一种电缆隧道环境检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电缆隧道环境检测装置及方法，装置包括环境监测装置和轨道巡检小车，所述环境监测装置设置在电缆隧道壁上，所述轨道巡检小车设置在隧道内轨道上依次对设置在电缆隧道壁上的环境监测装置进行巡检，且轨道巡检小车在每个环境检测装置处停留时间不超过2分钟，用于收集环境监测装置采集的隧道环境数据。本发明专利技术完成了对电缆隧道环境的监测，实现了对电缆隧道环境的综合分析并根据分析数据进行预警，具有检测灵敏度高、可靠性准确等特点，特别适合应用于无法提供外接电源、隧道距离较长、监测点多的电缆隧道。

An environment detection device and method for cable tunnel

The invention discloses a cable tunnel environment detection device and method. The device includes an environmental monitoring device and a track inspection trolley. The environment monitoring device is set on the cable tunnel wall. The track inspection trolley is set on the tunnel inner track in order to inspect the environmental monitoring device set on the wall of the cable tunnel. The track inspection car does not exceed 2 minutes at each environmental detection device, and is used to collect tunnel environment data collected by environmental monitoring devices. The invention has completed the monitoring of the environment of the cable tunnel, realizes the comprehensive analysis of the environment of the cable tunnel and early-warning according to the analysis data. It has the characteristics of high detection sensitivity and accurate reliability. It is especially suitable for the cable tunnel which can not provide the external power supply, the tunnel distance is long, and the monitoring points are many.

【技术实现步骤摘要】
一种电缆隧道环境检测装置及方法
本专利技术涉及电缆隧道环境检测领域，具体地说是一种电缆隧道环境检测装置及方法。
技术介绍
电缆隧道的应用，满足了城区高负荷密度及其电缆化的供电要求，能有效保障电力通道的输送量，同时也提高通道资源的利用率。电力电缆一般是由导体、绝缘体和热护套组成，运行中的电缆不能够超过上限阈值，否则会引起电力中断，引起火灾；由于电缆隧道位于地下，通风条件不好，加上地下水渗透，使得电缆隧道的湿度增大，影响电力设备的正常运行；电缆隧道中往往存在着裂隙瓦斯，瓦斯会对井下作业的工作人员的身体产生极大的危害，同时，隧道内氧气含量较低直接影响工作人员的正常工作。电缆隧道内部空气不流通、温度较高、潮湿，且容易出现O2含量低，而H2S、CO、CH4等气体含量高的人生和设备安全隐患。因此，对隧道内的温湿度，有害气体浓度，氧气浓度，烟雾浓度和水位等及时的监测，及时排除存在的隐患，同时，保证工作人员的安全工作具有重要的意义。传统隧道环境监测采用有源监测的方式，需要外接电源给环境监测的传感器提供电源，对于距离较长的隧道，需要多个监测点并且需要提供多个电源，极大地造成了运行维护人员的工作负担。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提出了一种电缆隧道环境检测装置及方法，其能够对电缆隧道进行综合监测，具有检测灵敏度高、可靠性高、传输距离长和监测点多等特点。本专利技术解决其技术问题采取的技术方案是：一方面，本专利技术实施例提供的一种电缆隧道环境检测装置，它包括环境监测装置和轨道巡检小车，所述环境监测装置设置在电缆隧道壁上，所述轨道巡检小车设置在隧道内轨道上依次对设置在电缆隧道壁上的环境监测装置进行巡检，且轨道巡检小车在每个环境检测装置处停留时间不超过2分钟，用于收集环境监测装置采集的隧道环境数据；所述轨道巡检小车包括小车车体、处理器、电源模块、第一无线通信模块、超声波传感器、驱动模块、行走机构、升降机构、旋转机构、RFID定位模块和无线充电模块，所述小车车体通过行走机构设置在轨道上，所述处理器、电源模块和驱动模块设置在小车车体内部，所述旋转机构设置在小车车体的下方底部中间位置，所述升降机构的上端与旋转机构连接，所述的RFID定位模块和无线充电模块设置在升降机构的下端，所述小车车体的底部两端分别设置有一个超声波传感器，在小车车体的底部的一端靠近超声波传感器处设置有第一无线通信模块；所述处理器分别与第一无线通信模块、超声波传感器、驱动模块、RFID定位模块和无线充电模块相连，所述驱动模块用于驱动行走机构、升降机构和旋转机构，所述电源模块分别与处理器和无线充电模块电连接；所述环境监测装置包括环境检测传感器、微处理器、无线供电电路和第二无线通信模块，所述环境检测传感器设置在电缆隧道壁上，所述微处理器分别与环境检测传感器、无线供电电路和第二无线通信模块相连，所述无线供电电路与无线充电模块相对应，所述第二无线通信模块与第一无线通信模块相通信。作为本实施例一种可能的实现方式，所述无线充电模块包括大电流无线充电模块，所述大电流无线充电模块的发射端供电电压为DC12V；所述无线供电电路包括无线充电接收端、电容和电源转换模块，所述无线充电接收端接收大电流无线充电模块提供的电能，无线充电接收端输出为5V/500mA，所述电容的输入端与无线充电接收端的输出端相连用于储存接收到的电能，所述电源转换模块的输入端与电容的输出端相连，输出端分别与微处理器和第二无线通信模块相连，用于将5V电源转换为微处理器和第二无线通信模块所需的3.3V工作电压。作为本实施例另一种可能的实现方式，所述无线充电模块包括发射电路，所述无线供电电路包括接收电路；所述发射电路包括逆变电路、发射线圈模块和逆变控制电路，所述逆变电路的输入端与电源模块连接，输出端与发射线圈模块连接，所述逆变控制电路的控制端与逆变电路连接，用于控制逆变电路的工作频率；所述接收电路包括接收线圈模块、整流电路、电容和电源转换模块，所述接收线圈模块的输出端与整流电路的输入端连接，所述电容的输入端与整流电路的输出端相连，用于储存接收到的电能，所述电源转换模块的输入端与电容的输出端相连，输出端分别与微处理器和第二无线通信模块相连，用于将整流电路输出的电压转换为微处理器和第二无线通信模块所需的3.3V工作电压。作为本实施例一种可能的实现方式，所述环境检测传感器包括成直线排列安装于电缆隧道壁上的温度湿度传感器、有害气体传感器、氧气传感器和烟雾传感器，所述的温度湿度传感器、有害气体传感器、氧气传感器和烟雾传感器的输出端分别通过信号调理电路与微处理器的输入端相连。作为本实施例一种可能的实现方式，所述电源转换模块采用可调压DC-DC电源稳压模块。另一方面，本专利技术实施例提供的一种电缆隧道环境检测方法，利用电缆隧道环境检测装置对电缆隧道环境进行检测，检测方法包括以下步骤：步骤1，将环境监测装置安装于电缆隧道壁上；步骤2，启动轨道巡检小车进行巡检；步骤3，轨道巡检小车经过环境监测装置时，通过RFID定位模块对环境监测装置进行定位，根据定位信息，无线充电模块与无线供电电路进行对接，对接后对环境监测装置进行供电；步骤4，环境监测装置对电缆隧道环境进行检测，并将隧道环境数据传递给轨道巡检小车；步骤5，轨道巡检小车获取隧道环境数据后将隧道环境数据发送给上位机，轨道巡检小车将隧道环境数据发送给上位机后继续巡检下一个环境监测装置，轨道巡检小车在每个环境检测装置处停留时间不超过2分钟；步骤6，上位机接收到隧道环境数据后对隧道环境数据进行分析预警。作为本实施例一种可能的实现方式，在步骤3中，所述对环境监测装置进行供电的过程包括以下步骤：所述无线充电模块的大电流无线充电模块发射DC12V的供电电压；所述无线供电电路的无线充电接收端接收大电流无线充电模块发射端提供的电能，并将接收到的电能储存在电容内，利用电源转换模块将电容两端电压转换为3.3V来对微处理器和第二无线通信模块进行供电。作为本实施例另一种可能的实现方式，在步骤3中，所述对环境监测装置进行供电的过程包括以下步骤：所述逆变电路将电源模块的直流电转换为交流电并输出给发射线圈，并利用逆变控制电路控制逆变电路的工作频率；所述接收线圈将接收到的电源电压发送给整流电路，整流电路对接收线圈发送的电源电压进行整流后对电容进行充电，利用电源转换模块将电容两端电压转换为3.3V来对微处理器和第二无线通信模块进行供电。作为本实施例一种可能的实现方式，在步骤4中，所述环境监测装置对电缆隧道环境进行检测的具体过程为：温度湿度传感器、有害气体传感器、氧气传感器和烟雾传感器采用电缆隧道内的温湿度数据、有害气体数据、延期数据和烟雾数据，并分别经过信号调理电路将模拟信号变换为数字信号后发送给微处理器，微处理器通过第二无线通信模块相连将采集的隧道环境数据发送给轨道巡检小车。作为本实施例一种可能的实现方式，在步骤3中，轨道巡检小车经过环境监测装置时通过RFID定位模块对环境监测装置进行定位的具体过程为：轨道巡检小车通过驱动模块驱动升降机构和旋转机构，使RFID定位模块在轨道巡检小车行进过程中能够扫描到环境监测装置；轨道巡检小车利用超声波传感器探测行走路线上有没有障碍物，没有障碍物时通过驱动模块驱动行走机构在轨道上行走；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电缆隧道环境检测装置，其特征是，包括环境监测装置和轨道巡检小车，所述环境监测装置设置在电缆隧道壁上，所述轨道巡检小车设置在隧道内轨道上依次对设置在电缆隧道壁上的环境监测装置进行巡检，且轨道巡检小车在每个环境检测装置处停留时间不超过2分钟，用于收集环境监测装置采集的隧道环境数据；所述轨道巡检小车包括小车车体、处理器、电源模块、第一无线通信模块、超声波传感器、驱动模块、行走机构、升降机构、旋转机构、RFID定位模块和无线充电模块，所述小车车体通过行走机构设置在轨道上，所述处理器、电源模块和驱动模块设置在小车车体内部，所述旋转机构设置在小车车体的下方底部中间位置，所述升降机构的上端与旋转机构连接，所述的RFID定位模块和无线充电模块设置在升降机构的下端，所述小车车体的底部两端分别设置有一个超声波传感器，在小车车体的底部的一端靠近超声波传感器处设置有第一无线通信模块；所述处理器分别与第一无线通信模块、超声波传感器、驱动模块、RFID定位模块和无线充电模块相连，所述驱动模块用于驱动行走机构、升降机构和旋转机构，所述电源模块分别与处理器和无线充电模块电连接；所述环境监测装置包括环境检测传感器、微处理器、无线供电电路和第二无线通信模块，所述环境检测传感器设置在电缆隧道壁上，所述微处理器分别与环境检测传感器、无线供电电路和第二无线通信模块相连，所述无线供电电路与无线充电模块相对应，所述第二无线通信模块与第一无线通信模块相通信。...

【技术特征摘要】
1.一种电缆隧道环境检测装置，其特征是，包括环境监测装置和轨道巡检小车，所述环境监测装置设置在电缆隧道壁上，所述轨道巡检小车设置在隧道内轨道上依次对设置在电缆隧道壁上的环境监测装置进行巡检，且轨道巡检小车在每个环境检测装置处停留时间不超过2分钟，用于收集环境监测装置采集的隧道环境数据；所述轨道巡检小车包括小车车体、处理器、电源模块、第一无线通信模块、超声波传感器、驱动模块、行走机构、升降机构、旋转机构、RFID定位模块和无线充电模块，所述小车车体通过行走机构设置在轨道上，所述处理器、电源模块和驱动模块设置在小车车体内部，所述旋转机构设置在小车车体的下方底部中间位置，所述升降机构的上端与旋转机构连接，所述的RFID定位模块和无线充电模块设置在升降机构的下端，所述小车车体的底部两端分别设置有一个超声波传感器，在小车车体的底部的一端靠近超声波传感器处设置有第一无线通信模块；所述处理器分别与第一无线通信模块、超声波传感器、驱动模块、RFID定位模块和无线充电模块相连，所述驱动模块用于驱动行走机构、升降机构和旋转机构，所述电源模块分别与处理器和无线充电模块电连接；所述环境监测装置包括环境检测传感器、微处理器、无线供电电路和第二无线通信模块，所述环境检测传感器设置在电缆隧道壁上，所述微处理器分别与环境检测传感器、无线供电电路和第二无线通信模块相连，所述无线供电电路与无线充电模块相对应，所述第二无线通信模块与第一无线通信模块相通信。2.如权利要求1所述的一种电缆隧道环境检测装置，其特征是，所述无线充电模块包括大电流无线充电模块，所述大电流无线充电模块的发射端供电电压为DC12V；所述无线供电电路包括无线充电接收端、电容和电源转换模块，所述无线充电接收端接收大电流无线充电模块提供的电能，无线充电接收端输出为5V/500mA，所述电容的输入端与无线充电接收端的输出端相连用于储存接收到的电能，所述电源转换模块的输入端与电容的输出端相连，输出端分别与微处理器和第二无线通信模块相连，用于将5V电源转换为微处理器和第二无线通信模块所需的3.3V工作电压。3.如权利要求1所述的一种电缆隧道环境检测装置，其特征是，所述无线充电模块包括发射电路，所述无线供电电路包括接收电路；所述发射电路包括逆变电路、发射线圈模块和逆变控制电路，所述逆变电路的输入端与电源模块连接，输出端与发射线圈模块连接，所述逆变控制电路的控制端与逆变电路连接，用于控制逆变电路的工作频率；所述接收电路包括接收线圈模块、整流电路、电容和电源转换模块，所述接收线圈模块的输出端与整流电路的输入端连接，所述电容的输入端与整流电路的输出端相连，用于储存接收到的电能，所述电源转换模块的输入端与电容的输出端相连，输出端分别与微处理器和第二无线通信模块相连，用于将整流电路输出的电压转换为微处理器和第二无线通信模块所需的3.3V工作电压。4.如权利要求1至3任意一项所述的一种电缆隧道环境检测装置，其特征是，所述环境检测传感器包括成直线排列安装于电缆隧道壁上的温度湿度传感器、有害气体传感器、氧气传感器和烟雾传感器，所述的温度湿度传感器、有害气体传感器...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛少伟，刘哲，苏菲，李德泉，牟泽刚，孟庆瑞，刘圣安，周金宝，汪培月，李青竹，姜涛，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司济南供电公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：山东,37