一种电磁辐射测量分析系统技术方案

本发明专利技术属于物理部的技术领域，涉及电磁辐射测量技术，特别涉及一种电磁辐射测量分析系统。本发明专利技术由电磁辐射测量装置和软件系统两部分构成，电磁辐射测量装置包括测量探头、两个无线通信器及计算机，一个通信器通过信号转换模块与测量探头相连，另一个通信器通过ＵＳＢ串口与计算机连接；软件系统包括测量分析软件与数据后处理软件两部分。本分析系统成本低、重量小、携带方便，设备操作方便灵活，可对电力工程项目在运行过程中工频电磁场现状的测试与监控。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于物理部的
，涉及电磁辐射测量技术，特别涉及一 种电磁辐射测量分析系统。
技术介绍
随着我国建设小康社会步伐的加快，作为国民经济的基础产业力工业 将得到更快的发展。根据国家电力工业的长期发展规划，"十一五"期间我国用电量每年将以10%的速度递增，到2010年将在现有用电量的基础上翻 一番。届时全国电网将形成以500千伏为主干网架、220千伏电压等级为 城市配网的强大电网。由此产生的工频电磁场对周边生态环境、设备设施 及广大电力职工与临近居民健康的影响问题将会越来越受到人们的关注。 由此可见，输变电工程项目的工频电磁辐射已成为目前无法回避的问题， 处理不好不仅会损害电力公司的形象，有时甚至会影响到系统的正常运行， 造成巨大的经济损失。鉴于此，开展工频电磁辐射方面的课题研究，加强 现有电力工程项目在运行过程中工频电磁场现状的测试与监控工作。尤其 是后者显得十分重要，而此工作的开展需要大量测量精密、操作方便灵活、 价格便宜的测量分析仪器。目前国内普遍采用进口设备，勿庸置疑，国外 仪器设备不仅价格昂贵而且操作也不是十分方便灵活。随着近几年人们对工频电磁辐射测量及防护技术的重视，电磁测量技 术也得到了较快的发展。国内目前常用的电磁兼容设备大多数是国外进口 的，常见的电磁兼容设备有加拿大的EMSCAN公司的用于PCB版的电磁扫描 的EMSCAN分析仪，CASSPER公司的CASSPER EMI System以及美国DSII公 司的EMI、 TEMPEST电磁分析仪等。这些产品对于高频辐射大都具有较好的 性能，虽然有些具有低频的测量分析功能，但是仍然存在功能上的不足， 并且上述几个公司的电磁测量分析仪的设备体积与重量相对比较大，移动不够灵活，其次是价格比较昂贵。意大利P醒公司生产的高频与低频电磁 分析仪虽然重量小、携带方便，但是价格昂贵，使用中仍然不是十分方便。 国内虽然有一些研究单位进行过工频电磁辐射测量仪器的研究，但到 目前为止还没有研制出性能稳定、测量准确的装置。如国家电力公司劳动 保护研究所与武汉高压研究所虽然共同进行了工频磁场探头的研制，但装 置相对较大而且对电场探头却无法得到令人满意的结果。北京科环世纪电 磁兼容技术有限责任公司虽然有成熟的产品在国内销售，但其产品主要为 无线电干扰测试设备，对工频部分也无能为力。而基于本专利技术研究的利用 无线方式传输测量信号并进行分析处理的综合场强测量系统尚未见有报 导。虽然P薩8053综合场强测量仪较之其它设备在操作与性能的准确性等方面有很大的优势，但它仍然存在如下不足之处(1) 主机与探头之间采用光纤连接，测量时主机同探头必须同时移动，操作不灵活；受光纤长度的限制，有些特殊点(如杆塔上)的数据无法测 量。另外，在高电压环境中进行测量时，还存在安全隐患。(2) 主机只能存储现场测量时的电场或磁场强度数据，不能存储其它与 测量有关的参数(如测量地点、日期、测量点的位置等信息)，更不能及时 出具测试报告。(3) 测量系统不能对数据进行详细的分析处理操作。如，进行频谱分析、 数据图形化等后处理等。(4) 系统无法实现实时连续监测。(5) 价格昂贵。目前，购置一套意大利P丽公司生产的8053工频电磁 辐射测量系统，需要人民币约20万元左右。这样的价格对大多数国内企业 都难以接受。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电磁辐射测量分析系统，本分析系统成本低、重量小、携带方便，设备操作方便灵活。可对电力工程项目在运行过 程中工频电磁场现状的测试与监控。 本专利技术的目的是这样实现的本专利技术由硬件和软件系统两部分构成硬件系统包括由测量探头、两 个通信器及计算机构成的电磁辐射测量分析装置；软件系统包括测量分析 软件与数据后处理软件两部分，测量分析软件主要用于采集由探头传输过 来的数据信号，并进行记录、存储与频谱分析等处理，此外还可以向探头 发送操作命令，数据后处理软件主要是根据测量数据完成整个场域内电场 分布的绘制，包括场图与等位线图的绘制等。电磁辐射测量分析装置的两个通信器中的一个通过短光纤与测量探头 相连(该通信器中含有光/电信号及波特率转换模块)，两个通信器中的另 一个通过USB串口与计算机连接；所述测量探头感应数据信号经过转换模 块变成光信号，再通过光纤将光信号传输至一个测量通信器，该测量通信 器将光信号再转变为电信号经发射模块发送至连接在计算机上的另一个测 量通信器，这个通信器再将数据从USB串口输入计算机并由测试软件分析 系统进行数据读取、存储等综合分析处理；系统在接收到探头准备就绪的命令之后，通过与刚才相反的传输通道向探头发送读取电场还是磁场数据的信号，确定后先传输X方向的数据，接收成功后再发送读取Y方向数据 的信号，成功后再发送命令读取Z方向的数据，三个分量数据分别读取完 毕后再计算综合场强。本专利技术使得本测量系统在价格及设备操作灵活性方面占有优势，具有 广阔的市场前景。 一旦本项目成果推向市场，将会为企业创造巨大的经济 效益。 附图说明图l是本技术的示意图。图中，件l为测量探头，件2为通信器A，件3为通信器B，件4为信号转换模块，件5为计算机 具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的具体实施例作进一步说明本专利技术由测量探头1，两个通信器2、 3，信号转换模块4及计算机5构成通信器2通过信号转换模块4由短光纤与测量探头1相连，通信器3通过USB串口与计算机5连接。测量探头1:测量工频电场与磁场强度值，并将测量数据转换成光信号输出，主要通过三组偶极子及三组感应线圈分别监测空间电场强度与磁场强度的大小。测量探头1为有源监测，由信号转换模块4将测量数据光信号转换成电信号向外传输。通信器系统中采用了两个通信器2和3，通信器2的主要作用是将 测量数据转换后进行发送和探头操作命令的接收与转换；通信器3的主要 作用是接收测量数据信号和发送探头操作命令信号。测量探头1的感应数据信号由信号转换模块4将测量数据光信号转换 成电信号向外传输，再通过光纤将电信号传输至通信器2，通信器2将电 信号经发射模块发送至连接在计算机4的通信器3，通信器3再将数据从 USB串口输入计算机4并由测试软件分析系统进行数据读取、存储等综合 分析处理；系统在接收到测量探头1准备就绪的命令之后，通过与刚才相 反的传输通道向测量探头1发送读取电场还是磁场数据的信号，确定后先 传输X方向的数据，接收成功后再发送读取Y方向数据的信号，成功后再 发送命令读取Z方向的数据，三个分量数据分别读取完毕后再计算综合场 强。信号转换模块4，其功能主要是用于数据信号类型及波特率的转换。 当探头信号往计算机5中传输时，先将所测数据从光信号转换成电信号， 并将信号波特率转换成适宜传输的信号波特率；反之，当计算机5中的操 作命令往探头1传送时，信号转换模块4又可以把电信号转换为探头可以接收的光信号。系统通信方式采用半双工的通信模式。计算机软件5包括测量分析软件与数据后处理软件两部分。前者主要 用于采集由探头传输过来的数据信号，并进行记录、存储与频谱分析等处 理，此外还可以向探头发送操作命令；后者主要是根据测量数据完成整个 场域内电场分布的绘制，包括场图与等位线图的绘制等。软件系统在读取 数据的同时自动保存测量数据至文件，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电磁辐射测量分析系统，由电磁辐射测量装置和计算机软件系统两部分构成，其特征在于电磁辐射测量装置包括测量探头、两个通信器及计算机，一个通信器通过信号转换模块与测量探头相连，另一个通信器通过ＵＳＢ串口与计算机连接；计算机软件系统包括测量分析软件与数据后处理软件两部分。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：石小波，王国交，何均，杜松，张红川，徐革，
申请(专利权)人：中冶赛迪工程技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：85[]