導線對地垂直距離L與設定的允許范圍相比較，如導線對地垂直距離L超出設定的允許范圍，則發出預警信號。