一种配电网杆塔底盘、拉盘和卡盘的检测系统及方法技术方案

技术编号:22329284 阅读:45 留言:0更新日期:2019-10-19 12:06
本发明专利技术公开了一种配电网杆塔底盘、拉盘和卡盘的检测系统及方法,属于地下金属探测领域,包括:发射电路、接收线圈、接收电路、信号调理电路、嵌入式处理器、拉盘引线、底盘引线和卡盘引线;发射电路用于为底盘或拉盘或卡盘提供脉冲激励电流源;接收线圈用于通过空间电磁场产生感应电动势;接收电路用于与接收线圈形成闭环通路;信号解调电路用于采集接收线圈产生的感应电动势;嵌入式处理器用于通过对比感应电动势波形与标准件的反馈波形,获取配电网杆塔底盘、拉盘和卡盘的埋深深度。本发明专利技术避免了传统的发射线圈与接收线圈之间产生感应电磁场,在接收线圈上产生一次感应电动势的情况,大大降低了检测误差。

【技术实现步骤摘要】
一种配电网杆塔底盘、拉盘和卡盘的检测系统及方法
本专利技术属于地下金属探测领域,更具体地,涉及一种配电网杆塔底盘、拉盘和卡盘的检测系统及方法。
技术介绍
配电网杆塔底盘、拉盘和卡盘的施工和维护对杆塔的稳固起着重要作用,但是由于常年埋藏于地底,杆塔底盘、拉盘和卡盘中的钢筋结构很容易被土壤腐蚀,影响其机械性能。因此,为高效校验配电网杆塔底盘、拉盘和卡盘的施工质量,对配电网杆塔采取非开挖的无损探测具有重要意义。配电网杆塔底盘、拉盘和卡盘等部件通常由钢筋网和混泥土浇筑而成,含有金属成分,因此,在传统配电网地下杆塔检测过程中,常利用发射线圈和接收线圈进行无损检测。在发射线圈中通入脉冲电流源,由于发射线圈和接收线圈之间的耦合作用,发射线圈周围会产生一次电磁场并在接收线圈上产生一次感应电动势。同时杆塔底盘、拉盘和卡盘的地下钢筋在一次电磁作用下会产生感应涡流,并在接收线圈上产生二次感应电动势。由于二次感应电动势与杆塔底盘、拉盘和卡盘中地下钢筋网的分布有关,因此,通过分析接收线圈上采集到的二次感应电动势波形即可检测配电网杆塔底盘、拉盘和卡盘是否按照要求埋设。但是在实际应用中,上述方法存在以下问题:(1)接收线圈两端的采集信号不仅有二次感应电压,还混叠发射线圈与接收线圈之间互感作用产生的一次感应电压,且第一次感应电压幅值通常大于二次感应电压,干扰接收线圈两端的采集信号,导致探测误差较大;(2)由于配电网杆塔的金属拉线和内部钢筋结构距离地表更近,与发射线圈、接收线圈之间的耦合作用更明显,对二次感应电动势的影响占主导,导致从二次感应电场波形中将底盘、拉盘和卡盘分布信息分辨出来的难度较大;(3)二次感应电动势波形难以反映配电网杆塔底盘、拉盘和卡盘的钢筋尺寸、腐蚀程度等重要信息。因此,提高无损检测的精度,对实现配电网杆塔底盘、拉盘和卡盘高效校验具有重大意义。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷,本专利技术的目的在于提供一种配电网杆塔底盘、拉盘和卡盘的检测系统及方法,旨在解决现有采用接收线圈和发射线圈检测配电网杆塔底盘、拉盘和卡盘埋深时,接收线圈上不仅存在底盘、拉盘和卡盘感应的二次感应电动势还存在发射线圈感应的一次感应电动势导致检测误差较大的问题。为实现上述目的,本专利技术提供了一种配电网杆塔底盘、拉盘和卡盘的检测系统,包括:发射电路、接收线圈、接收电路、信号调理电路、嵌入式处理器、拉盘引线、底盘引线和卡盘引线;发射电路通过底盘引线与底盘连接,或通过拉盘引线与拉盘连接,或通过卡盘引线与卡盘连接;接收线圈的输出端与接收电路的输入端连接;信号调理电路的输入端与接收电路的输出端连接;信号调理电路的输出端与嵌入式处理器的一输入端连接;发射电路用于为底盘或拉盘或卡盘提供脉冲激励电流源;接收线圈用于通过空间电磁场产生感应电动势;接收电路用于与接收线圈形成闭环通路;信号解调电路用于采集接收线圈产生的感应电动势;嵌入式处理器用于通过对比感应电动势波形与标准件的反馈波形,获取配电网杆塔底盘、拉盘和卡盘的埋深深度。优选地,一种配电网杆塔底盘、拉盘和卡盘的检测系统还包括:检测电路;检测电路的输入端通过底盘引线与底盘连接,或通过拉盘引线与拉盘连接,或通过卡盘引线与卡盘连接;检测电路的输出端与嵌入式处理器的另一输入端连接;检测电路用于获取底盘引线端口之间的电压差和底盘引线中的电流,或拉盘引线端口之间的电压差和拉盘引线中的电流,或卡盘引线端口之间的电压差和卡盘引线中的电流;嵌入式处理器还用于通过计算配电网杆塔底盘、拉盘和卡盘的电感和电阻值,获取配电网杆塔底盘、拉盘和卡盘的腐蚀程度;优选地,配电网杆塔底盘、拉盘和卡盘的电感和电阻值之间的关系为:其中,Vm(t)为底盘或拉盘或卡盘引线端口之间的电压差;i2(t)为底盘引线或拉盘引线或卡盘引线中的电流;L为配电网杆塔底盘或拉盘或卡盘的电感;R为配电网杆塔底盘或拉盘或卡盘的电阻;底盘引线端口之间的电压差、底盘引线中的电流、底盘的电感及底盘的电阻对应;拉盘引线端口之间的电压差、拉盘引线中的电流、拉盘的电感及拉盘的电阻对应;卡盘引线端口之间的电压差、卡盘引线中的电流、卡盘的电感及卡盘的电阻对应;优选地,感应电动势为:其中,V1(t)'为接收线圈两端的感应电动势;i1'(t)为底盘引线或拉盘引线或卡盘引线的关断电流;M1为检测杆塔底盘或拉盘或卡盘与接收线圈之间的等效互感。优选地,检测电路包括:第一蓄电池、电压表、霍尔元件和第一电阻器;工作状态下第一蓄电池、霍尔元件、第一电阻器与配电网杆塔底盘或拉盘或卡盘串联;电压表与底盘或拉盘或卡盘引线端口并联;第一蓄电池提供电源;第一电阻器用于调节检测电路的阻尼系数;电压表测量底盘或拉盘或卡盘引线端口之间的电压差;霍尔元件测量底盘或拉盘或卡盘引线中的电流。优选地,发射电路包括:第二蓄电池、带反并联二极管的绝缘栅双极晶体管、电容器、第二电阻器和二极管;第二蓄电池与带反并联二极管的绝缘栅双极晶体管串联;第二电阻器与二极管串联后与电容器并联;第二蓄电池用于提供电源能量;带反并联二极管的绝缘栅双极晶体管用于控制施加脉冲激励的时间;电容器、第二电阻器和二极管用于在带反并联二极管的绝缘栅双极晶体管关断后提供续流通路;优选地,接收电路包括电位器,电位器与接收线圈串联,用于调节接收电路的阻尼系数,减小感应电动势波形振荡;优选地,配电网杆塔底盘、卡盘和拉盘的无损检测系统的检测方法,包括:(1)在底盘或拉盘或卡盘上施加脉冲电流,获取空间感应电磁场;(2)接收线圈在空间感应电磁场的作用下产生感应电动势;(3)将感应电动势的波形与标准件的反馈波形作对比,获取配电网杆塔底盘、卡盘和拉盘的深埋情况;配电网杆塔底盘、卡盘和拉盘的无损检测系统的检测方法还包括:根据底盘引线端口之间的电压、底盘引线中的电流、拉盘引线端口之间的电压、拉盘引线中的电流、卡盘引线端口之间的电压和卡盘引线中的电流,计算配电网杆塔底盘、拉盘和卡盘的电感和电阻值后,获取配电网杆塔底盘、拉盘和卡盘的腐蚀程度。优选地,配电网杆塔底盘、拉盘和卡盘的电感和电阻值之间的关系为:其中,Vm(t)为底盘或拉盘或卡盘引线端口之间的电压差;i2(t)为底盘引线或拉盘引线或卡盘引线中的电流;L为配电网杆塔底盘或拉盘或卡盘的电感;R为配电网杆塔底盘或拉盘或卡盘的电阻;底盘引线端口之间的电压差、底盘引线中的电流、底盘的电感及底盘的电阻对应;拉盘引线端口之间的电压差、拉盘引线中的电流、拉盘的电感及拉盘的电阻对应;卡盘引线端口之间的电压差、卡盘引线中的电流、卡盘的电感及卡盘的电阻对应;优选地,感应电动势为:其中,V1(t)'为接收线圈两端的感应电动势;i1'(t)为底盘引线或拉盘引线或卡盘引线的关断电流;M1为检测杆塔底盘或拉盘或卡盘与接收线圈之间的等效互感。通过本专利技术所构思的以上技术方案,与现有技术相比,能够取得以下有益效果:(1)本专利技术通过底盘引线连接发射电路和底盘,通过拉盘引线连接发射电路和拉盘,并通过卡盘引线连接发射电路和卡盘,节省了发射线圈,发射电路直接向底盘或拉盘或卡盘提供脉冲激励电流,接收线圈与底盘或拉盘或卡盘之间产生空间电磁场,利用电磁感应原理,接收线圈产生感应电动势,避免了传统的发射线圈与接收线圈之间产生感应电磁场,在接收线圈上产生一次感应电动势的情况,本专利技术在接本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种配电网杆塔底盘、拉盘和卡盘的检测系统,其特征在于,包括:发射电路、接收线圈、接收电路、信号调理电路、嵌入式处理器、拉盘引线、底盘引线和卡盘引线;发射电路通过底盘引线与底盘连接,或通过拉盘引线与拉盘连接,或通过卡盘引线与卡盘连接;接收线圈的输出端与接收电路的输入端连接;信号调理电路的输入端与接收电路的输出端连接;信号调理电路的输出端与嵌入式处理器的一输入端连接;发射电路用于为底盘或拉盘或卡盘提供脉冲激励电流源;接收线圈用于通过空间电磁场产生感应电动势;接收电路用于与接收线圈形成闭环通路;信号解调电路用于采集接收线圈产生的感应电动势;嵌入式处理器用于通过对比感应电动势波形与标准件的反馈波形,获取配电网杆塔底盘、拉盘和卡盘的埋深深度。

【技术特征摘要】
1.一种配电网杆塔底盘、拉盘和卡盘的检测系统,其特征在于,包括:发射电路、接收线圈、接收电路、信号调理电路、嵌入式处理器、拉盘引线、底盘引线和卡盘引线;发射电路通过底盘引线与底盘连接,或通过拉盘引线与拉盘连接,或通过卡盘引线与卡盘连接;接收线圈的输出端与接收电路的输入端连接;信号调理电路的输入端与接收电路的输出端连接;信号调理电路的输出端与嵌入式处理器的一输入端连接;发射电路用于为底盘或拉盘或卡盘提供脉冲激励电流源;接收线圈用于通过空间电磁场产生感应电动势;接收电路用于与接收线圈形成闭环通路;信号解调电路用于采集接收线圈产生的感应电动势;嵌入式处理器用于通过对比感应电动势波形与标准件的反馈波形,获取配电网杆塔底盘、拉盘和卡盘的埋深深度。2.根据权利要求1所述的检测系统,其特征在于,还包括:检测电路;检测电路的输入端通过底盘引线与底盘连接,或通过拉盘引线与拉盘连接,或通过卡盘引线与卡盘连接;其输出端与嵌入式处理器的另一输入端连接;检测电路用于获取底盘引线端口之间的电压差和底盘引线中的电流,或拉盘引线端口之间的电压差和拉盘引线中的电流,或卡盘引线端口之间的电压差和卡盘引线中的电流;嵌入式处理器还用于通过计算配电网杆塔底盘、拉盘和卡盘的电感和电阻值,获取配电网杆塔底盘、拉盘和卡盘的腐蚀程度。3.根据权利要求2所述的检测系统,其特征在于,所述配电网杆塔底盘、拉盘和卡盘的电感和电阻值之间的关系为:其中,Vm(t)为底盘或拉盘或卡盘引线端口之间的电压差;i2(t)为底盘引线或拉盘引线或卡盘引线中的电流;L为配电网杆塔底盘或拉盘或卡盘的电感;R为配电网杆塔底盘或拉盘或卡盘的电阻;底盘引线端口之间的电压差、底盘引线中的电流、底盘的电感及底盘的电阻对应;拉盘引线端口之间的电压差、拉盘引线中的电流、拉盘的电感及拉盘的电阻对应;卡盘引线端口之间的电压差、卡盘引线中的电流、卡盘的电感及卡盘的电阻对应。4.根据权利要求1所述的检测系统,其特征在于,感应电动势为:其中,V1(t)'为接收线圈两端的感应电动势;i1'(t)为底盘引线或拉盘引线或卡盘引线的关断电流;M1为检测杆塔底盘或拉盘或卡盘与接收线圈之...

【专利技术属性】
技术研发人员:徐凌达方晓胡吉卉支永林刘照光周俊何州张聃帝
申请(专利权)人:海南电网有限责任公司白沙供电局华中科技大学
类型:发明
国别省市:海南,46

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