[发明专利]基于叉指电容传感器的覆冰参量和状态的监测方法

权利要求书

1.基于叉指电容传感器的覆冰参量和状态的监测方法，其特征在于，具体操作过程包括如下步骤：

步骤1，安装叉指电容传感器的覆冰参量和状态的监测系统，监测系统包括将输电导线表面均匀分为6个区域，每个区域均安装覆冰传感器（14），所述覆冰传感器（14）连接Σ-Δ电容数字转换器（2），所述Σ-Δ电容数字转换器（2）连接微处理器（1），输电导线外部安装具有绝缘材料的支架支撑，支架下部安装重力传感器（11），所述重力传感器（11）连接A/D转换器（3）将数字信号传给微处理器（1），所述微处理器（1）还连接温湿度传感器（13）和风速风向传感器（12）；

步骤2，系统上电，所述微处理器（1）通过所述重力传感器（11）监测输电导线上的覆冰重量每增加50g时记录一次覆冰传感器的电容值，根据得到的电容值结合相对介电常数计算得到覆冰密度；

步骤3，根据步骤2得到的覆冰密度结合所述风速风向传感器（12）的数据判断覆冰密度的是否准确，如果迎风向区域的覆冰密度明显大于顺风向区域覆冰密度，则覆冰密度计算准确，则根据风向及6个区域的覆冰传感器（14）的电容值、覆冰密度分析出当前的导线覆冰类型，同时通过计算覆冰体积，结合6个区域覆冰密度、体积、所述风速风向传感器（12）及所述温湿度传感器（13）的数据判断出覆冰形状；反之，则返回步骤2重新计算覆冰密度；

步骤4，覆冰形状测量完成后，微处理器（1）将所有的实时数据、覆冰密度、覆冰类型、覆冰形状和对应时间打包，根据设定好的时间间隔1h~2h或上位机发送的传输数据的信号将各项数据上传至上位机，实现覆冰参量及状态的监测。

2.如权利要求1所述的基于叉指电容传感器的覆冰参量和状态的监测方法，其特征在于，所述步骤1中基于叉指电容传感器的覆冰参量和状态的监测系统中所述微处理器（1）还分别连接A/D转换器（3）、光电隔离电路（4）、RS485电路（5）、存储模块（6）、RTC模块（10）、看门狗（7）、通讯模块（8）和电源管理模块（9）。

3.如权利要求2所述的基于叉指电容传感器的覆冰参量和状态的监测方法，其特征在于，所述重力传感器（11）输出端连接所述A/D转换器（3），所述风速风向传感器（12）设在所述输电导线的绝缘支架上表面，并且输出端连接所述光电隔离电路（4），所述温湿度传感器（13）安装在输电导线的绝缘外壳上表面，并且输出端连接所述RS485电路（5），所述电源管理模块（9）的输出端还连接所述通讯模块（8）。

4.如权利要求1所述的基于叉指电容传感器的覆冰参量和状态的监测方法，每个所述覆冰传感器（14）包括叉指电容（16）和叉指电容引线（15），所述叉指电容（16）由两个交叉沿着输电导线轴向放置的U型铜片组成，每个铜片分别连接一叉指电容引线（15），所述叉指电容引线（15）连接所述Σ-Δ电容数字转换器（2）。

5.如权利要求4所述的基于叉指电容传感器的覆冰参量和状态的监测方法，每个所述铜片宽度d₁=1.5mm，两个所述铜片的间距d₂=1.5mm。

6.如权利要求1所述的基于叉指电容传感器的覆冰参量和状态的监测方法，所述Σ-Δ电容数字转换器（2）的型号为AD7746。

7.如权利要求1所述的基于叉指电容传感器的覆冰参量和状态的监测方法，所述微处理器（1）的型号为STM32F407。