[发明专利]一种基于LoRa的带电离子检测装置

说明书

技术领域

本发明属于无线传感器技术领域，具体涉及一种基于LoRa的带电离子检测装置。

背景技术

在电力传输过程中，高压电线都需要采用加设的电力铁塔进行传输，在电力铁塔上加设的高压电线周围，由于电晕现象，在高压传输线附近存在大量的带电离子，该带电离子沿着电场线运动，形成空间离子流场。该离子流场和原电场叠加形成新的复合场使得测量变得更加困难，测量结果发现，当空间存在大量带电离子时，由带电离子产生的电场可达到原电场的3~5倍，这样的巨大干扰给空间电场的测量带来了巨大的挑战。

目前测量离子流环境下电场的主要工具为“场磨”，场磨利用特殊的金属顶板结构将空间离子流阻挡并实时导入大地，这个特殊结构避免了离子流的干扰，并使电场的测量更加精准，因此得到了很广泛的应用。但是由于场磨需要实时将带电离子导入大地，因此限制其只能在地面上进行测量，而空间电场的测量需要设备在真正的空间环境下测量；另外，由于其体积大、成本高，场磨不能用于检测设备的小型化、智能化和低成本改造，这些缺点都极大地限制了场磨在未来高压电场中的应用。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种测量精准、续航时间长、节省能源的基于LoRa的带电离子检测装置。

本发明的技术方案如下：

一种基于LoRa的带电离子检测装置，包括壳体，所述壳体的内部设置有分隔板，所述分隔板与壳体底部之间形成下腔，所述下腔内设置有可拆卸的蓄电池，所述蓄电池的右侧设置有与其相连的电压转换模块，所述电压转换模块的右侧设置有微处理器，分隔板的下端面设置有PCB板；分隔板与壳体顶部之间形成上位腔，所述上位腔通过屏蔽板分割为左腔以及右腔，所述左腔内设置有上位板，所述上位板上设置有第一电离子传感器，所述右腔内设置有第二电离子传感器，所述第二电离子传感器设置在分隔板上；壳体的外部设置有太阳能板组件以及LoRa射频天线，所述太阳能板组件与蓄电池相连，所述LoRa射频天线与微处理器相连。

进一步，所述下腔内设置有电池仓，所述蓄电池插接在所述电池仓内。

进一步，所述电池仓内设置有与蓄电池上的电极相配合的接电极。

进一步，所述电压转换模块、微处理器、第一电离子传感器以及第二电离子传感器连接在PCB板。

进一步，所述左腔的壳体的内壁上设置有带电离子吸附板，所述右腔的壳体的内壁上设置有透射板。

进一步，所述的基于LoRa的带电离子检测装置，其电场计算公式为

E₀=（λE_inB-E_inA）/（λ-1）

其中，

E₀为高压线产生的电势电场和离子流产生的粒子流电场之和，即待测电场；

E_inA为第一电离子传感器检测的电场；

E_inB为第二电离子传感器检测的电场；

λ为校正系数。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明采用LoRa通信技术，实现带电检测装置检测数据的远距离传输，有效保证户外高压输电线架设铁塔周边电场检测数据的传输；

2、本发明采用差分式测试结构，对架设铁塔顶端电场中带电离子进行有效检测，有效保证检测数据的有效性，使得带电离子检测装置检测的电场数据更贴合假设铁塔顶端高压输电线周围的数据；

3、本发明在壳体外安装太阳能板组件，将户外太阳能转换成电能储存到蓄电池内，以向带电离子检测装置内各用电模块供电，避免对带电离子检测装置的蓄电池的频繁更换，减少维护工作；

4、本发明左腔的壳体上设置带电粒子吸附板，使得高压线周围的带电离子吸附在带电粒子吸附板上，从而构成新的电场，通过第一电离子传感器与第二电离子传感器测得的数据计算出所要得到的实际电场数据，进一步保证检测数据的有效性；

总之，本发明具有数据传输距离远、设备续航时间长、检测数据精准、节省能源的优点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

其中，1、壳体，2、分隔板，3、下腔，4、蓄电池，5、电压转换模块，6、微处理器，7、PCB板，8、屏蔽板，9、左腔，10、右腔，11、上位板，12、第一电离子传感器，13、第二电离子传感器，14、太阳能板组件，15、LoRa射频天线，16、电池仓,17、带电离子吸附板，18、透射板。

具体实施方式