[实用新型]基于电化学感应式振动传感器的电力杆塔状态监测装置

说明书

本实用新型提出一种基于电化学感应式振动传感器的电力杆塔状态监测装置，该电力杆塔状态监测装置包括电化学感应式振动传感器和控制装置，通过电化学感应式振动传感器对电力杆塔进行双向倾斜角度及振动情况进行监测，控制装置对数据进行处理和分析。解决了现有技术利用电阻应变传感器测量塔杆的应力变化，通过无线通信方式传递监测信息，但电阻应变式传感器对于大应变有较大的非线性，输出信号较弱，灵敏度相对较低的技术问题，本实用新型利用电化学感应式振动传感器，具有工作频带宽、灵敏度高、体积小、重量轻等优点，它结合无线电通信技术、物联网传感器技术及综合信息处理系统等技术实现对电力杆塔状态进行在线监测。

技术领域

本实用新型涉及一种基于电化学感应式振动传感器的电力杆塔状态监测装置，属于电力杆塔状态监测装置技术领域。

背景技术

电力杆塔作为重要的输电设施，故障的出现将会对电力系统和人们的生产、生活造成严重的损失。由雷电、暴风雨雪、山体滑坡、洪水等自然灾害导致电力杆塔地基变形，导致杆塔倾斜、倒塔断线等严重事故发生，同时人为偷盗电力设施、攀爬电力杆塔架、工作人员违章操作施工等各种现象也时有发生。

目前对电力杆塔的巡检主要采用人工巡线和直升飞机巡线的方式。人工巡线费用低廉，但巡视周期较长、劳动强度大，而且很多杆塔因为地形的限制导致人工难于巡视到位而存在巡检盲区；直升机巡线目前主要采用有人驾驶和无人驾驶两种方式，前者最大的缺陷是安全问题，飞机出行容易受到天气的影响，而且成本非常高，应用较少，无人机巡检方式目前大多处在研究初期，系统复杂，运行稳定性及监测范围都存在一定的问题。

有人研究并想利用北斗卫星精确定位技术去实现输电线路杆塔倾斜监测和预警，然而其在实际运行的过程中由于受到多种因素的影响，不可避免的会产生运行误差，为满足杆塔倾斜监测毫米级的精度要求，必须同步观测不少于四颗卫星的信号。

有人提出利用电阻应变传感器测量塔杆的应力变化，通过无线通信方式传递监测信息，但电阻应变式传感器对于大应变有较大的非线性，输出信号较弱，灵敏度相对较低。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述背景技术中提到的利用电阻应变传感器测量塔杆的应力变化，通过无线通信方式传递监测信息，但电阻应变式传感器对于大应变有较大的非线性，输出信号较弱，灵敏度相对较低的技术问题，提出一种基于电化学感应式振动传感器的电力杆塔状态监测装置。

本实用新型提出一种基于电化学感应式振动传感器的电力杆塔状态监测装置，包括电化学感应式振动传感器和控制装置，所述电力杆塔上方安装有电化学感应式振动传感器，通过电化学感应式振动传感器对电力杆塔进行双向倾斜角度及振动情况进行监测，所述控制装置对数据进行处理和分析。

优选地，所述控制装置包括无线通信模块、单片机和射频模块，所述单片机对数据进行处理和分析，所述无线通信模块将区域内的数据传送至监控中心，所述射频模块将各个节点的数据传送至杆塔监测主单元。

优选地，所述电化学感应式振动传感器包括分子-电子涡流转换腔、电磁反馈补偿系统、温度补偿系统、信号采集/处理电路、电源和外壳封装，所述分子-电子涡流转换腔、电磁反馈补偿系统、温度补偿系统、信号采集/处理电路和电源依次连接。

优选地，所述分子-电子涡流转换腔包括电解液密封腔、电解液、若干电极、绝缘隔层和导线，两个电机间设置有绝缘隔层，其中若干电极与绝缘隔层整合封装在同一芯片中。

优选地，当电线塔杆发生倾斜、转动等状况时，电化学感应式振动传感器中的分子-电子涡流转换腔发生姿态变化，电解液随之产生流动，改变电极之间带电离子的浓度，进而在外部电路上产生了变化的电流，并且该电流随着电解液流动的变化而变化，将电流信号转变成单片机能够采集的电压信号，观察电压信号的变化，实现对电力塔杆的监测。