一种测距方法技术

一种测距方法，涉及光学非接触式微位移测量技术，属于电力系统计量与保护领域。解决了现有测距方法测量精度低的问题。本发明专利技术将激光器发出的光束垂直投射到被测物体表面(即：输出棒顶端所在的平面)，经物面的漫反射后的光，由光学收发系统接收到达光电传感器件，当被测物沿着入射光源法线方向移动时，经物面漫反射后光的角度也会发生变化，打到电传感器件上的光点位置也会发生相应的移动，而像移和实际位移存在着一定的换算关系，即通过它们之间具有的关系式，可以间接的由像移计算出物体的真实位移。实现了非接触式微位移的测量。本发明专利技术主要用于检测流经超特高压输电系统母线上的电流及非接触式微位移的测量。

A method of distance measurement

A distance measuring method, which relates to the optical non-contact micro displacement measurement technology, belongs to the field of power system measurement and protection. The problem of low measurement precision of the existing distance measurement method is solved. The invention of the beam of light emitted from the laser to the vertical projection of the measured object surface (i.e., the output rod top plane), the surface reflectance after the light received by the optical transceiver system reaches the photoelectric sensor, when the measured object moves along the normal direction of incident light, the surface diffuse reflection light angle will change, hit the spot position sensor on the part will also have the corresponding movement, like displacement and actual displacement there is a fixed relationship, namely the relationship between them is through, can indirectly by calculating image motion of real object displacement. The measurement of the non-contact micro displacement is realized. The present invention is mainly used to detect the measurement of current and non-contact micro displacement on the busbar of UHV transmission system.

【技术实现步骤摘要】
一种测距方法
本专利技术涉及光学非接触式微位移测量技术，属于电力系统计量与保护领域。
技术介绍
电流互感器是电力系统建设和运行的重要一次设备，为系统地控制和保护提供准确可靠的测量信息，其运行可靠性和测量准确性直接关系到电力系统的安全稳定运行。随着输电技术的快速发展，超特高压输电工程日益增多，电力系统的运行状况需要被牢牢的掌控，这就需要更先进更符合要求的电流传感器来完成这项任务。随着电力工业的发展，近年来科研人员把目光主要聚焦到了研究新型光学电流传感器。按其所应用的材料来划分，目前系统中应用且研究较多的光学电流传感器主要分为三种。一种是以重火石玻璃为代表的传感器，另一种是以光纤作为传感材料的传感器。这两种材料都具有法拉第旋光特性，即将该材料置于由输电线路所产生的磁场中，让一束线偏振光通过该材料，由于法拉第旋光效应，在材料中的线偏振光角度将发生一定偏转，偏转的角度与磁场强度呈线性关系。因此可以通过探测出射光偏转角度监测电流强度。第三种是由光纤布拉格光栅与GMM棒结合起来构成的光学电流传感器。其机理是：将GMM与光纤布拉格光栅沿棒方向粘贴在一起从而同步两种材料的应变，通过测量光栅的波长偏移本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测距方法，所述测距方法是基于测距系统实现的，该测距系统包括非接触式磁场传感单元、光学收发系统(7)、光电传感器件(8)和信号处理单元(9)；非接触式磁场传感单元，用于感应被测输电线路(10)的磁场，并根据磁场的变化产生轴向的伸缩，从而使非接触式磁场传感单元的输出棒(6)移动；光学收发系统(7)发出的光入射到输出棒(6)的顶端，经输出棒(6)的顶端漫反射后，通过光学收发系统(7)入射至光电传感器件(8)，光电传感器件(8)进行光电转化后，输出的电流通过信号处理单元(9)进行处理，信号处理单元(9)根据接收电流的变化，获得光电传感器件(8)上的入射光点距离其光敏面中心间的距离x，进而获取非接触...

【技术特征摘要】
1.一种测距方法，所述测距方法是基于测距系统实现的，该测距系统包括非接触式磁场传感单元、光学收发系统(7)、光电传感器件(8)和信号处理单元(9)；非接触式磁场传感单元，用于感应被测输电线路(10)的磁场，并根据磁场的变化产生轴向的伸缩，从而使非接触式磁场传感单元的输出棒(6)移动；光学收发系统(7)发出的光入射到输出棒(6)的顶端，经输出棒(6)的顶端漫反射后，通过光学收发系统(7)入射至光电传感器件(8)，光电传感器件(8)进行光电转化后，输出的电流通过信号处理单元(9)进行处理，信号处理单元(9)根据接收电流的变化，获得光电传感器件(8)上的入射光点距离其光敏面中心间的距离x，进而获取非接触式磁场传感单元感应被测输电线路(10)的磁场后输出棒(6)移动的距离；所述光学收发系统(7)包括激光器(7-1)、准直透镜(7-2)、接收透镜(7-3)和光学玻璃(7-4)；激光器(7-1)发出的光经光学玻璃(7-4)透射后，垂直入射到输出棒(6)的顶端，经输出棒(6)的顶端漫反射后，依次经光学玻璃(7-4)和接收透镜(7-3)透射后，入射至光电传感器件(8)；光电传感器件(8)的光敏面中心与接收透镜(7-3)的中心和光学玻璃(7-4)上的入射光点在一条直线上；激光器(7-1)轴线延长线、接收透镜(7-3)主平面所在的平面和光电传感器件(8)的光敏面所在的平面，三者交于一点，且满足a为光电传感器件(8)的光敏面中心到接收透镜(7-3)主平面之间的距离；b为收透镜(7-3)主平面与光学玻璃(7-4)上的入射光点间的距离；f为接收透镜(7-3)的焦距；其特征在于，该方法包括如下步骤：步骤一：激光器(7-1)发出的光经光学玻璃(7-4)透射后，垂直入射到输出棒(6)的顶端，经输出棒(6)的顶端漫反射后，依次经光学玻璃(7-4)和接收透镜(7-3)透射后，入射至光电传感器件(8)；步骤二：光电传感器件(8)对接收的入射光进行光电转化后，输出电流I1和I2；步骤三：信号处理单元(9)对接收的电流I1和I2转化为电压V1和V2后，再进行解算处理，获得光电传感器件(8)上的入射光点距离其光敏面中心间的距离x；其中，L为光电传感器件(8)的光敏面总长度，V2为电流I2转换后的电压，V1为电流I1转换后的电压；步骤四：将距离x代入下述公式中，获得输出棒(6)与光学玻璃(7-4)间的距离y，其中，或α为光电传感器件(8)的光敏面中心、接收透镜(7-3)的中心和光学玻璃(7-4)上的入射光点三者所形成的直线与被测物面法线间的夹角；β为光电传感器件(8)的光敏面中心、接收透镜(7-3)的中心和光学玻璃(7-4)上的入射光点三者所形成的直线与光电传感器件(8)的光敏面间的夹角；步骤五：非接触式磁场传感单元用于感应被测输电线路(10)的磁场，并根据步骤一至四计算出非接触式磁场传感单元在感应前、后，输出棒(6)与光学玻璃(7-4)之间的距离y，再将前、后两...

【专利技术属性】
技术研发人员：申岩，张国庆，葛津铭，李洪波，刘劲松，韩月，刘芮彤，杨璐羽，杨滢璇，范维，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23