一种用于输电铁塔模态识别的激励装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于输电铁塔模态识别的激励装置，包括壳体和设置在壳体内部的高强磁铁、高强度螺旋弹簧、套筒和电磁铁；壳体为圆柱形，分为上壳体和下壳体两部分，上壳体和下壳体之间通过螺纹连接。对于研究输电铁塔的动态响应及模态参数识别具有重大意义。

【技术实现步骤摘要】
一种用于输电铁塔模态识别的激励装置
本专利技术属于输电线路状态监测与故障诊断
，具体涉及一种用于输电铁塔模态识别的激励装置。
技术介绍
在电力系统中，输电铁塔作为电力传输的重要组成部分，其安全运行是保证电能输送能力的重要因素。输电铁塔所处地势条件复杂，时常发生位移，倾斜，开裂，沉落等现象。尤其是在恶劣自然现象(如雨雪、大风等)或人为破坏等原因造成塔体沉降倾斜，造成输电线路和通信网络中断，甚至引起倒塔事故。近几年来输电铁塔事故更是愈发频繁，造成不可估量的损失。近些年来国内外对与输电铁塔做了不少的研究，很多学者试图通过实验仿真和受力分析解决这个问题，并做出了不少的理论研究，但仅仅只是停留在理论，缺乏输电铁塔实时运行分析与验证。一些学者通过在输电铁塔加装倾角传感器的方法测量铁塔倾斜，但其只能间接反映铁塔整体形变较大时的受力及负荷平衡的状态参数，对铁塔形变较小或局部杆件屈服破坏的等隐形故障往往不能及时发现。一些学者通过在输电铁塔上加装应变传感器来实现远程监测铁塔结构损伤，普通的应变传感器测量范围小精度低，对于微小的损伤更是很难很好的识别，且安装数量、安装位置以及粘贴方向限制了该方法的发展。模态技术的发展，促进了部分学者对输电铁塔动态性能的分析，通过监测环境风速、风向和输电铁塔加速度，研究环境载荷下的输电铁塔的振动响应。铁塔的振动响应能够较好的反映铁塔的结构状况，然而风作用下的铁塔振动微弱，有些地区风激励更是很难使得输电铁塔发生明显振动。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于输电铁塔模态识别的激励装置，可以根据实际需求产合适的脉冲激励，使得铁塔受迫振动，解决风激励大小不一、不连续等问题，本专利技术的技术方案是，一种用于输电铁塔模态识别的激励装置，包括壳体和设置在壳体内部的高强磁铁、高强度螺旋弹簧、套筒和电磁铁；壳体为圆柱形，分为上壳体和下壳体两部分，上壳体和下壳体之间通过螺纹连接。本专利技术的特点在于，下壳体的底部固定有高强磁铁，在距离下壳体底面cm处的侧壁上设置有四个楔子，下壳体的顶部固定有一个隔板，隔板上表面固定有主电路板。主电路板上连接有伸缩导线，伸缩导线通过隔板上的线孔，然后与下方的电磁铁和冲击力传感器连接。伸缩导线设置为螺旋形；高强磁铁采用钕铁硼材料，其为圆环形状。套筒的底面直径与高强磁铁内径相同，卡在高强磁铁的内孔内，套筒顶端设置有环状边沿，套筒的筒体，相对的位置开有两个通槽，环状边沿的外径比电磁铁的内直径大，且小于壳体的直径，在环状边沿的下表面设置有一层海绵。套筒外侧套装有高强度螺旋弹簧，套筒的外径比高强度螺旋弹簧的内径小，高强度螺旋弹簧一端固定在高强磁铁上，另一端连接在电磁铁上。电磁铁的横截面为环状，套装在套筒上，沿着电磁铁的内直径方向设置有钢板，钢板的宽度比通槽的宽度小，钢板恰好位于套筒的两个通槽中，钢板的中间位置向下垂直设置有一个连接杆，连接杆的下部连接有冲击力传感器，冲击力传感器的下方安装有锤头。电路板包括依次连接的电荷放大器、MCU和蓝牙模块，MCU还与驱动电路、和TTL接口连接，驱动电路通过伸缩导线与电磁铁连接，蓝牙模块还可通过蓝牙信号与手机和/或电脑连接。MCU采用FPGA芯片。MCU与电源板及充电电池依次连接，电源板还和接线端子连接，接线端子伸出壳体。本专利技术的有益效果是，设计了一种用于输电铁塔模态识别的激励装置，装置体积小、重量轻、安装使用方便。用户可以利用手机或PC通过蓝牙实现与装置的短距离通讯，操作简单方便。此外扩展TTL接口可以支持装置与其它装置的连接，实用性强。装置的MCU嵌入有高精度卡尔曼滤波算法和快速傅立叶变换算法，可实现数据的高精度采集和时域至频域的变换。附图说明图1是本专利技术用于输电铁塔模态识别的激励装置的结构示意图；图2是本专利技术用于输电铁塔模态识别的激励装置中套筒结构示意图；图3是本专利技术用于输电铁塔模态识别的激励装置中的电磁铁的结构示意图；图4是本专利技术用于输电铁塔模态识别的激励装置的模块结构框图。图中，1.壳体，1-1.上壳体，1-2.下壳体，1-3.隔板，1-4.楔子，1-5.线孔，1-6.电源板，1-7.充电电池，1-8接线端子，2.高强磁铁，3.高强度螺旋弹簧，4.套筒，4-1.环状边沿，4-2.通槽，4-3.海绵，4-4.筒体，5.电磁铁，5-1.伸缩导线，5-2.钢板，5-3.连接杆，6.冲击力传感器，7.锤头，8.电路板，8-1.MCU，8-2.驱动电路，8-3.电荷放大器，8-4.蓝牙模块，8-5.TTL接口。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对专利技术进行详细说明。一种用于输电铁塔模态识别的激励装置，如图1所示，包括壳体1，和设置在壳体1内部的高强磁铁2、高强度螺旋弹簧3、套筒4和电磁铁5；壳体1为圆柱形，分为上壳体1-1和下壳体1-2两部分，上壳体1-1和下壳体1-2之间通过螺纹连接，可实现壳体上下两部分的拆卸。壳体1的底面直径8cm、上下两部分合起来共高13cm，由304不锈钢材料制作，可以防止风吹日晒，同时防止环境对装置内部造成损伤。下壳体1-2的底部固定有高强磁铁2，在距离下壳体1-2底面2cm处的侧壁上设置有四个楔子1-4，用于限定高强磁铁2的位置，防止高强磁铁松动发生侧移，利用胶枪粘合使得高强磁铁与壳体1底部的内壁固定连接，且高强磁铁2的底面即作为整个装置的底面，通过磁力吸附在铁塔表面。下壳体1-2的顶部固定有一个隔板1-3，隔板1-3上表面固定有主电路板8，主电路板8上连接有伸缩导线5-1，伸缩导线通过隔板1-3上的线孔1-5，然后与下方的电磁铁5和冲击力传感器6连接，伸缩导线5-1设置为螺旋形；在正常状态下处于压缩状态，在激励装置工作时随着高强磁铁1-2的运动而拉伸。高强磁铁2采用钕铁硼材料，其为圆环形状，外直径8cm，内直径4cm，高2cm。由于高强磁铁2具有很强的吸引力，使得装置可以牢牢的吸附在铁塔塔材上，再利用防水胶泥粘合与铁材的接触面，安装极为方便。如图2所示，套筒4采用铝合金材料，套筒4的高度为10cm，套筒4的底面直径与高强磁铁2内径相同，卡在高强磁铁2的内孔2-1内。套筒4顶端设置有环状边沿4-1，环状边沿4-1的外径比电磁铁的内直径大2～3cm，且小于壳体的直径，在环状边沿4-1的下表面设置有一层海绵4-3，用于防止电磁铁恢复时，碰撞环状边沿导致对装置造成损伤。套筒4的筒体4-4，相对的位置开有两个通槽4-2，套筒4外侧套装有高强度螺旋弹簧3，套筒的外径比高强度螺旋弹簧3的内径小1～2cm；高强度螺旋弹簧3一端固定在高强磁铁2上，另一端连接在电磁铁5上。电磁铁5的横截面为环状，套装在套筒4上，电磁铁5的内径比套筒4的外径大1～2cm；电磁铁5选用直流吸盘式电磁铁，其横截面形状为圆环状，其内直径为4.2cm，外直径为7.0cm。如图3所示，沿着电磁铁5的内直径方向设置有钢板5-2，钢板5-2的宽度比通槽4-2的宽度小，使得在电磁铁套装在套筒4上的时候，钢板5-2恰好位于套筒4的两个通槽4-2中，起到限位的作用，保证电磁铁上下运动的时候不发生歪斜。钢板5-2的中间位置向下垂直设置有一个连接杆5-3，连接杆5-3的下部连接有冲击力传感器6，冲击力传感器6的下方安装有锤头7，冲击力传感器6采用HAD-QSY8301-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于输电铁塔模态识别的激励装置，其特征在于，包括壳体(1)和设置在壳体(1)内部的高强磁铁(2)、高强度螺旋弹簧(3)、套筒(4)和电磁铁(5)；所述的壳体(1)为圆柱形，分为上壳体(1‑1)和下壳体(1‑2)两部分，上壳体(1‑1)和下壳体(1‑2)之间通过螺纹连接。

【技术特征摘要】
1.一种用于输电铁塔模态识别的激励装置，其特征在于，包括壳体(1)和设置在壳体(1)内部的高强磁铁(2)、高强度螺旋弹簧(3)、套筒(4)和电磁铁(5)；所述的壳体(1)为圆柱形，分为上壳体(1-1)和下壳体(1-2)两部分，上壳体(1-1)和下壳体(1-2)之间通过螺纹连接。2.根据权利要求1所述的用于输电铁塔模态识别的激励装置，其特征在于，所述的下壳体(1-2)的底部固定有高强磁铁(2)，在距离下壳体(1-2)底面2cm处的侧壁上设置有四个楔子(1-4)，所述的下壳体(1-2)的顶部固定有一个隔板(1-3)，所述的隔板(1-3)上表面固定有主电路板(8)。3.根据权利要求2所述的用于输电铁塔模态识别的激励装置，其特征在于，所述的主电路板(8)上连接有伸缩导线(5-1)，所述的伸缩导线通过隔板(1-3)上的线孔(1-5)，然后与下方的电磁铁(5)和冲击力传感器(6)连接。4.根据权利要求3所述的用于输电铁塔模态识别的激励装置，其特征在于，所述的伸缩导线(5-1)设置为螺旋形；所述的高强磁铁(2)采用钕铁硼材料，其为圆环形状。5.根据权利要求1所述的用于输电铁塔模态识别的激励装置，其特征在于，所述的套筒(4)的底面直径与高强磁铁(2)内径相同，卡在高强磁铁(2)的内孔(2-1)内，所述的套筒(4)顶端设置有环状边沿(4-1)，所述的套筒(4)的筒体(4-4)，相对的位置开有两个通槽(4-2)，所述的环状边沿(4-1)的外径比电磁铁的内直径大，且小于壳体的直径，在所述的环状边沿(4-1)的下表面设置有一层海绵(4-3)。6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄新波，赵钰，赵隆，郑天堂，
申请(专利权)人：西安工程大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61