雨水敏感型溫濕度傳感裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電氣設(shè)備輸電線路在線監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及到一種用于光傳感污穢在線監(jiān)測(cè)設(shè)備上的雨水敏感型溫濕度傳感裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]輸電線路上的外絕緣污穢度監(jiān)測(cè)，光傳感是一種常見的方法。通過結(jié)合溫濕度傳感與光纖傳感，每日探測(cè)多組數(shù)據(jù)聯(lián)合計(jì)算，利用經(jīng)過訓(xùn)練的數(shù)學(xué)模型，可以計(jì)算絕緣子的污穢度。使用無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)行線路的絕緣污穢度進(jìn)行遠(yuǎn)距離的在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。其中所使用的數(shù)學(xué)模型由對(duì)比試驗(yàn)數(shù)據(jù)訓(xùn)練所得，對(duì)比試驗(yàn)在輸電線路現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，使絕緣子與傳感器同步積污，并同步測(cè)量，直接建立了傳感器的光學(xué)和溫濕度二者探測(cè)量變化與絕緣子污穢度變化的關(guān)系，通?？梢缘玫捷^準(zhǔn)確的污穢度。
[0003]光傳感輸變電設(shè)備污穢在線監(jiān)測(cè)裝置，一般由光傳感、控制單元、電源及供電線路、溫濕度傳感等幾部分構(gòu)成?？刂茊卧?fù)責(zé)其它幾部分的工作控制以及數(shù)據(jù)的收集、處理、與發(fā)送，電源為其余各部分進(jìn)行供電，多數(shù)使用太陽能充電方式。裝置通常為一體化設(shè)計(jì)，安裝到輸電線路桿塔橫擔(dān)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)。
[0004]《光傳感器輸變電設(shè)備鹽密在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)》(專利號(hào):201110231489.X)。在該系統(tǒng)中，為了保護(hù)溫濕度探測(cè)器，將其位置隱藏到避免雨水淋濕的區(qū)域，如此則無法收集到是否下雨的信息。由于光傳感器與絕緣子本身的差異性，在下雨時(shí)的污穢度相對(duì)變化與不下雨的情況相比是不一致的，這點(diǎn)需要信息收集并使用數(shù)學(xué)模型來解決，因此設(shè)備收集到是否下雨的信息是模型可否進(jìn)行恰當(dāng)訓(xùn)練的基礎(chǔ)需求?；跐穸葌鞲衅髋c雨水接觸時(shí)可以突變顯示為高濕度，則為濕度傳感器定性探測(cè)下雨信息提供了可能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述存在的不足，提供一種使傳感面與雨水發(fā)生一定的接觸并探測(cè)到其導(dǎo)致的濕度變化，為高精度算法模型提供對(duì)下雨天氣有區(qū)分度的溫濕度數(shù)據(jù)輸入，提高光傳感污穢監(jiān)測(cè)設(shè)備在下雨日期上的計(jì)算精度的雨水敏感型溫濕度傳感裝置。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
雨水敏感型溫濕度傳感裝置，其特征在于:包括一個(gè)固定在在線監(jiān)測(cè)設(shè)備的太陽能板下方的溫濕度傳感器結(jié)構(gòu)件，溫濕度傳感器結(jié)構(gòu)件一側(cè)安裝有溫濕度傳感器，溫濕度傳感器面朝向設(shè)備外側(cè)，并豎直放置，并在溫濕度傳感器外罩有雨水導(dǎo)流機(jī)構(gòu)，雨水導(dǎo)流機(jī)構(gòu)為豎直設(shè)置的筒狀結(jié)構(gòu)；溫濕度傳感器結(jié)構(gòu)件另一側(cè)安裝有固定件，固定件為桿狀結(jié)構(gòu)，并設(shè)有導(dǎo)線將溫濕度傳感器連接到在線監(jiān)測(cè)設(shè)備的控制單元與電源。
[0007]在上述方案中，所述的固定件內(nèi)設(shè)有供電連接線路與信號(hào)連接線路，供電連接線路與信號(hào)連接線路一端與溫濕度傳感器結(jié)構(gòu)件內(nèi)部的溫濕度數(shù)據(jù)采集與前置處理電路連接，一端與污穢監(jiān)測(cè)設(shè)備連接。
[0008]在上述方案中，所述的雨水導(dǎo)流機(jī)構(gòu)形狀為上下兩個(gè)同心的厚環(huán)狀與外側(cè)平板的組合形狀，平板將兩個(gè)厚環(huán)連接在一起，引導(dǎo)雨水從兩個(gè)厚環(huán)中通過，達(dá)到使雨水運(yùn)行方向較為平行于傳感面，且不產(chǎn)生積水的效果。外側(cè)平板提供機(jī)械防護(hù)，并可阻止大風(fēng)條件下雨水對(duì)傳感面的浸泡。
[0009]本發(fā)明的原理在于，溫濕度傳感器外側(cè)安裝一個(gè)雨水導(dǎo)流機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)所起作用為將從上方落下的雨水引導(dǎo)從溫濕度傳感器的傳感面外經(jīng)過，并且部分地與傳感面接觸，所有進(jìn)入導(dǎo)流機(jī)構(gòu)的雨水最后都從其下方開口漏出。該導(dǎo)流機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)主要考慮兩個(gè)方面:既要使傳感器探頭能夠直接接觸到雨水，具備雨水敏感性；同時(shí)，保證溫濕度傳感面較少積水，也對(duì)傳感器起到橫向機(jī)械保護(hù)作用。
[0010]污穢監(jiān)測(cè)設(shè)備污穢度數(shù)值是由每日采集光參數(shù)和溫濕度數(shù)據(jù)結(jié)束后啟用算法模型對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算所得，并通過無線通信方式發(fā)送到人工監(jiān)控后臺(tái)終端。算法模型訓(xùn)練所需使用的數(shù)據(jù)為監(jiān)測(cè)設(shè)備在污穢現(xiàn)場(chǎng)與絕緣子同步積污試驗(yàn)并分別測(cè)量所得的對(duì)比數(shù)據(jù)。模型經(jīng)過計(jì)算機(jī)訓(xùn)練，建立所測(cè)光參數(shù)和溫濕度數(shù)據(jù)與絕緣子人工測(cè)量污穢度的關(guān)系。使用上述溫濕度傳感裝置的污穢監(jiān)測(cè)設(shè)備，所計(jì)算數(shù)據(jù)相比原有結(jié)構(gòu)，在下雨的日期上的計(jì)算精度將得到顯著的提高。
[0011]本發(fā)明的有益效果在于:
本發(fā)明裝置為高精度算法模型提供對(duì)下雨天氣有區(qū)分度的溫濕度數(shù)據(jù)輸入，能夠提高光傳感污穢監(jiān)測(cè)設(shè)備在下雨日期上的計(jì)算精度。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)示意圖；
圖2為本發(fā)明實(shí)施例的工作狀態(tài)結(jié)構(gòu)圖；
圖中溫濕度傳感裝置、2光傳感器、3控制單元及電池模塊、4太陽能電池板、5溫濕度傳感面、6溫濕度傳感器結(jié)構(gòu)件、7雨水導(dǎo)流結(jié)構(gòu)、8上厚環(huán)、9下厚環(huán)、10固定件、11供電連接線路、12信號(hào)連接線路。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明:
如圖1圖2所示，本發(fā)明包括一個(gè)溫濕度傳感器結(jié)構(gòu)件6，溫濕度傳感面5，一個(gè)雨水導(dǎo)流結(jié)構(gòu)7，固定件10，供電連接線路11與信號(hào)連接線路12，各部位的連接關(guān)系如下:
溫濕度傳感面5和雨水導(dǎo)流結(jié)構(gòu)7固定在溫濕度傳感器結(jié)構(gòu)件6的表面上，溫濕度傳感器結(jié)構(gòu)件6和固定件10連接，供電連接線路11與信號(hào)連接線路12安裝在固定件10內(nèi)部，一端與溫濕度傳感器結(jié)構(gòu)件6內(nèi)部的溫濕度數(shù)據(jù)采集與前置處理電路連接，一端與污穢監(jiān)測(cè)設(shè)備連接。
[0014]如圖2所示，本發(fā)明通過剛性結(jié)構(gòu)件固定在廣傳感污穢在線監(jiān)測(cè)設(shè)備的太陽能電池板下方。光傳感輸變電設(shè)備鹽密在線監(jiān)測(cè)裝置，由太陽能電池板4、溫濕度傳感裝置1、光傳感器2、控制單元及電池模塊3構(gòu)成。其中控制單元負(fù)責(zé)其它幾部分的工作控制以及數(shù)據(jù)的收集、處理、與發(fā)送，電池為其余各部分進(jìn)行供電，太陽能電池板為蓄電池進(jìn)行充電。
[0015]溫濕度傳感面5垂直布置，面向污穢在線監(jiān)測(cè)設(shè)備的外側(cè)，其平面與太陽能電池板的外側(cè)對(duì)齊。雨水導(dǎo)流結(jié)構(gòu)7形狀設(shè)計(jì)為上厚環(huán)8和下厚環(huán)9兩個(gè)厚環(huán)狀組合外側(cè)平板，引導(dǎo)雨水從雙環(huán)中通過，達(dá)到使雨水運(yùn)行方向較為平行于傳感面，且不產(chǎn)生積水的效果。外側(cè)平板提供機(jī)械防護(hù)，并可阻止大風(fēng)條件下雨水對(duì)傳感面的浸泡。工作時(shí)傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境中的溫濕度，并通過信號(hào)連接線路11將探測(cè)得到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)轿鄯x在線監(jiān)測(cè)設(shè)備的控制單元3內(nèi)進(jìn)行處理。
[0016]為得到計(jì)算污穢度所用數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行以下試驗(yàn):將安裝了上述雨水敏感型溫濕度傳感裝置的污穢在線監(jiān)測(cè)設(shè)備與清潔絕緣子安裝到人工染污實(shí)驗(yàn)空間，進(jìn)行同步染污試驗(yàn)，多次人工測(cè)量零掛絕緣子的污穢度，并同步獲取污穢在線監(jiān)測(cè)設(shè)備的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，以此數(shù)據(jù)為依據(jù)對(duì)算法模型進(jìn)行訓(xùn)練得到監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與絕緣子污穢度的關(guān)系模型。
[0017]使用上述模型與設(shè)計(jì)的污穢在線監(jiān)測(cè)設(shè)備，安裝到輸電線路污穢現(xiàn)場(chǎng)，仍然與零掛絕緣子同步安裝，以檢驗(yàn)其計(jì)算精度。為了比較結(jié)構(gòu)的改進(jìn)效果，同步安裝原有結(jié)構(gòu)的污穢在線監(jiān)測(cè)設(shè)備，進(jìn)行同步的計(jì)算。圖中可見在下雨導(dǎo)致鹽密下降的日期上的計(jì)算精度得到較明顯的改善。121條對(duì)比測(cè)試記錄所得平均偏差從0.0028mg/cm~2降低到0.0021 mg/cnT2，該結(jié)果表明，本發(fā)明可以更好地反映由于雨水對(duì)絕緣子的清洗效果，提供了更準(zhǔn)確的污穢度監(jiān)測(cè)。以上說明僅為本發(fā)明的應(yīng)用實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來限定本發(fā)明之權(quán)利范圍，因此依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所作的等效變化，仍屬本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.雨水敏感型溫濕度傳感裝置，其特征在于:包括一個(gè)固定在在線監(jiān)測(cè)設(shè)備的太陽能板下方的溫濕度傳感器結(jié)構(gòu)件，溫濕度傳感器結(jié)構(gòu)件一側(cè)安裝有溫濕度傳感器，溫濕度傳感器面朝向設(shè)備外側(cè)，并豎直放置，并在溫濕度傳感器外罩有雨水導(dǎo)流機(jī)構(gòu)，雨水導(dǎo)流機(jī)構(gòu)為豎直設(shè)置的筒狀結(jié)構(gòu)；溫濕度傳感器結(jié)構(gòu)件另一側(cè)安裝有固定件，固定件為桿狀結(jié)構(gòu)，并設(shè)有導(dǎo)線將溫濕度傳感器連接到在線監(jiān)測(cè)設(shè)備的控制單元與電源。
2.如權(quán)利要求1所述的雨水敏感型溫濕度傳感裝置，其特征在于:所述的固定件內(nèi)設(shè)有供電連接線路與信號(hào)連接線路，供電連接線路與信號(hào)連接線路一端與溫濕度傳感器結(jié)構(gòu)件內(nèi)部的溫濕度數(shù)據(jù)采集與前置處理電路連接，一端與污穢監(jiān)測(cè)設(shè)備連接。
3.如權(quán)利要求1所述的雨水敏感型溫濕度傳感裝置，其特征在于:所述的雨水導(dǎo)流機(jī)構(gòu)形狀為上下兩個(gè)同心的厚環(huán)狀與外側(cè)平板的組合形狀，平板將兩個(gè)厚環(huán)連接在一起，弓丨導(dǎo)雨水從兩個(gè)厚環(huán)中通過。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種雨水敏感型溫濕度傳感裝置。包括一個(gè)固定在線監(jiān)測(cè)設(shè)備的太陽能板下方的溫濕度傳感器結(jié)構(gòu)件，溫濕度傳感器結(jié)構(gòu)件一側(cè)安裝有溫濕度傳感器，溫濕度傳感器面朝向設(shè)備外側(cè)，并豎直放置，并在溫濕度傳感器外罩有雨水導(dǎo)流機(jī)構(gòu)，雨水導(dǎo)流機(jī)構(gòu)為豎直設(shè)置的筒狀結(jié)構(gòu)；溫濕度傳感器結(jié)構(gòu)件另一側(cè)安裝有固定件，固定件為桿狀結(jié)構(gòu)，并設(shè)有導(dǎo)線將溫濕度傳感器連接到在線監(jiān)測(cè)設(shè)備的控制單元與電源。本發(fā)明裝置為高精度算法模型提供對(duì)下雨天氣有區(qū)分度的溫濕度數(shù)據(jù)輸入，能夠提高光傳感污穢監(jiān)測(cè)設(shè)備在下雨日期上的計(jì)算精度。
【IPC分類】G01N21-94, G01D21-02
【公開號(hào)】CN104749192
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510016772
【發(fā)明人】鄧慰, 鄧鶴鳴, 李煉煉, 馮滿, 白波, 高旭, 鄢哲
【申請(qǐng)人】國網(wǎng)電力科學(xué)研究院武漢南瑞有限責(zé)任公司
【公開日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2015年1月14日