一种配电网杆塔底盘、卡盘和拉盘的无损检测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种配电网杆塔底盘、卡盘和拉盘的无损检测系统，属于地下金属探测领域；包括：发射线圈、接收线圈、发射模块、接收模块、信号采集模块和嵌入式模块；在发射线圈上施加脉冲电流源，获取一次空间感应电磁场；接收线圈在一次空间感应电磁场的作用下产生感应电动势；结合信号采集模块和嵌入式模块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；本实用新型专利技术与传统开挖检测相比，检测过程无需二次施工，检测周期较短，提升了检测效率，同时不存在影响原有施工效果的风险，检测成本更低且检测安全性更高。

A non-destructive testing system for tower chassis, chuck and pull plate of distribution network

【技术实现步骤摘要】
一种配电网杆塔底盘、卡盘和拉盘的无损检测系统
本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、卡盘和拉盘的无损检测系统。
技术介绍
架空配电网线路作为城市基础设施，对接地网施工质量有严苛的要求。电力输电线路工程的主要施工内容是埋设配电网地下杆塔，为了高效检验杆塔在地下的底、拉、卡盘等部件是否按照要求埋设，采用非开挖的技术提高检测效率，对实现配电网杆塔底、拉、卡盘的施工质检具有重要意义。开挖检测是针对配电网杆塔底盘、拉盘和卡盘埋深的传统检测方法，将配电网杆塔埋设区域的土壤挖开，使杆塔底、拉、卡盘结构裸露出来，并通过直接测量的方法，得到底、拉、卡盘的埋深。由于配电网杆塔底盘、拉盘和卡盘具有一定埋设深度，开挖检测需要利用挖掘机等重型机械，检测成本高，且检测周期长。另外，由于城市化速度的加快，配电网杆塔底盘、拉盘和卡盘在地下的布局错综复杂，二次检测过程可能会对已埋设的杆塔底、拉、卡盘带来损伤，影响原有施工效果。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷，本技术的目的在于提供一种配电网杆塔底盘、卡盘和拉盘的无损检测系统，旨在解决对配电网杆塔底盘、卡盘和拉盘的无损检测采用传统的开挖检测导致检测效率较低的问题。为实现上述目的，本技术提供了一种配电网杆塔底盘、卡盘和拉盘的无损检测系统，包括：发射线圈、接收线圈、发射模块、接收模块、信号采集模块和嵌入式模块；信号采集模块的输入端并联于接收线圈的两个输入端；其输出端连接嵌入式模块的输入端；发射模块与发射线圈串联；接收模块与接收线圈串联；发射线圈用于产生一次空间电磁场；发射模块用于为发射线圈提供脉冲电流源；接收线圈用于将接收的一次空间电磁场基于电磁感应原理产生感应电动势；接收模块用于与接收线圈形成电流通路；信号采集模块用于采集接收线圈产生的感应电动势；嵌入式模块用于将感应电动势的波形与标准件的反馈波形对比，获取配电网杆塔底盘、卡盘和拉盘的埋深情况。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)为发射线圈的关断电流；M12'为检测杆塔底盘、拉盘和卡盘结构时，发射线圈和接收线圈之间的等效互感；优选地，发射模块包括：蓄电池、第一带反并联二极管的绝缘栅双极晶体管、电容器和第一电阻器；蓄电池与第一带反并联二极管的绝缘栅双极晶体管串联，第一电阻器与电容器并联后与蓄电池串联；第一带反并联二极管的绝缘栅双极晶体管串联用于控制施加激励的时间；第一电阻器和电容器用于在第一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，接收模块包括：第二带反并联二极管的绝缘栅双极晶体管、第二电阻器以及第三二极管；第二电阻器和第三二极管串联后并联在接收线圈的两端，并与第二带反并联二极管的绝缘栅双极晶体管串联；第二带反并联二极管的绝缘栅双极晶体管用于控制接收模块的开通和关断状态；第二电阻器和第三二极管的串联回路用于钳位接收线圈两端的电压。优选地，感应电动势的波形与标准件的反馈波形的对比参数包括：幅值或斜率或幅值与斜率的组合。优选地，发射线圈和接收线圈均为多匝多层结构；优选地，标准件的反馈波形类型包括：只有底盘的反馈波形，只有拉盘的反馈波形，只有卡盘的反馈波形，包含底盘、拉盘和卡盘至少两种的反馈波形。另一方面，本技术提供了一种配电网杆塔底盘、拉盘和卡盘的无损检测方法，包括：(1)在发射线圈上施加脉冲电流源，获取一次空间感应电磁场；(2)接收线圈在一次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；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)为发射线圈的关断电流；M12'为检测杆塔底盘、拉盘和卡盘结构时，发射线圈和接收线圈之间的等效互感；优选地，标准件的反馈波形类型包括只有底盘的反馈波形，只有拉盘的反馈波形，只有卡盘的反馈波形，包含底盘、拉盘和卡盘至少两种的反馈波形。通过本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、本技术通过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互感作用，发射线圈周围产生一次电磁场并在接收线圈上产生一次感应电动势，配电网杆塔底、拉、卡盘的存在会改变发射线圈和接收线圈之间的磁路，影响发射线圈和接收线圈之间的电磁耦合作用，使得接收线圈上的采集信号变变化。由于此电动势差异来源于配电网杆塔底、拉、卡盘的分布，包含其分布状态信息，因此通过将接收线圈上采集的感应电动势波形v1(t)'与标准件的感应电动势波形v1(t)”对比，即可得到配电网杆塔底、拉、卡盘的埋设情况，本技术与传统开挖检测相比，检测过程无需二次施工，检测周期较短，提升了检测效率。2、本技术提供的配电网杆塔底盘、卡盘和拉盘的无损检测系统在检测过程中无需使用挖掘机等重型机械，不会破坏土壤地质，也不存在影响原有施工效果的风险，检测成本更低且检测安全性更高。附图说明图1是本技术提供的基于瞬变电磁法的配电网杆塔底盘、拉盘和卡盘的无损检测系统示意图；图2是本技术提供的发射线圈和接收线圈的放置图；图3是本技术提供的发射线圈和接收线圈的俯视图；图4是本技术提供的发射线圈和接收线圈的剖面图；图5是本技术提供的发射模块的内部结构图；图6是本技术提供的接收模块的内部结构图；标号说明：1-发射线圈；2-接收线圈；3-发射模块；4-接收模块；5-信号采集模块；6-嵌入式模块；7-杆塔底盘；8-拉盘；9-卡盘；10-杆塔底盘的埋深；11-拉盘的埋深；12-卡盘的埋深；13-土壤层；14-配电网杆塔；15-发射线圈的进线端；16-发射线圈的出线端；17-接收线圈的进线端；18-接收线圈的出线端；19-信号采集模块与接收线圈并联的一个引线端；20-信号采集模块与接收线圈并联的一个引线端；21-发射线圈和接收线圈的垂直距离；22-发射线圈和接收线圈的横向距离；23-发射线圈的内径；24-接收线圈的内径；25-发射线圈的外径；26-接收线圈的外径；27-发射线圈的电流流进方向；28-发射线圈的电流流出方向；29-接收线圈的电流流进方向；30-接收线圈的电流流出方向；31-蓄电池；32-第一带反并联二极管的绝缘栅双极晶体管；33-电容器；34-第一电阻器；35-第一二极管；36-第二二极管；37-第二带反并联二极管的绝缘栅双极晶体管；38-第二电阻器；39-第三二极管。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。如图1所示，本技术提供了一种配电网杆塔底盘、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种配电网杆塔底盘、卡盘和拉盘的无损检测系统，其特征在于，包括：发射线圈、接收线圈、发射模块、接收模块、信号采集模块和嵌入式模块；/n信号采集模块的输入端并联于接收线圈的两个输入端；其输出端连接嵌入式模块的输入端；/n发射模块与发射线圈连接；接收模块与接收线圈连接；/n发射线圈用于产生一次空间电磁场；发射模块用于为发射线圈提供脉冲电流源；/n接收线圈用于将接收的一次空间电磁场基于电磁感应原理产生感应电动势；接收模块用于与接收线圈形成电流通路；/n信号采集模块用于采集接收线圈产生的感应电动势；嵌入式模块用于将感应电动势的波形与标准件的反馈波形对比，获取配电网杆塔底盘、卡盘和拉盘的埋深情况。/n

【技术特征摘要】
1.一种配电网杆塔底盘、卡盘和拉盘的无损检测系统，其特征在于，包括：发射线圈、接收线圈、发射模块、接收模块、信号采集模块和嵌入式模块；
信号采集模块的输入端并联于接收线圈的两个输入端；其输出端连接嵌入式模块的输入端；
发射模块与发射线圈连接；接收模块与接收线圈连接；
发射线圈用于产生一次空间电磁场；发射模块用于为发射线圈提供脉冲电流源；
接收线圈用于将接收的一次空间电磁场基于电磁感应原理产生感应电动势；接收模块用于与接收线圈形成电流通路；
信号采集模块用于采集接收线圈产生的感应电动势；嵌入式模块用于将感应电动势的波形与标准件的反馈波形对比，获取配电网杆塔底盘、卡盘和拉盘的埋深情况。


2.根据权利要求1所述的无损检测系统，其特征在于，所述感应电动势为：



其中，v1(t)'为接收线圈两端的感应电动势；i1'(t)为发射线圈的关断电流；M12'为检测杆塔底盘、拉盘和卡盘结构时，发射线圈和接收线圈之间的等效互感。


3.根据权利要求1所述的无损检测系统，其特征在于，所述发射模块包括：蓄电池、第一带反并联二极管的绝缘栅双极晶体管、电容器和第一电阻器；
蓄电池与第一带反并联二极管的绝缘栅双极晶体管串联，第一电阻器与电容器并...

【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，
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：新型
国别省市：海南;46