一种工频电场测量系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种工频电场测量系统，包括：能够进行无线传输通信的测量端和接收端，测量端包括：电场信号采集模块，用于利用检测探头对电场信号进行采集；信号调理模块，用于将采集的电场信号经过差分处理转化为第一电压信号后进行信号放大和滤波处理，获取第二电压信号；MCU处理模块，用于对所述第二电压信号进行模数转换处理，获取电场数字信号，并将所述电场数字信号经无线发送模块和无线接收模块发送至MCU控制模块；接收端包括：无线接收模块、MCU控制模块、显示模块、数据存储模块和供电模块，MCU控制模块，用于将所述电场数字信号发送至显示模块进行实时显示，以及发送至数据存储模块进行存储；供电模块，用于为接收端提供电源支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种工频电场测量系统及方法
本专利技术涉及电场测量
，并且更具体地，涉及一种工频电场测量系统及方法。
技术介绍
目前，输电线路周围电场复杂，铺设条件苛刻，电场环境对周围居民有着切身影响，电路检修极其复杂危险，耗费极大的人力和财力。为此国内外先后研制出多种电场测量装置对电场强度进行监测，可以直接测量输电线路周围电场强度，实施有效的监测和分析，为输电线路安全提供可靠的手端和依据。现有的电场测量装置主要分为机械和光学两种测量装置，光学测量装置检测精度高，价格昂贵，普通机械式价格低，但测量装置体积偏大，功耗高，测量精度难以达到要求。
技术实现思路
本专利技术提出了一种工频电场测量系统及方法，以解决现有的电场测量装置体积大、不能实时传输和测量精度低的问题。为了解决上述问题，根据本专利技术的一个方面，提供了一种工频电场测量系统，其特征在于，所述系统包括：能够进行无线传输通信的测量端和接收端，所述测量端包括：电场信号采集模块、信号调理模块、MCU处理模块和无线发送模块，所述接收端包括：无线接收模块、MCU控制模块、显示模块、数据存储模块和供电模块，所述电场信号采集模块，与信号调理模块的输入端相连接，用于利用检测探头对电场信号进行采集，并将采集的电场信号发送至信号调理模块；所述信号调理模块，与MCU处理模块的输入端相连接，用于将所述采集的电场信号经过差分处理转化为第一电压信号后进行信号放大和滤波处理，获取第二电压信号并将所述第二电压信号发送至MCU处理模块；所述MCU处理模块，用于对所述第二电压信号进行模数转换处理，获取电场数字信号，并将所述电场数字信号经无线发送模块和无线接收模块发送至MCU控制模块；所述MCU控制模块，分别与无线接收模块的输出端以及显示模块和数据存储模块的输入端相连接，用于将所述电场数字信号发送至显示模块进行实时显示，以及将所述电场数字信号发送至数据存储模块进行存储；所述供电模块，用于为接收端提供电源支撑。优选地，其中所述信号调理模块包括：电场传感器、正弦波发生器、增益控制器、检测电路、差分转换电路以及信号放大滤波电路，所述正弦波发生器和增益控制器共同控制产生幅值、频率稳定的正弦波输出，驱动电场传感器做周期性机械运动，电场传感器产生跟检测电路检测的外界电场场强成比例的电流信号，所述电流信号经过差分IV转换电路转换成第一电压信号，所述信号放大滤波电路对所述第一电压信号进行信号放大和滤波处理，获取第二电压信号并发送至MCU处理模块。优选地，其中所述无线发送模块和无线接收模块周围的电路板经过抠铜处理，用于防止地屏蔽接收信号。优选地，其中所述系统还包括：上位机，与所述接收端通过USB连接，用于通过MCU控制模块将数据存储模块存储的电场数字信号发送至上位机进行分析处理。优选地，其中所述无线传输通信方式为：蓝牙通信。优选地，其中所述MCU控制模块自带实时时钟，并使用纽扣电池为所述实时时钟供电，保证实时时钟的正常运行。根据本专利技术的另一方面，提供了一种对工频电场进行测量的方法，其特征在于，所述方法包括：电场检测模块利用检测探头对电场信号进行采集；信号调理模块将所述采集的电场信号经过差分处理转化为第一电压信号后进行信号放大和滤波处理，获取第二电压信号；MCU处理模块对所述第二电压信号进行模数转换处理，获取电场数字信号，并将所述电场数字信号经无线发送模块和无线接收模块发送至MCU控制模块；MCU控制模块将所述电场数字信号发送至显示模块进行实时显示，并将所述电场数字信号发送至数据存储模块进行存储。优选地，其中所述信号调理模块，包括：电场传感器、正弦波发生器、增益控制器、检测电路、差分转换电路以及信号放大滤波电路，所述正弦波发生器和增益控制器共同控制产生幅值、频率稳定的正弦波输出，驱动电场传感器做周期性机械运动，电场传感器产生跟检测电路检测的外界电场场强成比例的电流信号，所述电流信号经过差分IV转换电路转换成第一电压信号，所述信号放大滤波电路对所述第一电压信号进行信号放大和滤波处理，获取第二电压信号。优选地，其中所述方法还包括：利用供电模块提供电源支撑。优选地，其中对所述无线发送模块和无线接收模块周围的电路板进行抠铜处理，用于防止地屏蔽接收信号。优选地，其中所述方法还包括：通过MCU控制模块将数据存储模块存储的电场数字信号发送至上位机进行分析处理。优选地，其中所述无线发送模块和无线接收模块间传输通信方式为：蓝牙通信。优选地，其中所述方法还包括：利用MCU控制模块自带的实时时钟进行计时，并使用纽扣电池为所述实时时钟供电，保证实时时钟的正常运行。本专利技术提供了一种工频电场测量系统及方法，测量端和接收端通过无线传输数据，实现电场数据的实时传输显示。在进行电场测量时，利用检测探头对电场信号进行采集；利用信号调理模块将所述采集的电场信号经过差分处理转化为第一电压信号后进行信号放大和滤波处理，获取第二电压信号并将所述第二电压信号；利用MCU处理模块对所述第二电压信号进行模数转换处理，获取电场数字信号，并将所述电场数字信号经无线发送模块和无线接收模块发送至MCU控制模块；并利用MCU控制模块将所述电场数字信号发送至显示模块进行实时显示，以及将所述电场数字信号发送至数据存储模块进行存储。本专利技术通过将测量端和接收端分离，并且对采集的电场信号进行差分处理，降低了工模信号干扰，提高了测量的准确度；同时，能够将电场数字信号进行存储，用于对输电线路的好坏快速的进行分析判断。附图说明通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本专利技术的示例性实施方式：图1为根据本专利技术实施方式的工频电场测量系统100的示意图；图2为根据本专利技术实施方式的信号调理模块的结构示意图；图3为根据本专利技术实施方式的接收端的结构示意图；图4为根据本专利技术实施方式的工频电场测量系统的结构示意图；以及图5为根据本专利技术实施方式的工频电场测量方法500的流程图。具体实施方式现在参考附图介绍本专利技术的示例性实施方式，然而，本专利技术可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本专利技术，并且向所属
的技术人员充分传达本专利技术的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本专利技术的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属
的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。图1为根据本专利技术实施方式的工频电场测量系统100的结构示意图。如图1所示，本专利技术实施方式提供的工频电场测量系统100中，测量端和接收端通过无线传输数据，实现电场数据的实时传输显示。在进行电场测量时，利用检测探头对电场信号进行采集；利用信号调理模块将所述采集的电场信号经过差分处理转化为第一电压信号后进行信号放大和滤波处理，获取第二电压信号；利用MCU处理模块对所述第二电压信号进行模数转换处理，获取电场数字信号，并将所述电场数字信号经无线发送模块和无线接收模块发送至MCU控制模块；利用MCU控制模块将所述电场数字信号发送至显示模块进行实时显示，以及将所述电场数字信号发送至数据存储模块进行存储。本专利技术通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工频电场测量系统，其特征在于，所述系统包括：能够进行无线传输通信的测量端和接收端，所述测量端包括：电场信号采集模块、信号调理模块、MCU处理模块和无线发送模块，所述接收端包括：无线接收模块、MCU控制模块、显示模块、数据存储模块和供电模块，所述电场信号采集模块，与信号调理模块的输入端相连接，用于利用检测探头对电场信号进行采集，并将采集的电场信号发送至信号调理模块；所述信号调理模块，与MCU处理模块的输入端相连接，用于将所述采集的电场信号经过差分处理转化为第一电压信号后进行信号放大和滤波处理，获取第二电压信号并将所述第二电压信号发送至MCU处理模块；所述MCU处理模块，用于对所述第二电压信号进行模数转换处理，获取电场数字信号，并将所述电场数字信号经无线发送模块和无线接收模块发送至MCU控制模块；所述MCU控制模块，分别与无线接收模块的输出端以及显示模块和数据存储模块的输入端相连接，用于将所述电场数字信号发送至显示模块进行实时显示，以及将所述电场数字信号发送至数据存储模块进行存储；所述供电模块，用于为接收端提供电源支撑。

【技术特征摘要】
1.一种工频电场测量系统，其特征在于，所述系统包括：能够进行无线传输通信的测量端和接收端，所述测量端包括：电场信号采集模块、信号调理模块、MCU处理模块和无线发送模块，所述接收端包括：无线接收模块、MCU控制模块、显示模块、数据存储模块和供电模块，所述电场信号采集模块，与信号调理模块的输入端相连接，用于利用检测探头对电场信号进行采集，并将采集的电场信号发送至信号调理模块；所述信号调理模块，与MCU处理模块的输入端相连接，用于将所述采集的电场信号经过差分处理转化为第一电压信号后进行信号放大和滤波处理，获取第二电压信号并将所述第二电压信号发送至MCU处理模块；所述MCU处理模块，用于对所述第二电压信号进行模数转换处理，获取电场数字信号，并将所述电场数字信号经无线发送模块和无线接收模块发送至MCU控制模块；所述MCU控制模块，分别与无线接收模块的输出端以及显示模块和数据存储模块的输入端相连接，用于将所述电场数字信号发送至显示模块进行实时显示，以及将所述电场数字信号发送至数据存储模块进行存储；所述供电模块，用于为接收端提供电源支撑。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信号调理模块包括：电场传感器、正弦波发生器、增益控制器、检测电路、差分转换电路以及信号放大滤波电路，所述正弦波发生器和增益控制器共同控制产生幅值、频率稳定的正弦波输出，驱动电场传感器做周期性机械运动，电场传感器产生跟检测电路检测的外界电场场强成比例的电流信号，所述电流信号经过差分IV转换电路转换成第一电压信号，所述信号放大滤波电路对所述第一电压信号进行信号放大和滤波处理，获取第二电压信号并发送至MCU处理模块。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述无线发送模块和无线接收模块周围的电路板经过抠铜处理，用于防止地屏蔽接收信号。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：上位机，与所述接收端通过USB连接，用于通过MCU控制模块将数据存储模块存储的电场数字信号发送至上位机进行分析处理。5.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：仝杰，雷煜卿，杨德龙，李许安，丁慧霞，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国网浙江省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11