全文摘要
本实用新型公开的一种输电铁塔塔材微形变在线监测装置，包括两个分别固定于一根弹性条一端的编码器，每个所述编码器的轴上同轴穿有滚轮，两个所述滚轮分别与输电铁塔塔材的两个相邻面紧贴设置，两个所述编码器信号连接于同一个光电耦合器，所述光电耦合器信号连接于微处理器。本实用新型的一种输电铁塔塔材微变形在线监测装置，基于编码器的转动能够实现对输电铁塔塔材结构微变形情况的在线监测，其体积小、安装方便，对于保证输电线路的安全运行具有非常重要的意义。
主设计要求
1.一种输电铁塔塔材微形变在线监测装置，其特征在于，包括两个分别固定于一根弹性条一端的编码器，每个所述编码器的轴上同轴穿有滚轮，两个所述滚轮分别与输电铁塔塔材的两个相邻面紧贴设置，两个所述编码器信号连接于同一个光电耦合器，所述光电耦合器信号连接于微处理器。
设计方案
1.一种输电铁塔塔材微形变在线监测装置，其特征在于，包括两个分别固定于一根弹性条一端的编码器，每个所述编码器的轴上同轴穿有滚轮，两个所述滚轮分别与输电铁塔塔材的两个相邻面紧贴设置，两个所述编码器信号连接于同一个光电耦合器，所述光电耦合器信号连接于微处理器。
2.如权利要求1所述的一种输电铁塔塔材微形变在线监测装置，其特征在于，所述微处理器连接有通信模块，所述微处理器通过通信模块与输电线路运维监控中心信号连接。
3.如权利要求1所述的一种输电铁塔塔材微形变在线监测装置，其特征在于，还包括固定于所述输电铁塔塔材上的箱体，所述光电耦合器、微处理器设置于所述箱体内，所述弹性条远离编码器的一端固定于所述箱体。
4.如权利要求3所述的一种输电铁塔塔材微形变在线监测装置，其特征在于，所述箱体上设置有两个耳孔，穿过两个耳孔设置有弧形螺栓固定于所述输电铁塔塔材上。
5.如权利要求3所述的一种输电铁塔塔材微形变在线监测装置，其特征在于，所述箱体内固定有一个横档，所述光电耦合器、微处理器固定于所述横档上。
6.如权利要求3至5任一项所述的一种输电铁塔塔材微形变在线监测装置，其特征在于，所述箱体为L形的空心箱体。
7.如权利要求1所述的一种输电铁塔塔材微形变在线监测装置，其特征在于，所述编码器为增量型光电式旋转编码器，所述编码器与光电耦合器通过屏蔽线相连。
8.如权利要求2所述的一种输电铁塔塔材微形变在线监测装置，其特征在于，所述微处理器为51系列单片机，所述通信模块为LTE通信模块。
设计说明书
技术领域
本实用新型属于输电线路状态检测与诊断技术领域，具体涉及一种输电铁塔塔材微形变在线监测装置。
背景技术
在输电线路中，输电铁塔作为高压架空导线的悬挂体，并且控制着输电导线的对地电气安全距离，是输电线路的重要组成部分。其健康状况影响着输电线路的安全运行。随着我国高压输电网络的不断建设，越来越多的输电铁塔不可避免地需要经过河床、山坡等地质易变的地带。输电铁塔为高耸的钢结构系统，地基的变化会导致输电铁塔的整体受力失衡，进而引起塔材的形变，塔材微小的形变即可造成塔身的偏斜甚至倒塔断线的事故发生。
所以输电铁塔塔材微形变的监测对于输电线路的安全运行具有重大的意义。而目前对于输电铁塔形变的监测，仍以传统人工巡检为主，不但效率低而且巡检效果差，并且由于输电铁塔是一个结构复杂的钢结构体，依靠工人很难及时发现塔材微小的形变。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种输电铁塔塔材微形变在线监测装置，实现了对输电铁塔塔材微形变情况的实时监测。
本实用新型所采用的技术方案是：一种输电铁塔塔材微形变在线监测装置，包括两个分别固定于一根弹性条一端的编码器，每个所述编码器的轴上同轴穿有滚轮，两个所述滚轮分别与输电铁塔塔材的两个相邻面紧贴设置，两个所述编码器信号连接于同一个光电耦合器，所述光电耦合器信号连接于微处理器。
本实用新型的特点还在于，
所述微处理器连接有通信模块，所述微处理器通过通信模块与输电线路运维监控中心信号连接。
还包括固定于所述输电铁塔塔材上的箱体，所述光电耦合器、微处理器设置于所述箱体内，所述弹性条远离编码器的一端固定于所述箱体。
所述箱体上设置有两个耳孔，穿过两个耳孔设置有弧形螺栓固定于所述输电铁塔塔材上。
所述箱体内固定有一个横档，所述光电耦合器、微处理器固定于所述横档上。
所述箱体为L形的空心箱体。
所述编码器为增量型光电式旋转编码器，所述编码器与光电耦合器通过屏蔽线相连。
所述微处理器为51系列单片机，所述通信模块为LTE通信模块。
本实用新型的有益效果是：本实用新型的一种输电铁塔塔材微变形在线监测装置，基于编码器的转动能够实现对输电铁塔塔材结构微变形情况的在线监测，其体积小、安装方便，对于保证输电线路的安全运行具有非常重要的意义。
附图说明
图1是本实用新型的输电铁塔塔材结构微变形在线监测装置的结构示意图；
图2是图1中箱体的安装示意图；
图3是本实用新型输电铁塔塔材结构微变形在线监测装置的电路部分连接框图。
图中，1.塔材，2.箱体，3.弹性钢条，4.滚轮，5.编码器，6.信号处理模块，7.通信模块，8.电源模块，9.天线，10.光伏板，11.光电耦合器，12.微处理器，13.圆孔，14.屏蔽线，15.横档，16.耳孔，17.弧形螺栓，18.蓄电池，19.控制电路。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
参见图1，本实用新型的提供的输电铁塔塔材微形变在线监测装置，包括固定在输电铁塔塔材1上的箱体2，箱体2上固定两个弹性条，固定在弹性条前端的滚轮4和编码器5。本实施例中，弹性条选择弹性钢条3。箱体2内设置有信号处理模块6以及为信号处理模块6供电的电源模块8，参见图3，信号处理模块6包括相连接的是一个两路信号输入输出的光电耦合器11、微处理器12，微处理器12连接通信模块7，参见图3，光电耦合器11与安装在两个弹性钢条3前端的编码器5信号连接。
本实例中，箱体2选择为L形的空心箱体，由刚度优良的不锈钢板制成。
具体的，参见图2，箱体2的两侧分别有突出的两个耳孔16，使用弧形螺栓17穿过两个耳孔16将箱体2固定在塔材1上。
本实例中，微处理器12选择51系列单片机，通信模块7选择LTE通信模块，其附带有天线9，天线9透过箱体的圆孔13外露在箱体2的外侧。微处理器12与通信模块7之间的通信方式为RS232。
事例性的，编码器5为增量型光电式旋转编码器，具体型号为MS3004G360BST5。
进一步的，在编码器5与微处理器12之间，使用一个两路信号输入输出的光电耦合器11隔离输入输出的电信号，保护箱体2内部的器件。优选的，编码器5与光电耦合器11之间采用屏蔽线14连接。
更进一步的，供电模块8包括相连接的光伏板10、控制电路19和蓄电池18，光伏板10将太阳能转换成电能储存在蓄电池18中，控制电路19控制充放电，并且提供多路电压输出为编码器5、光电耦合器11、微处理器12和通信模块7供电。
当然，本实用新型也可以采用多个电池分别为各个电路模块分别供电，而不采用光伏模块进行光电能量的转换。
进一步的，在箱体的内部设置了一个横档15并固定在箱体2的内部，信号处理模块6、通信模块7和电源模块8的控制电路19、蓄电池18均使用螺栓固定在横档15上，使得这些模块不直接与塔材1相连接，避免流入箱体2的雨水对这些电路模块造成侵蚀。
具体的，本实施例使用两块光伏板10，使用螺栓将光伏板10固定在箱体2的下方。
进一步的，为了精准地监测塔材1的微形变，箱体2固定在输电铁塔各个塔材1相连接的部位，使得当塔材1发生形变时，固定在塔材1上的箱体2与随着编码器5监测形变的塔材1部位形成相对运动，
具体的，箱体2的两个表面分别有四个圆孔，使用四个螺栓即可将弹性钢条3的一端固定在箱体2上。
本实用新型设置有两个滚轮4，分别与输电铁塔塔材2的两个面相贴。滚轮4穿在编码器5的轴上，使得编码器5与滚轮4同轴。两个编码器5分别位于滚轮4的左侧，并且使用四个小螺栓将编码器5固定在弹性钢条3前端上。
进一步的，为了增大滚轮4与输电塔材2表面的摩擦力，避免滑差，本实用新型采用轮面被橡胶层包裹的滚轮。
进一步的，本实用新型选用的编码器5旋转一圈产生3600个脉冲，即旋转0.1度，产生一个脉冲，滚轮4的半径选用为3cm。所以传感器的测量精度l为：
为了能够精准地监测输电铁塔塔材的微小形变，在安装编码器5的一端，弹性钢条3的采用弧形设计，这样使得滚轮4紧压在塔材1的表面。当塔材1发生微小的形变，滚轮4随之发生滚动，引起与滚轮同轴的编码器5旋转，塔材1的形变量不同，编码器5旋转的角度不同，编码器5中输出的TTL电平信号的脉冲数量不同，根据脉冲数量即可就算出塔材的形变量。
本实用新型的输电铁塔塔材微形变在线监测装置在输电铁塔的关键塔材上固定好之后，两个滚轮4位于塔材1的两个表面，当塔材1发生形变时，引起滚轮4在塔材表面滚动，从而带动编码器5旋转，编码器5将旋转角度转化为脉冲电信号输出，而且两个弹性钢条3的弧形设计使得滚轮4能够紧紧压在塔材2的表面，当塔材1发生向里或者向外的形变，滚轮4均可以随着塔材1的形变而在其表面发生正向或者反向滚动，与之对应，编码器5产生一系列的正序或者反序的脉冲电信号，正序或者负序的脉冲信号数量与塔材1的两个方向的形变量，综合两个编码器5采集的脉冲信号变化，就可以监测铁塔塔材四个方向的微形变量。然后光电耦合器11对电信号进行隔离处理，优选的，经过微处理器12对数据进行处理计算并根据预设的形变方向和微形变量从而得出相应结论，最后通过通信模块7将分析的结果发送至输电线路运维监控中心；或者微处理器12对数据进行处理计算得到形变方向和微形变量，最后通过通信模块7将计算的形变方向和微形变量数据发送至输电线路运维监控中心，由运维监控中心进行判断。运维人员根据分析结果及时对塔材采取更换或者纠偏等维护措施，从而有效地避免了电力安全事故的发生。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920310360.X
申请日:2019-03-12
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:87(西安)
授权编号:CN209689570U
授权时间:20191126
主分类号:G01B11/16
专利分类号:G01B11/16
范畴分类:申请人:西安工程大学
第一申请人:西安工程大学
申请人地址:710048 陕西省西安市金花南路19号
发明人:黄新波;郑天堂;赵隆;赵钰
第一发明人:黄新波
当前权利人:西安工程大学
代理人:罗笛
代理机构:61214
代理机构编号:西安弘理专利事务所 61214
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计