[發明專利]一種基于超聲波的電力電纜身份識別裝置及方法

有效

• 申請號: 201510020386.7
• 申請日: 2015-01-15
• 公開（公告）號: CN104515809B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發明（設計）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（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01N29/07
• 分類號: G01N29/07
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司11275
• 代理人: 趙榮之

技術領域

本發明涉及到超聲檢測和分析技術領域，具體涉及到一種基于超聲波的電力電纜身份識別方法和裝置。

背景技術

地下電力電纜指的是敷設在地面以下的電力導線，由于地下管網復雜，而且有的纜線直埋于凍土層之下，當地下電力電纜由于各種外界或內在原因發生損壞時，由于其處于地面以下，人眼難以識別，加上電力電纜由于施工的原因也會發生纏繞，使得地下電力電纜身份識別與更換工作難度加大。目前還沒有一個較為方便的識別地下電力電纜的方法和裝置。

發明內容

鑒于此，本發明的目的是提供一種基于超聲波的電力電纜身份識別裝置及方法，該裝置通過發射具有特定頻率的線性調頻振動信號，并與之匹配的濾波器相結合，準確識別每根不同的電纜，可靠性高，與此同時，提供一種電力電纜身份識別方法。

本發明的目的之一是通過以下技術方案實現的，本發明的目的是通過以下技術方案實現的，一種基于超聲波的電力電纜身份識別裝置，包括信號發射模塊、信號接收模塊、信息處理與解碼模塊和數據分析模塊；

所述信號發射模塊，與其中一條待識別電力電纜的一端耦合，用于等間隔定時發射一個具有特定頻率的線性調頻振動信號；

所述信號接收模塊，該信號接收模塊分別與每一條待識別電力電纜的另一端耦合，用于接收待識別電力電纜的信號；

所述信息處理與解碼模塊，與信號接收模塊連接，用于對接收的信號進行匹配濾波，完成電力電纜識別。

進一步，所述信號發射模塊包括線性調頻振動信號產生模塊、發射超聲波換能器和第一GPS時鐘模塊，所述線性調頻振動信號產生模塊在第一GPS時鐘模塊秒脈沖的作用下，等間隔定時發射線性調頻振動信號作用于發射超聲換能器，該發射超聲換能器分別與每一條待識別的電力電纜的一端耦合。

進一步，所述信號接收模塊包括若干個與發射超聲換能器匹配的接收超聲換能器和對接收超聲換能器的輸出信號進行放大的程控放大器，所述若干個接收超聲換能器與待識別電力電纜的另一端耦合，每個接收超聲換能器對應一條待識別電力電纜。

進一步，所述處理與解碼模塊包括依次連接濾波模塊、A/D轉換器、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，用于對放大后的信號進行濾波；所述A/D轉換器用于將濾波后的信號轉換成數字信號；所述第二可編程邏輯器件FPGA用于對數字信號進行匹配濾波，所述第二微處理器與第二可編程邏輯器件FPGA連接，根據匹配濾波結根，完成電力電纜身份識別。

進一步，所述信息處理與解碼模塊還包括第二GPS時鐘模塊，所述第二GPS時鐘模塊分別與第二微處理器、第二可編程邏輯器件FPGA連接。

進一步，該電力電纜身份識別裝置及方法還包括顯示模塊，所述顯示模塊與第二微處理器連接，用于顯示定位結果。

本發明的目的之二是提供一種基于超聲波的電力電纜身份識別方法，包括以下步驟：

步驟1.將信號發射模塊與其中一條待識別電力電纜的一端耦合，并用該信號發射模塊產生一個具有特定頻率的線性調頻振動信號；

步驟2.將信號接收模塊分別與每一條待識別電力電纜的另一端耦合，并接收電力電纜傳輸的具有特定頻率的線性調頻振動信號；

步驟3.信息處理與解碼模塊對接收到的回波信號進行匹配濾波，根據匹配濾波結果對信號進行分析，信號幅值最大所對應的電力電纜即為所識別的電力電纜。

進一步，還包括步驟4，識別出電力電纜后，確定電力電纜的長度，具體方法為：

L＝(Δt-t_s)v，其中：L為識別出電纜的長度；v為超聲信號在電纜中的傳播速度；t_s為信號發射模塊與信號接收模塊固有的系統延時；Δt為信號發射模塊發出的線性調頻振動信號與接收信號的時間差，其中

L₁、L₂表示長度已知的電力電纜，Δt₁表示電纜L₁中激勵信號與接收信號的時間差，Δt₂表示電纜L₂中激勵信號與接收信號的時間差。

由于采用了上述技術方案，本發明具有如下的優點：