输电线路导线对建筑物距离监测系统的制作方法

本发明涉及一种输电线路导线对建筑物距离监测系统，属于电力测量技术领域。

背景技术：

目前城市发展迅速导致建筑物距离导线距离越来越近，虽然在安全距离内，但是随着负荷增加及常年运行，运维部门需要掌握导线在风偏状态下距离周围建筑物的距离及发展趋势，及时排除故障隐患。

现有排除故障隐患的方法是人工定期测量，这种方法耗费大量人力物力。因此，急需研制一种导线对周围建筑物距离监测系统，可以实时监测导线在各种状态下距离周围建筑物距离，通过导线对周围建筑物距离监测预警平台与独立式距离监测器及距离数据通讯器完成距离监测功能，达到远程监测目的。

技术实现要素：

本发明为了解决现有技术存在的问题，提出一种输电线路导线对建筑物距离监测系统。

本发明采用的技术方案如下：

输电线路导线对建筑物距离监测系统，其特征是，该系统包括输电线路导线对建筑物距离监测装置、输电线路导线对建筑物距离监测数据通讯器和输电线路导线对建筑物距离监测报警装置；输电线路导线对建筑物距离监测装置监测的数据通过输电线路导线对建筑物距离监测数据通讯器发送给输电线路导线对建筑物距离监测报警装置，实现实时监测、传输和报警。

所述输电线路导线对建筑物距离监测装置：主振信号源产生主振信号经由信号调制驱动模块和半导体激光器调制发射出去，经过建筑物散射和反射回来；

接收到的光由接收透镜组和雪崩二极管转换为电信号；

电信号与本振信号源产生的本振信号进入第二混频器进行混频，该路信号为测量信号；主振信号源和本振信号源产生的信号直接进入第一混频器进行混频，该路信号为参考信号；

测量信号和参考信号经过信息处理模块完成模数转换、采样和相位差计算，得到装置与建筑物之间的距离值；

控制存储模块控制并存储从信息处理模块得到的测量值，并按照监测要求控制无线发射模块将测量值和定位值传输到电力监控部门；太阳能电池板用于接收能量转化为电能，电能进入蓄电池存储用于各光电器件能量损耗。

所述主振信号源和本振信号源为直接信号频率合成器。

所述半导体激光器为1550nm波段半导体激光器。

所述发射透镜组和接收透镜组，表面镀有1550nm波段增透膜，另外含有窄带滤波片，用于过滤杂散光。

所述雪崩二极管为ingaas二极管，在1550nm波段有较高响应效率。

所述无线发射模块包含无线微波发射模块及gps定位模块。

所述输电线路导线对建筑物距离监测距离数据通讯器：接收导线与无线发射模块相连，无线发射模将数据通过接收导线传输进入数据处理模块；

数据处理模块整理和处理监测装置的信号和位置信息并将数据发给主控模块；

主控模块根据无线微波接收模块接收的信号来判定无线微波波段信息是否通畅，如果通畅直接将接收的信号发给无线微波发射模块完成数据传输和转发；如果反馈无线微波波段不通畅，将接收的信号发到gsm模块或卫星通信模块通过手机移动网络或卫星网络完成数据传输和转发，从而实现监测终端与监测平台之间的数据通讯。

所述输电线路导线对建筑物距离监测预警装置，其包括以下部件：微波天线、电检波模块、自适应信号放大模块、信号采集模块、信号存储器、主控计算机和监视屏幕依次连接，主控计算机和报警器连接；

无线微波发射模块、gsm模块或卫星通信模块发射的各个输电线路导线测量点传输的距离测量信息经由天线进入电检波模块；

电检波模块将所选择的信号送入自适应信号放大模块；

自适应信号放大模块将放大后的信号送入信号采集模块；

信号采集模块完成排序和采集将信号送入信号存储器；

信号存储器完成数据存储；

主控计算机对信号存储器所存储的数据进行数据分析和趋势预测；

主控计算机发出指令在监视屏幕上显示具体的位置和距离测量信息，同时发出指令控制报警器发出报警信号。

本发明的有益效果是：

1、该系统相比于雷达测距，采用相位式激光测距原理，短距离测量精度高，可达到毫米级别；具有太阳能供电系统，可以长时间免维护；具有测量信息存储和发射功能，可以完成测量信号和定位信号的实时远距离监控；发射激光波长处于人眼安全波段，对生活区无影响；监测导线在风偏及其他状态下对于周围建筑物的距离，实时传输距离状态数据，取代人工定期测量方式，提高线路维护效率。

2、该系统的预警装置通过天线实时接收各个输电线路导线测量点数据，同时主控计算机根据传输来数据实时进行数据分析、趋势预测和预先报警。相比于传统离散点的人工数据收集和后续分析，具有实时监测、分析和报警优点，避免了人工数据采集的负担。

3、该系统数据通讯器具有三种通信发射模块即无线微波发射模块、gsm模块和卫星通信模块，主控模块根据实际通信情况具有自适应选择通信发射模块完成持续通信的功能；该距离数据通讯器实现数据远程传输。

附图说明

图1为本发明输电线路导线对建筑物距离监测装置的结构框图，该图兼作为摘要附图。

图2为本发明输电线路导线对建筑物距离监测数据通讯器的结构框图。

图3为本发明输电线路导线对建筑物距离监测报警装置的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

输电线路导线对建筑物距离监测系统，包括输电线路导线对建筑物距离监测装置、输电线路导线对建筑物距离监测数据通讯器和输电线路导线对建筑物距离监测报警装置。输电线路导线对建筑物距离监测装置监测的数据通过输电线路导线对建筑物距离监测数据通讯器发送给输电线路导线对建筑物距离监测报警装置，实现实时监测、传输和报警。

如图1所示，输电线路导线对建筑物距离监测装置，具体包括以下部件：主振信号源1、信号调制驱动模块2、半导体激光器3、发射透镜组4、接收透镜组5、雪崩二极管6、本振信号源7、第一混频器8、第二混频器9、信号处理模块10、控制存储模块11、无线发射模块12、太阳能电池板13和蓄电池14。

所述主振信号源1产生主振信号经由信号调制驱动模块2和半导体激光器3调制发射出去，经过建筑物散射和反射回来。接收到的光由接收透镜组5和雪崩二极管6转换为电信号。电信号与本振信号源7产生的本振信号进入第二混频器9进行混频，该路信号为测量信号。主振信号源1和本振信号源7产生的信号直接进入第一混频器8进行混频，该路信号为参考信号。测量信号和参考信号经过信息处理模块10完成模数转换、采样和相位差计算，得到装置与建筑物之间的距离值。控制存储模块11控制并存储从信息处理模块10得到的测量值，并按照监测要求控制无线发射模块12将测量值和定位值传输到电力监控部门。太阳能电池板13用于接收能量转化为电能，电能进入蓄电池14存储用于各光电器件能量损耗。

所述主振信号源1和本振信号源7为直接信号频率合成器(简称dds)。

所述半导体激光器3为1550nm波段半导体激光器。

所述发射透镜组4和接收透镜组5，表面镀有1550nm波段增透膜，另外含有窄带滤波片，用于过滤杂散光。

所述雪崩二极管6为ingaas二极管，在1550nm波段有较高响应效率。

所述无线发射模块12包含无线微波发射模块及gps定位模块，可将测量值及定位值实时发送到电力监控部门。

如图2所示，输电线路导线对建筑物距离监测距离数据通讯器，具体包括以下部件：接收导线15，gps模块16，数据处理模块17，主控模块18，无线微波发射模块19、gsm模块20、卫星通信模块21和无线微波接收模块22。

接收导线15与无线发射模块12相连，无线发射模块12将数据通过接收导线15传输进入数据处理模块17，而gps模块16发射的实时装置信息也进入数据处理模块17。数据处理模块17整理和处理监测装置的信号和位置信息并将数据发给主控模块18。主控模块18根据无线微波接收模块22接收的信号来判定无线微波波段信息是否通畅，如果通畅可直接将接收的信号发给无线微波发射模块19完成数据传输和转发。如果反馈无线微波波段不通畅，可将接收的信号发到gsm模块20和卫星通信模块21通过手机移动网络和卫星网络完成数据传输和转发，从而实现监测终端与监测平台之间的数据通讯。

所述接收导线15，用于接收导线对建筑物距离监测装置传输来的数据。

所述gps模块16，用于实时接收和校正装置的位置信息。

所述数据处理模块17，用于整理和处理监测装置的信号和位置信息。

所述主控模块18，根据接收信号反馈来选择将数据发给相应发射模块。

所述无线微波发射模块19为微波波段的发射模块。

所述gsm模块20，其包括gsm射频芯片、基带处理芯片、存储器、功放器件等集成，是基于gsm网络完成数据传输。

所述卫星通信模块21，利用通信卫星频段完成数据传输。

如图3所示，输电线路导线对建筑物距离监测预警装置，具体包括以下部件：天线23，电检波模块24，自适应信号放大模块25，信号采集模块26，信号存储器27、主控计算机28、监视屏幕29和报警器30。微波天线23、电检波模块24、自适应信号放大模块25、信号采集模块26、信号存储器27、主控计算机28和监视屏幕29依次连接，主控计算机28和报警器30连接。

无线微波发射模块19、gsm模块20或卫星通信模块21发射的各个输电线路导线测量点传输的距离测量信息经由天线23进入电检波模块24，电检波模块24根据频率分配等信息完成了信号的选择和挑选。电检波模块24将所选择的信号送入自适应信号放大模块25完成信号的多级放大，同时根据信号的强度起伏自适应稳定输出信号。自适应信号放大模块25将放大后的信号送入信号采集模块26完成排序和采集，而后进入信号存储器27完成数据存储。主控计算机28对所存储的数据进行数据分析和趋势预测，相关曲线、表格和重要的数据指标转发到监视屏幕29中实时显示。如果某些测量点的距离测量数据过小或是振荡变小的趋势，主控计算机28发出指令在监视屏幕29上显示具体的位置和距离测量信息，也发出指令控制报警器30发出报警信号。

所述天线23用于接收各个输电线路导线测量点传输的距离测量等信息。

所述电检波模块24用于分离并检测出所需的信号。

所述自适应信号放大模块25根据信号的强度起伏自适应稳定输出信号。

所述主控计算机28用于计算和处理大量的输入数据，并作出预测趋势。

所述报警器30接收主控计算机28的控制信号并发出报警信号。