[发明专利]一种导线非接触式实时时间序列图帧视觉测量装置及方法

说明书

本发明公开了一种导线非接触式实时时间序列图帧视觉测量装置及方法，装置包括输电线、间隔棒、摄像机构、数据处理模块、无线信号发射模块；输电线之间固定设置有间隔棒，用于限制输电线之间的相对运动；摄像机构固定在间隔棒上，用于拍摄微距视频图像；数据处理模块将摄像机构拍摄的微距视频图像进行处理，将处理结果通过无线信号发射模块送到地面监测中心。本发明首先对风荷载的状态进行实时评估和计算出输电线的体型系数和风荷载与导线方向夹角度，利用风荷载的计算公式算出风荷载，然后对输电线路进行模态分析，完成在风荷载和重力荷载作用下输电线的找形，利用图像算法得到导线上应力的分布，最后与应力临界值进行比较，建立预警机制。

技术领域

本发明属于输电导线监测技术领域，具体涉及一种导线非接触式实时时间序列图帧视觉测量装置及方法。

背景技术

输电塔架受到的外部荷载包括风荷载、地震荷载、雪荷载和覆冰荷载等。在绝大多数情况下风荷载是其控制荷载，而其他荷载的影响相对较小。近年来，输电塔由于设计强度不足而被大风刮到的报道屡见不鲜。输电塔线体系破坏的原因除材料材质、金属质量、施工质量等方面存在问题外，设计人员对输电塔线体系在风荷载作用下的动力反应特性的了解还存在不足。

目前，主要通过在输电线路上安装拉力传感器，测量待测点位置处的应力变化。另外一种方法是对倾角和弧垂进行实时测量，通过输电线路状态方程推算线路的受力情况。但是这两种方法的缺点是测量仪器容易受到强大的外界电磁场干扰，操作比较麻烦，不容易监测，误差较大。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种导线非接触式实时时间序列图帧视觉测量装置及方法。

本发明的装置所采用的技术方案是：一种导线非接触式实时时间序列图帧视觉测量装置，其特征在于：包括输电线、间隔棒、摄像机构、数据处理模块、无线信号发射模块；

所述平行设置的输电线之间固定设置有所述间隔棒，用于限制输电线之间的相对运动；所述摄像机构固定在所述间隔棒上，用于拍摄微距视频图像；所述数据处理模块将所述摄像机构拍摄的微距视频图像进行处理，将处理结果通过所述无线信号发射模块送到地面监测中心。

本发明的方法所采用的技术方案是：一种导线非接触式实时时间序列图帧视觉测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：计算输电线体型系数μ_sc(t)、风向与输电线方向夹角度θ(t)；

步骤2：计算风荷载；

步骤3：计算输电线路的振型；

步骤4：对微距视频图像进行处理；

步骤5：计算输电线应力与弧垂；

步骤6：当测得输电线的拉应力大于阈值F₀时，发出警报，从而建立实时预警机制。

本发明的优点是：

1，可以对达到临界应力的导线进行准备定位并发出报警，在第一时间通知运行部门，真正达到事前预警的效果，解决传统传感器难取电、传输距离短等缺点。

2，可实现大范围导线的微观摄像和实时在线微距微观视频图像分析。可以对某一地区的导线进行长期连续实时在线监测，得到导线中应力的演变规律，从而对该输电塔架进行实时评估。

附图说明

图1为本发明实施例的装置结构图；

图2为本发明实施例的输电线表面结构图；

图3为本发明实施例的风荷载变化图；

图4为本发明实施例的输电线划分的说明图；

图5为本发明实施例的振型图；