[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于超聲波的電力電纜身份識(shí)別裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510020386.7
• 申請(qǐng)日: 2015-01-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104515809B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王平;龔志輝;程娜;潘震;杜煒;李娜;李剛建;王思奇;王哲;蔣彥韜;鐘蕊霜;屈子琪;王軍;燕羅成;雷林
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N29/07
• 分類(lèi)號(hào): G01N29/07
• 代理公司: 北京同恒源知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11275
• 代理人: 趙榮之

1.一種基于超聲波的電力電纜身份識(shí)別裝置，其特征在于：包括信號(hào)發(fā)射模塊、信號(hào)接收模塊和信息處理與解碼模塊；

所述信號(hào)發(fā)射模塊，與其中一條待識(shí)別電力電纜的一端耦合，等間隔定時(shí)發(fā)射一個(gè)具有特定頻率的線性調(diào)頻振動(dòng)信號(hào)；

所述信號(hào)接收模塊，該信號(hào)接收模塊分別與每一條待識(shí)別電力電纜的另一端耦合，用于接收具有特定頻率的線性調(diào)頻振動(dòng)信號(hào)；

所述信息處理與解碼模塊，與信號(hào)接收模塊連接，用于對(duì)接收的具有特定頻率的線性調(diào)頻振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行匹配濾波，完成電力電纜識(shí)別。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于超聲波的電力電纜身份識(shí)別裝置，其特征在于：所述信號(hào)發(fā)射模塊包括線性調(diào)頻振動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生模塊、發(fā)射超聲波換能器和第一GPS時(shí)鐘模塊，所述線性調(diào)頻振動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生模塊在第一GPS時(shí)鐘模塊秒脈沖的作用下，等間隔定時(shí)發(fā)射線性調(diào)頻振動(dòng)信號(hào)作用于發(fā)射超聲換能器，該發(fā)射超聲換能器分別與每一條待識(shí)別的電力電纜的一端耦合。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于超聲波的電力電纜身份識(shí)別裝置，其特征在于：所述信號(hào)接收模塊包括若干個(gè)與發(fā)射超聲換能器匹配的接收超聲換能器和對(duì)接收超聲換能器的輸出信號(hào)進(jìn)行放大的程控放大器，所述若干個(gè)接收超聲換能器與待識(shí)別電力電纜的另一端耦合，每個(gè)接收超聲換能器對(duì)應(yīng)一條待識(shí)別電力電纜。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于超聲波的電力電纜身份識(shí)別裝置，其特征在于：所述信息處理與解碼模塊包括依次連接濾波模塊、A/D轉(zhuǎn)換器、第二可編程邏輯器件FPGA和第二微處理器；所述濾波模塊與控程放大器連接，用于對(duì)放大后的信號(hào)進(jìn)行濾波；所述A/D轉(zhuǎn)換器用于將濾波后的信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；所述第二可編程邏輯器件FPGA用于對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行匹配濾波，所述第二微處理器與第二可編程邏輯器件FPGA連接，根據(jù)匹配濾波結(jié)果，完成電力電纜身份識(shí)別。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于超聲波的電力電纜身份識(shí)別裝置，其特征在于：所述信息處理與解碼模塊還包括第二GPS時(shí)鐘模塊，所述第二GPS時(shí)鐘模塊分別與第二微處理器、第二可編程邏輯器件FPGA連接。

6.根據(jù)權(quán)利要5所述的一種基于超聲波的電力電纜身份識(shí)別裝置，其特征在于：該電力電纜身份識(shí)別裝置還包括顯示模塊，所述顯示模塊與第二微處理器連接，用于顯示定位結(jié)果。

7.一種基于超聲波的電力電纜身份識(shí)別方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1.將信號(hào)發(fā)射模塊與其中一條待識(shí)別電力電纜的一端耦合，并用該信號(hào)發(fā)射模塊產(chǎn)生一個(gè)具有特定頻率的線性調(diào)頻振動(dòng)信號(hào)；

步驟2.將信號(hào)接收模塊分別與每一條待識(shí)別電力電纜的另一端耦合，并接收電力電纜回波信號(hào)；

步驟3.信息處理與解碼模塊對(duì)接收到的回波信號(hào)進(jìn)行匹配濾波，根據(jù)匹配濾波結(jié)果對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析，信號(hào)幅值最大所對(duì)應(yīng)的電力電纜即為所識(shí)別的電力電纜。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于超聲波的電力電纜身份識(shí)別方法，其特征在于：還包括步驟5，識(shí)別出電力電纜后，確定電力電纜的長(zhǎng)度，具體方法為：

L＝(Δt-t_s)v，其中：L為識(shí)別出電纜的長(zhǎng)度；v為超聲信號(hào)在電纜中的傳播速度；t_s為信號(hào)發(fā)射模塊與信號(hào)接收模塊固有的系統(tǒng)延時(shí)；Δt為信號(hào)發(fā)射模塊發(fā)出的線性調(diào)頻振動(dòng)信號(hào)與接收信號(hào)的時(shí)間差，其中

L₁、L₂表示2根長(zhǎng)度已知的電力電纜，Δt₁表示電纜L₁中激勵(lì)信號(hào)與接收信號(hào)的時(shí)間差，Δt₂表示電纜L₂中激勵(lì)信號(hào)與接收信號(hào)的時(shí)間差。