一种轴向位移测量终端制造技术

本实用新型专利技术涉及一种轴向位移测量终端，其结构组成包括锂电池模块，LED指示灯、CPU、容栅位移传感器、LoRa通讯模块。测量终端通过锂电池模块供电，容栅位移传感器实时采集的位移数据通过LoRa通讯模块进行无线传输，实现对波纹管轴向位移的测量，为基于数字孪生技术的GIS设备温度位移的评估与位移缺陷的定位提供实时比对数据。时比对数据。时比对数据。

【技术实现步骤摘要】
一种轴向位移测量终端


[0001]本专利技术涉及气体绝缘开关GIS设备状态诊断
，尤其涉及一种轴向位移测量终端。

技术介绍

[0002]厂站GIS设备的运行温度是变化的，随着温度的变化，GIS设备壳体势必会产生热胀冷缩，造成水平筒体轴线水平位移，波纹管作为相邻两个母线筒间的弹性连接部分，具有调节现场安装尺寸、补偿水平温度位移量及不均匀沉降等作用，但是在实际工程中，由于施工质量不高、波纹管与壳体支撑腿不合理配置或产品设计问题，容易造成波纹管位移补偿作用性能下降或丧失，当波纹管无法补偿该位移时，应力会在设备母线筒法兰连接处、母线筒与开关设备连接处以及母线筒支腿处等结构薄弱处释放，存在引发设备漏气、支腿断裂、筒体偏移等严重后果的风险。亟需开发GIS设备壳体温变位移状态评估技术。
[0003]GIS设备壳体温变位移故障现象梳理及理论研究发现，波纹管形态变化值作为GIS设备壳体温变位移故障状态监测敏感参数具有良好的工程技术可行性，通过检测波纹管形态变化值不仅可实现GIS设备壳体温变状态的敏感表达，更重要的是可实现状态预警。由于GIS设备波纹管的补偿功能不仅受其制造材质的影响，还与其运行姿态（水平尺寸形态、竖直偏移量）、工作温度等紧密相关，可见，基于波纹管参数的GIS设备壳体温变状态评估技术必须解决波纹管轴向温变位移的感知测量问题。
[0004]例如，一种在中国专利文献上公开的“一种用于GIS组合电器气舱的水平垂直位移测量装置”，其公告号CN203881258U，包括：2个舱体支架、2个法兰、2个气舱、2个定位杆、垂直位移测量指针、水平位移测量指针、2个定位杆固定调节螺栓、垂直标尺、水平标尺、2个波纹管。该技术的GIS组合电器气舱水平垂直位移测量装置的结构简单、造价低廉、安装使用方便，为变电运维工作人员提供了一种非常直观的GIS组合电器的气舱水平和垂直位移测量方式，但是无法用于对波纹管轴向温变位移的感知测量，同时也无法为衍生技术提供数据对比。

技术实现思路

[0005]本技术针对现阶段波纹管轴向温变位移的感知测量问题；提供了一种轴向位移测量终端。该终端包括锂电池模块，LED指示灯、CPU、容栅位移传感器、LoRa通信模块；测量终端通过锂电池模块供电，锂电池内采用光伏板保证供能过程稳定，容栅位移传感器实时采集的波纹管轴向位移数据并实时通过LoRa通信模块传输，实现对波纹管轴向位移的测量，为基于数字孪生技术的GIS设备温度位移的评估与位移缺陷的定位提供实时比对数据。
[0006]本技术的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
[0007]一种轴向位移测量终端，所述测量终端包括CPU、LoRa通信模块、LED指示灯、容栅位移传感器和锂电池模块；所述容栅位移传感器和CPU交互连接；所述LED指示灯和CPU交互连接；所述LoRa通讯模块和CPU交互连接；锂电池模块为CPU供电。测量终端通过锂电池模块
供电，容栅位移传感器实时采集的位移数据通过LoRa通讯模块进行无线传输，实现对波纹管轴向位移的测量，在计算机上运行测量终端配置软件，按照项目的需求对测量终端的控制参数进行设置，例如终端ID，上传频率等参数。在完成采集终端参数配置后，在上位机上运行数据接收程序，实现位移的实时采集和数据无线上传，为基于数字孪生技术的GIS设备温度位移的评估与位移缺陷的定位提供实时比对数据。
[0008]作为优选，测量终端采用LoRa通信模块进行无线通讯，所述无线通讯频段在398Mhz到525Mhz间。采用LoRa通信模块进行无线通讯能够保证内部设备的通讯顺畅，同时该通讯频段满足了基本的测量通讯基段，保证了基础基段的通讯状态。
[0009]作为优选，所述终端包括电阻Rs1，电阻Rc8，MCU，电阻Rs3，N沟道场效应管Qs1，电阻Rs2，电阻Rs1，P沟道场效应管Qs2，电阻Rs4，电容Cs1，TPS71533，电容Cs2，电阻Rq6，电阻Rq5，容栅传感器，电阻Rq1，结型晶体管Qs3，电阻Rq3，电阻Rq2，结型晶体管Qs4和电阻Rq4；5V电压连接电阻Rs1的第一端，电阻Rs1的第二端连接电阻Rc8的第二端，电阻Rc8的第一端连接MCU的I/O
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6端口；电阻Rc8的第二端连接电阻Rs3的第一端，电阻Rs3的第二端连接N沟道场效应管Qs1的栅极；N沟道场效应管Qs1的源极接地；N沟道场效应管Qs1的漏极连接电阻Rs2第二端，电阻Rs1的第一端连接电阻Rs2的第一端，电阻Rs2的第一端连接P沟道场效应管Qs2的源极，P沟道场效应管Qs2的栅极连接电阻Rs4的第一端，电阻Rs4的第二端连接电阻Rs2的第二端；P沟道场效应管Qs2的漏极连接电容Cs1的第一端，电容Cs1的第二端接地；电容Cs1的第一端连接TPS71533的输入端，TPS71533的输出端连接电容Cs2的第一端，电容Cs2的第二端接地；电容Cs2的第一端连接电阻Rq6的第一端，电阻Rq6的第二端连接MCU的I/O
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4端口；电容Cs2的第一端连接电阻Rq5的第一端，电阻Rq5的第二端连接MCU的I/O
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3端口；电容Cs2的第一端连接容栅传感器的输入端，容栅传感器的D输出端口连接电阻Rq1的第一端，电阻Rq1的第二端连接结型晶体管Qs3的基极，结型晶体管Qs3的发射极接地，结型晶体管Qs3的集电极连接电阻Rq3的第一端，电阻Rq3的第二端连接MCU的I/O
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3端口；容栅传感器的C输出端口连接电阻Rq2的第一端，电阻Rq2的第二端连接结型晶体管Qs4的基极，结型晶体管Qs4的发射极接地，结型晶体管Qs4的集电极连接电阻Rq4的第一端，电阻Rq4的第二端连接MCU的I/O
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4端口。电路中Rs1～Rs4、Qs1、Qs2组成容栅传感器的电源控制，由MCU的I/O口控制容栅传感器的通电与断电。容栅传感器通电瞬间，传感器内部会自动清零，所以该控制即为容栅传感器的清零控制。Cs1、Cs2和71533为3.3V恒压控制，为容栅传感器提供稳定的3.3V电源。Rq1～Rq6、Qs3、Qs4构成电平转换电路，将容栅传感器输出电平转换为MCU接收电平。
[0010]作为优选，电容Cs1、电容Cs2和TPS71533均为3.3V恒压控制，同时电容Cs1、电容Cs2和TPS71533为容栅传感器提供稳定的3.3V电源。保证工作过程中能够始终满足设备所需的电压，且低电压控制所需的电压可以直接由光伏板提供。
[0011]作为优选，锂电池模块包括锂电池和光伏板；所述锂电池对测量终端进行供电，所述光伏板对锂电池进行充电，自给自足，保证内部测试时不会出现断电等状态影响测试过程，从而影响测试结果。
[0012]作为优选，当锂电池进行充电时，LED指示灯常亮；当测量终端进行通讯时，LED指示灯闪烁，使测试人员对内部状态直接可视。
[0013]本技术的有益效果是：
[0014]通过锂电池模块供电，容栅位移传感器实时采集的位移数据通过LoRa通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轴向位移测量终端，其特征是，所述测量终端包括CPU、LoRa通信模块、LED指示灯、容栅位移传感器和锂电池模块；所述容栅位移传感器和CPU交互连接；所述LED指示灯和CPU交互连接；所述LoRa通讯模块和CPU交互连接；锂电池模块为CPU供电。2.如权利要求1所述的一种轴向位移测量终端，其特征是：测量终端采用LoRa通信模块进行无线通讯，所述无线通讯频段在398Mhz到525Mhz间。3.如权利要求1所述的一种轴向位移测量终端，其特征是：所述终端包括电阻Rs1，电阻Rc8，MCU，电阻Rs3，N沟道场效应管Qs1，电阻Rs2，电阻Rs1，P沟道场效应管Qs2，电阻Rs4，电容Cs1，TPS71533，电容Cs2，电阻Rq6，电阻Rq5，容栅传感器，电阻Rq1，结型晶体管Qs3，电阻Rq3，电阻Rq2，结型晶体管Qs4和电阻Rq4；5V电压连接电阻Rs1的端口1，电阻Rs1的端口2连接电阻Rc8的端口2，电阻Rc8的端口1连接MCU的I/O
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6端口；电阻Rc8的端口2连接电阻Rs3的端口1，电阻Rs3的端口2连接N沟道场效应管Qs1的栅极；N沟道场效应管Qs1的源极接地；N沟道场效应管Qs1的漏极连接电阻Rs2端口2，电阻Rs1的端口1连接电阻Rs2的端口1，电阻Rs2的端口1连接P沟道场效应管Qs2的源极，P沟道场效应管Qs2的栅极连接电阻Rs4的端口1，电阻Rs4的端口2连接电阻Rs2的端口2；P沟道场效应管Qs2的漏极连接电容Cs1的端口1，电容Cs1的端口2接地；电容Cs1的端口1连接T...

【专利技术属性】
技术研发人员：王梓琪，蒋池剑，黄建德，沈小军，赵锋，朱佳，徐国华，余祖良，许威，宋兴乐，王斌，
申请(专利权)人：华东桐柏抽水蓄能发电有限责任公司，
类型：新型
国别省市：