[发明专利]一种基于无线传输的高电位环境下的宽频带信号传输系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于无线传输的高电位环境下的宽频带信号传输系统，属于高电压试验设备及测量技术领域。

背景技术

在数kV以上高电位场合进行测量存在几个突出的问题，首先是测量位置电位高，设备的信号传输困难；其次，测量设备长期电能供应难度大；第三，高电位场合通常电磁环境恶劣，电晕放电产生的电磁脉动群、雷击和操作过电压都可能影响电子系统的正常工作。

在数据采集设备方面，国内外开展研究很多，并有大量成熟的独立装置和板卡可以实现宽频数据采集传输，但该类设备用于低电位场合使用，在高电位使用时存在电磁抗扰度水平低、绝缘水平差的问题。高压领域研究机构针对高电位的测量系统开展了多年研究，并产生了基于光线的数据采集和传输系统，带宽覆盖直流到数MHz的测量装置，这些装置在试验室研究中适用性很强，但在户外或恶劣环境下，连接高压端和低压端的光纤会影响被测系统的绝缘性能。采用光纤复合绝缘柱的装置可解决绝缘问题。但该类设备绝缘装置制造和安装复杂，成本高，在户外试验或在线检测领域中很难灵活应用。因此研制一种对绝缘影响小、可用于高电位物理量采集、对自然条件适用性强的宽频带数据采集传输系统具有非常突出的工程价值。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于无线传输的高电位环境下的宽频带信号传输系统，以得到高电位环境下的宽频带信号，测量信号采用无线传输，以使在恶劣的自然环境和电磁环境中长期在线运行。

本发明提出的基于无线传输的高电位环境下的宽频带信号传输系统，包括；

传感器，用于接收待传输宽频带信号的原始信号，并将原始信号转换为电压信号，所述的传感器置于高电位环境下；

远端单元，用于接收传感器输出的电压信号，并将电压信号进行模数转换后得到数字信号，数字信号通过无线电波传输至本地单元，所述的远端单元与传感器相连，并安装在高电位环境下；

本地单元，用于接收远端单元的数字信号，并将该数字信号发送至终端计算机；

终端计算机，用于接收本地单元的数字信号，显示传感器接收的原始信号的波形，并存贮，完成数据储存和分析，所述的终端计算机与本地单元相连。

上述信号传输系统中，所述的远端单元包括：

保护电路，用于对接收的电压信号进行峰值抑制，得到额定输入范围的电压，所述的保护电路由电容和压敏电阻组成，电容和压敏电阻相互并联；

A/D转换模块，用于对上述电压进行A/D转换，得到数字信号，所述的A/D转换器与保护电路相连；

无线传输模块，用于接收上述数字信号，并将该信号通过天线以无线电波的形式发送至本地单元，所述的无线传输模块与A/D转换模块

供电模块，用于分别为A/D转换模块和无线传输模块提供工作电源，所述的供电模块分别与A/D转换模块和无线传输模块相连。

上述信号传输系统中，所述的本地单元包括：

无线传输模块，用于接收来自远端单元的数字信号；

接口转换器，用于将上述接收的数字信号进行协议转换后发送至终端计算机，所述的接口转换器与无线传输模块相连。

本发明提出的基于无线传输的高电位环境下的宽频带信号传输系统，其优点是：测量信号带宽可达到50MHz。测量信号通过无线传输，无外绝缘问题，通过吸收太阳能实现连续供电。利用本发明的信号传输系统，配合合适的传感器探头，可实现对电压、电流、电磁场、功率、温度等多种处于高电位环境中的物理量的测量，可在恶劣的自然环境和电磁环境中长期实现数据的长期全天候在线采集和传输。

附图说明

图1是本发明信号传输系统的结构框图。

图2是图1所示的信号传输系统远端单元中保护电路的电路图。

具体实施方式

本发明提出的基于无线传输的高电位环境下的宽频带信号传输系统，其结构如图1所示，包括：

传感器，用于接收待传输宽频带信号的原始信号，并将原始信号转换为电压信号，所述的传感器置于高电位环境下；

远端单元，用于接收传感器输出的电压信号，并将电压信号进行模数转换后得到数字信号，数字信号通过无线电波传输至本地单元，所述的远端单元与传感器相连，并安装在高电位环境下；

本地单元，用于接收远端单元的数字信号，并将该数字信号发送至终端计算机；

终端计算机，用于接收本地单元的数字信号，显示传感器接收的原始信号的波形，并存贮，完成数据储存和分析，所述的终端计算机与本地单元相连。

上述信号传输系统中的远端单元包括：