[发明专利]一种刀闸测距装置

说明书

本发明公开了一种刀闸测距装置，包括激光干涉仪、MCU控制器、温度补偿模块、振动保护单元、无线传输模块、紧急散热模块和智能控制终端；MCU控制器与激光干涉仪、温度补偿模块、无线传输模块和紧急散热模块连接，激光干涉仪采集刀闸的距离信号传输至MCU控制器，温度补偿模块将温度信号传输至MCU控制器，MCU控制器传输数据至无线传输模块，MCU控制器传输信号至紧急散热模块并控制紧急散热模块，无线传输模块将数据发送至智能控制终端，智能控制终端接收无线传输模块发送的数据，激光干涉仪安装在刀闸夹座内侧，且对准刀闸合闸到位时的光栅测量轴线。实现了精确测量刀闸实际动作的距离位置，从而判断刀闸是否刀闸合闸到位或刀闸分闸到位。

技术领域

本发明涉及电力信息技术领域，尤其涉及一种刀闸测距领域。

背景技术

随着电力物联网概念的发展，智能化开关是非常重要的一个方面，而刀闸分合闸是否到位是智能化开关中的重要监测量。目前的刀闸分合闸测量主要有三种，分别是利用角度传感器监测待测物体姿态，利用超声波测距和红外线测距，不过这几种测距方法在监测刀闸触头状态时会出现一些问题。刀闸在带电工作时会产生较强的磁场导致角度传感器失灵，使得角度传感器无法测量刀闸的运动角度；超声波测距实时性较差，且受户外环境和待测物体形状、材料的影响较大，且并非是点对点的监测模式，在测距时需要采用轮询的方式；红外测距在无太阳光的情况下效果较好，由此户外难以使用，且最小测量范围较高，无法测量较近的物体，且无法测量黑体；超声波测距和红外线测距存在盲区，其中超声波测距盲区一般在10cm以上，红外测距在2.5cm到5cm左右，都无法在近距离做出高精度测距。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种刀闸测距装置，实现了精确测量刀闸是否合闸到位和刀闸合闸到位，智能控制终端可以远程监测刀闸的状态信息。

为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种刀闸测距装置包括激光干涉仪、MCU控制器、温度补偿模块、振动保护单元、无线传输模块、紧急散热模块和智能控制终端。MCU控制器与激光干涉仪、温度补偿模块、无线传输模块和紧急散热模块连接，激光干涉仪采集刀闸的距离信号传输至MCU控制器，温度补偿模块将温度信号传输至MCU控制器，MCU控制器传输数据至无线传输模块，MCU控制器传输信号至紧急散热模块并控制紧急散热模块，无线传输模块将数据发送至智能控制终端，智能控制终端接收无线传输模块发送的数据。

进一步的，激光干涉仪安装在刀闸夹座内侧，且对准刀闸合闸到位时的光栅测量轴线。

进一步的，振动保护单元采用包括微孔橡胶、泡沫塑料等具有一定减震缓冲的单一材料或复合材料制成垫片，减少刀闸动作时对激光干涉仪进行测量带来影响；振动保护单元安装在刀闸夹座内侧，激光干涉仪安装在振动保护单元。

进一步的，温度补偿模块采集环境温度和待测物体温度，温度补偿模块将采集环境温度和刀闸温度信号传输至MCU控制器。

进一步的，温度补偿模块采集的待测物体温度为激光干涉仪在刀闸生成激光的位置温度，且激光生成的位置在刀闸合闸到位时的光栅测量轴线，有效减少因刀闸受热不均匀引起膨胀程度不同带来的影响。

进一步的，为减少待测物体受热膨胀对测量结果的影响，对待测物体进行温度补偿，即对刀闸进行温度补偿；当温度补偿模块采集的温度大于设定的温度阈值时，温度补偿模块进行温度补偿值计算，温度补偿模块将温度补偿值传输至MCU控制器。温度补偿值的计算公式如下：

P＝[1+α(20-T)]

其中P为温度补偿值，α为待测物体线膨胀系数，T为待测物体实际温度。

进一步的，激光干涉仪采集刀闸的距离信号，激光干涉仪将刀闸距离信号传输至MCU控制器，MCU控制器进行刀闸距离计算，计算公式如下：