[發明專利]基于傾角和超聲測距補償的局放光子數檢測裝置

在審

• 申請號: 201710979443.3
• 申請日: 2017-10-19
• 公開（公告）號: CN107728021A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 崔昊楊;馬宏偉;秦倫明;霍思佳;郭文誠;葛晨航;李亞;束江;劉晨斐;李鑫;曾俊冬
• 申請（專利權）人: 上海電力學院
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司31225
• 代理人: 翁惠瑜

技術領域

本發明涉及一種紫外局放光子數檢測裝置，尤其是涉及一種基于傾角和超聲測距補償的局放光子數檢測裝置。

背景技術

對變電站設備進行例行紫外巡檢是保障電力設備安全穩定運行的常規技術手段。近年來，傳統的人工紫外巡檢模式正逐漸發展為機器人的紫外巡檢模式，但巡檢機器人在實際應用過程中卻面臨著光子數的檢測精度問題，光子數是紫外成像技術用來評估運行設備的絕緣狀況和及時發現絕緣設備的缺陷的重要參數。同時光子數也會受到溫度、濕度、海拔、灰塵、紫外光的傳播衰減、距離、觀測角度等因素的影響。在實際的檢測過程中，在允許的實驗條件下，可以做到不受溫度、濕度、海拔的影響，灰塵、水氣、紫外光的衰減也都可以避免，觀測角度也可以控制在可控的范圍內。大量的實驗和現場的檢測結果表明紫外成像檢測到的光子數與檢測距離有關，但是檢測的距離會因為放電處的不同而發生變化，也導致了所檢測的光子數不具有可比性。因此研究光子數與檢測距離之間的關系，并且將光子數等效到某一統一的觀測距離下具有重要的意義。

超聲波測距是一種發射裝置發出超聲波，接收器接收到超聲波的時間差從而測量距離的方法。超聲波發射器向待測物發射超聲波，在發射的同時開始計時，超聲波在空氣中傳播，碰到待測物立即返回來，超聲波接收器接收到反射波就立即停止計時，根據計時器的時間，通過一定的信號處理，計算出超聲波測距儀到待測物的距離。其也屬于漫反射傳感器。這種測量技術可以測量幾個毫米到上千米的距離，測量精度有的已達到毫米量級。由于具有上述優點，超聲波測距可以很好的應用于實時測量超聲波測距儀到待測點之間的距離。

但現有的距離補償還存在精度不夠高的問題，故需要研發一種新的基于距離補償的光子數檢測裝置。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種基于傾角和超聲測距補償的局放光子數檢測裝置。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種基于傾角和超聲測距補償的局放光子數檢測裝置，包括通過無線網絡連接的檢測機器人和上位機，所述檢測機器人包括機器人車體以及設置于所述機器人車體上的CPU、控制器、紫外成像儀、超聲波測距儀、第一傾角傳感器和第二傾角傳感器，所述CPU分別連接機器人車體、控制器、紫外成像儀、超聲波測距儀、第一傾角傳感器和第二傾角傳感器；

CPU根據上位機的任務指令接收紫外成像儀、超聲波測距儀、第一傾角傳感器和第二傾角傳感器的測量信息傳輸給控制器，控制器利用第一傾角傳感器測得的超聲波測距儀與放電處的仰角及第二傾角傳感器測得的檢測機器人所處斜坡角度對超聲波測距儀的測量距離進行補償，獲得超聲波測距儀到放電處的補償后距離，以該補償后距離對紫外成像儀測得的光子數計算統一檢測距離下的光子數。

進一步地，所述機器人車體包括固定底座、設置于所述固定底座上的二維云臺以及控制所述二維云臺的垂直水平步進電機。

進一步地，所述第一傾角傳感器和紫外成像儀上下貼合設置于所述二維云臺上。

進一步地，所述第二傾角傳感器緊貼設置于所述固定底座上。

進一步地，所述CPU通過無線通信模塊與上位機連接。

進一步地，所述CPU還連接有用于存儲有標準等效觀測距離的標準參數存儲模塊。

進一步地，所述超聲波測距儀到放電處的補償后距離具體為：

l¹＝d₁cosβ

其中，d₁為超聲波測距儀測得的到放電處投影間的距離，l¹為超聲波測距儀到放電處投影的水平距離，α₁為放電處與超聲波測距儀的仰角，β為檢測機器人所處斜坡角度，l為補償后的距離。

進一步地，所述統一檢測距離下的光子數通過以下公式計算：

其中，d₀為標準等效觀測距離，g_d0是在標準等效觀測距離下所測得的光子數，d₁為超聲波測距儀測得的到放電處投影間的距離，α₁為放電處與超聲波測距儀的仰角，β為檢測機器人所處斜坡角度，g_d1在放電處投影到超聲波測距儀的距離下所測得的光子數。

與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：