[實用新型]基于差分應變片式桿塔振動監測裝置

有效

• 申請號: 201420265216.6
• 申請日: 2014-05-23
• 公開（公告）號: CN203837808U
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發明（設計）人: 馬維青;李利琴;賈志義;黃耀雄
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網山西省電力公司陽泉供電公司
• 主分類號: G01H11/06
• 分類號: G01H11/06
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源

技術領域

本實用新型涉及桿塔振動檢測領域，具體是一種基于差分應變片式桿塔振動監測裝置。

背景技術

經濟的迅速發展對電力供應提出了更高的需求。為滿足用電，電力公司興建大量架空輸電線路，大容量及遠距離輸電線路陸續投入使用。因輸電線路跨越區域大，地形和氣候復雜，給輸電的可靠和安全造成了許多潛在隱患，所以對輸電線路的實時監控變的尤為重要。野外環境下的高壓輸電桿塔，經常受到自然因素如風、導線舞動等的干擾，以及人為因素，如斷木和建筑施工設備的影響，從而引起桿塔振動。桿塔振動容易引發各種事故，嚴重時甚至會影響輸電線路的安全運行，因此需要對桿塔的振動情況進行監測。

現有技術中，大都采用加速度傳感器，通過加速度的運算進而得知桿塔的振動情況，這種方式有個明顯的不足，就是靈敏度太差，并且價格昂貴，不適合大范圍安裝使用；還有使用微變電容式，通過桿塔振動引起電容改變來監測的，存在靈敏度差、響應慢的問題。

發明內容

本實用新型的目的是為了解決上述現有技術中存在的問題，二提供一種基于差分應變片式桿塔振動監測裝置。

本實用新型是通過如下技術方案實現的：

一種基于差分應變片式桿塔振動監測裝置，包括應變片、信號放大電路、AD轉換模塊、單片機和供電模塊，供電模塊為信號放大電路、AD轉換模塊和單片機提供電源；

在桿塔的前、后、左、右面上各固定有一個應變片，分別為：R1、R2、R3和R4，應變片的標記線方向（即應變方向）方向均與桿塔的伸長方向平行，應變片R1、R2構成一組差分對并用于監測桿塔的前后振動，應變片R3、R4構成另一組差分對并用于監測桿塔的左右振動；

應變片R1、R2與兩個固定電阻R1′、R2′組成第一電橋電路（如圖2），其中，R1、R2的接點與R1′、R2′的接點之間為第一電橋電路的電源輸入端并與供電模塊連接，R1、R1′的接點與R2、R2′的接點之間為第一電橋電路的信號輸出端并與信號放大電路的一個輸入端連接，信號放大電路的輸出端與AD轉換模塊的輸入端連接，AD轉換模塊的輸出端與單片機的輸入端連接；

應變片R3、R4與兩個固定電阻R3′、R4′組成第二電橋電路（如圖3），其中，R3、R4的接點與R3′、R4′的接點之間為第二電橋電路的電源輸入端并與供電模塊連接，R3、R3′的接點與R4、R4′的接點之間為第二電橋電路的信號輸出端并與信號放大電路的一個輸入端連接，信號放大電路的輸出端與AD轉換模塊的輸入端連接，AD轉換模塊的輸出端與單片機的輸入端連接。

本實用新型裝置的具體工作分析如下：

當桿塔振動時，桿塔受力柱會產生形變，如分析桿塔前后振動的情況。當桿塔向后振動時，應變片R2對應的受力柱受到擠壓，應變片R2收縮，同時，對面的應變片R1相應的受力柱受到拉伸，應變片R1伸長，即轉換為應變片R1電阻與應變片R2的電阻的變化。因為桿塔振動時發生的形變較小，因此將應變片R1與應變片R1接入電橋電路，可得出差分輸出電壓，進而通過信號放大電路可得到放大后的差分輸出電壓U0。桿塔的不斷振動，使差分輸出電壓U0的極性在不斷改變，可以通過AD轉換模塊采集運算得到桿塔的振動頻率，最后傳遞給單片機。桿塔左右振動的分析也同上。

本實用新型裝置設計合理、結構簡單、成本低廉、安裝方便、使用效果好，該裝置可以測量桿塔左右、前后的振動情況，并且響應快、測量精度較高，很好的保證了輸電線路的安全運行，適合大范圍安裝使用，值得推廣使用。

附圖說明

圖1為本實用新型裝置中應變片安裝示意圖。

圖2為本實用新型裝置中第一電橋電路圖。

圖3為本實用新型裝置中第二電橋電路圖。

圖4為本實用新型裝置各模塊連接示意圖。

圖中：1-桿塔。

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型作進一步的描述：

如圖1至圖4所示，一種基于差分應變片式桿塔振動監測裝置，包括應變片、信號放大電路、AD轉換模塊、單片機和供電模塊，供電模塊為信號放大電路、AD轉換模塊和單片機提供電源；

桿塔1的橫截面為正方形，在桿塔1的前、后、左、右面上各固定有一個應變片，分別為：R1、R2、R3和R4，具體固定時，應變片R1、R2固定于前后面上靠近左側棱的位置、應變片R3、R4固定于左右面上靠近后側棱的位置，應變片R1、R2用于監測桿塔1的前后振動，應變片R3、R4用于監測桿塔1的左右振動；