一种配电网杆塔底盘、卡盘和拉盘的识别系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种配电网杆塔底盘、卡盘和拉盘的识别系统，属于金属探测领域，包括：发射模块、发射线圈、接收线圈、接收模块、第一信号采集处理模块、第二信号采集处理模块和数据处理模块；发射模块用于在发射线圈中产生脉冲电流；发射线圈用于产生空间电磁场；接收线圈用于产生第一感应电场和第二感应电场；接收模块用于测量所述第一感应电场和所述第三感应电场；第一信号采集处理模块用于存储第一感应电场的数字信号；第二信号采集处理模块用于输出只携带配电网杆塔底盘、卡盘和拉盘信息的第二感应电场；本实用新型专利技术可消除无配电网杆塔时接收线圈中的第一感应电场，清晰明了地获取底盘、卡盘和拉盘的位置、深度等相关信息。

【技术实现步骤摘要】
一种配电网杆塔底盘、卡盘和拉盘的识别系统
本技术属于金属探测领域，更具体地，涉及一种配电网杆塔底盘、卡盘和拉盘的识别系统。
技术介绍
在配电网输电线路建设中，为防止杆塔倒伏和下沉，通常采用底盘、拉盘、卡盘对杆塔进行固定。底盘位于杆坑底部，防止泥土过松导致杆塔下沉；卡盘安装在杆塔根部，增加周围泥土对杆塔的挤压面积，保证杆塔垂直；拉盘与拉线棒配合使用，主要承受杆塔拉力作用防止其倒伏。底盘、拉盘、卡盘作为配电网杆塔的基础部件，起着至关重要的作用。对底盘、拉盘、卡盘的施工质量进行安全检测，检验杆塔地下部件埋设是否合乎规范，是电力线路勘测的过程中的关键工作之一。较于开挖式检测，非开挖式的无损检测技术具有施工难度小、易于实施等特点。其主要原理为：发射线圈与接收线圈位于地表上方，用以获取地下底盘、拉盘、卡盘的相关位置信息。首先将脉冲电流通入发射线圈，由于底盘、拉盘、卡盘为金属材质，发射线圈所产生的时变磁场在金属中感应出涡流与第一感应电场，同时，底盘、拉盘、卡盘的在接收线圈中产生二次感应电场。根据接收线圈中感应电场的变化规律与大小从而判断其位置、大小等具体参数。然而，当脉冲电流通入发射线圈时，不仅会在地下导体中感应出第一感应电场，在接收线圈中也会产生相应的第一感应电场。因此，现有无损检测技术存在以下问题：(1)接收线圈中的感应电场实际应包括金属导体产生的二次感应电场与发射线圈直接产生的第一感应电场。实际上，由于发射线圈与接收线圈均位于地表，接收线圈中的第一感应电场幅值远大于地下底盘、拉盘、卡盘产生的二次感应电场，反应底盘、拉盘、卡盘的感应电场变化规律微乎其微，难以直接辨别与提取；(2)配电网杆塔的金属拉线与内部钢筋结构也会与发射线圈、接收线圈产生耦合作用，并对接收线圈中感应电场信号产生影响，难以直接从接收线圈中直接提取地下底盘、拉盘、卡盘的相关信息。因此，如何筛选并准确提取接收线圈中感应电场的信号，对精确实现配电网杆塔底盘、拉盘、卡盘相关信息探测具有重要意义。
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、卡盘和拉盘的识别系统，旨在解决现有的对配电网杆塔底盘、卡盘和拉盘的无损检测方法因无法直接提取配电网杆塔底盘、拉盘和卡盘在接收线圈中产生的感应电场，导致无法直接明确地获取底盘、拉盘和卡盘的相关信息的问题。为实现上述目的，本技术提供了一种配电网杆塔底盘、卡盘和拉盘的识别系统，包括：发射线圈、发射模块、接收线圈、接收模块、第一信号采集处理模块、第二信号采集处理模块和数据处理模块；发射模块与发射线圈串联，接收线圈与接收模块串联，发射线圈与接收线圈在预设距离内放置；第一信号采集处理模块的输入端与接收模块的第一输出端连接，其输出端与第二信号采集处理模块的第一输入端连接；第二信号采集处理模块的第二输入端与接收模块的第二输出端连接，其输出端与数据处理模块的输入端连接；发射模块用于在发射线圈中产生脉冲电流；发射线圈用于根据电磁感应定律，产生空间电磁场；接收线圈用于接收发射线圈产生的空间电磁场，并产生第一感应电场；同时利用配电网杆塔底盘、拉盘和卡盘中产生的感应电场，在电磁感应下，形成第二感应电场；接收模块利用接收线圈产生的第一感应电场和第三感应电场形成测量回路，用于测量第一感应电场和第三感应电场；第三感应电场是第一感应电场和第二感应电场的叠加；第一信号采集处理模块用于将第一感应电场由模拟信号转换为数字信号，并存储第一感应电场的数字信号；第二信号采集处理模块用于输出只携带配电网杆塔底盘、卡盘和拉盘信息的第二感应电场；数据处理模块用于根据第二感应电场，获取配电网杆塔底盘、卡盘和拉盘的信息。优选地，第一信号采集处理模块包括：信号调理单元、第一模拟/数字转换单元和数字信号存储单元；信号调理单元的输入端与接收模块的第一输出端连接；信号调理单元、第一模拟/数字转换单元和数字信号存储单元依次连接；信号调理单元用于将接收的第一感应电场调制为第一模拟/数字转换单元兼容的形式；第一模拟/数字转换单元用于将接收的第一感应电场从模拟信号转换为数字信号；数字信号存储单元用于存储第一感应电场的数字信号。优选地，第二信号采集处理模块包括：信号预处理单元、同步单元、模拟减法电路、第一信号放大电路、第二信号放大电路、第二模拟/数字转换单元和数字/模拟转换模块；信号预处理单元的输入端与接收模块的第二输出端连接；信号预处理单元的第一输出端与同步单元的第一输出端连接，其第二输出端与模拟减法电路的第一输入端连接；同步单元的第二输出端与第一信号放大电路的第一输入端连接，其第三输出端与数字/模拟转换单元的第一输入端连接；第一信号放大电路的输出端与模拟减法电路的第二输入端连接，其第二输入端与数字/模拟转换单元的输出端连接；数字/模拟转换单元的第二输入端与第一信号采集处理模块的输出端连接；模拟减法电路的输出端与第二信号放大电路的输入端连接；第二信号放大线路的输出端与第二模拟/数字转换单元的输入端连接；第二模拟/数字转换单元的输出端与数据处理模块的输入端连接；信号预处理单元用于将接收模块的第三感应电场调制为模拟减法电路兼容的形式；同步单元用于使信号预处理单元输出的第三感应电场的模拟信号与经过信号放大的第一感应电场的模拟信号同步；模拟减法电路用于将第三感应电场的模拟信号与第一感应电场的模拟信号做差，输出只携带配电网杆塔底盘、卡盘和拉盘信息的第二感应电场的模拟信号；第二信号放大电路用于对第二感应电场的模拟信号进行放大；第二模拟/数字转换单元用于将第二感应电场的模拟信号转换为数字信号；第一数字/模拟转换单元用于将第一感应电场的数字信号转换为模拟信号。优选地，模拟减法电路采用含增益缓冲放大器的缓冲减法器电路，或含输入缓冲的减法器电路，或差分式电路；优选地，发射模块包括：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，接收模块包括：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，数字/模拟转换单元包括：数字寄存器、模拟电子开关、位权网络、运算放大器和恒流源。数字寄存器用于存储数字量的各位数码；模拟开关用于完成信号切换功能；位权网络用于将数码为1的位产生与其位权成正比的电流值；运算放大器用于对各电流求和，并转换成电压值；恒流源用于产生恒定电流；优选地，模拟/数字转换单元采用间接模数转换器(ADC)或直接模数转换器(ADC)。对应配电网杆塔底盘、卡盘和拉盘的识别方法，包括：(1)当无配电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种配电网杆塔底盘、卡盘和拉盘的识别系统，其特征在于，包括：发射模块(1)、发射线圈(2)、接收线圈(3)、接收模块(4)、第一信号采集处理模块(5)、第二信号采集处理模块(6)和数据处理模块(7)；/n所述发射模块(1)与所述发射线圈(2)串联；所述接收线圈(3)与所述接收模块(4)串联；所述发射线圈(2)与所述接收线圈(3)在预设距离内放置；所述第一信号采集处理模块(5)的输入端与所述接收线圈(3)的第一输出端连接，其输出端与所述第二信号采集处理模块(6)的第一输入端连接；所述第二信号采集处理模块(6)的第二输入端与接收线圈(3)的第二输出端连接，其输出端与所述数据处理模块(7)的输入端连接；/n所述发射模块(1)用于在所述发射线圈(2)中产生脉冲电流；所述发射线圈(2)用于根据电磁感应定律，产生空间电磁场；所述接收线圈(3)用于根据所述空间电磁场产生第一感应电场；同时利用配电网杆塔底盘、拉盘和卡盘中产生的感应电场，在电磁感应下形成第二感应电场；所述接收模块(4)用于测量第一感应电场和第三感应电场；所述第三感应电场是所述第一感应电场和所述第二感应电场的叠加；所述第一信号采集处理模块(5)用于存储第一感应电场的数字信号；所述第二信号采集处理模块(6)用于输出只携带配电网杆塔底盘、卡盘和拉盘信息的第二感应电场；所述数据处理模块(7)用于获取配电网杆塔底盘、卡盘和拉盘的信息。/n...

【技术特征摘要】
1.一种配电网杆塔底盘、卡盘和拉盘的识别系统，其特征在于，包括：发射模块(1)、发射线圈(2)、接收线圈(3)、接收模块(4)、第一信号采集处理模块(5)、第二信号采集处理模块(6)和数据处理模块(7)；
所述发射模块(1)与所述发射线圈(2)串联；所述接收线圈(3)与所述接收模块(4)串联；所述发射线圈(2)与所述接收线圈(3)在预设距离内放置；所述第一信号采集处理模块(5)的输入端与所述接收线圈(3)的第一输出端连接，其输出端与所述第二信号采集处理模块(6)的第一输入端连接；所述第二信号采集处理模块(6)的第二输入端与接收线圈(3)的第二输出端连接，其输出端与所述数据处理模块(7)的输入端连接；
所述发射模块(1)用于在所述发射线圈(2)中产生脉冲电流；所述发射线圈(2)用于根据电磁感应定律，产生空间电磁场；所述接收线圈(3)用于根据所述空间电磁场产生第一感应电场；同时利用配电网杆塔底盘、拉盘和卡盘中产生的感应电场，在电磁感应下形成第二感应电场；所述接收模块(4)用于测量第一感应电场和第三感应电场；所述第三感应电场是所述第一感应电场和所述第二感应电场的叠加；所述第一信号采集处理模块(5)用于存储第一感应电场的数字信号；所述第二信号采集处理模块(6)用于输出只携带配电网杆塔底盘、卡盘和拉盘信息的第二感应电场；所述数据处理模块(7)用于获取配电网杆塔底盘、卡盘和拉盘的信息。


2.根据权利要求1所述的识别系统，其特征在于，所述第一信号采集处理模块(5)包括：信号调理单元(51)、第一模拟/数字转换单元(52)和数字信号存储单元(53)；
所述信号调理单元(51)的输入端与接收模块(4)的第一输出端连接；信号调理单元(51)、第一模拟/数字转换单元(52)和数字信号存储单元(53)依次连接；
所述信号调理单元(51)用于将接收的第一感应电场调制为第一模拟/数字转换单元(52)兼容的形式；所述第一模拟/数字转换单元(52)用于将所述第一感应电场从模拟信号转换为数字信号；所述数字信号存储单元(53)用于存储所述第一感应电场的数字信号。


3.根据权利要求1或2所述的识别系统，其特征在于，所述第二信号采集处理模块(6)包括：信号预处理单元(61)、同步单元(62)、模拟减法电路(63)、第一信号放大电路(64)、第二信号放大电路(65)、第二模拟/数字转换单元(66)和数字/模拟转换单元(67)；
所述信号预处理单元(61)的输入端与所述接收模块(4)的第二输出端连接，其第一输出端与同步单元(62)的第一输出端连接，其第二输出端与所述模拟减法电路(63)的第一输入端连接；所述同步单元(62)的第二输出端与所述第一信号放大电路(64)的第一输入端连接，其第三输出端与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛献国，胡吉卉，徐凌达，李豪清，刘畅，宇文展鹏，石涛，
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