【技术实现步骤摘要】
本技术属于冰风载荷测量，具体涉及一种光纤光栅式冰风载荷传感器。
技术介绍
1、风速风向测量是气象、电网运行、风电、航空等行业共同关注的核心环境参数之一。
2、对于风速风向测量，现有技术方案1是：“一种自供电全向性风速风向传感器”(cn202211205665.7)。该申请涉及风向监测
，具体涉及一种自供电全向性风向风速传感器，包括底座、柔性支撑杆、绝缘球壳、柔性悬挂杆、小磁球和柔性线圈；底座内置传感器电路，绝缘球壳通过柔性支撑杆安装在底座的上方，内壁上贴满柔性线圈，并通过导线将电动势信号引出，内部通过柔性悬挂杆悬挂一个小磁球，当柔性支撑杆随风摆动时，绝缘球壳内部的柔性悬挂杆带着小磁球开始摆动，此时，柔性线圈中通过的磁通量发生变化产生感应电动势。感应电动势的大小取决于磁通量的变化率。该技术的主体结构为球形，当受到任意方向的风作用时，风向和风力引起结构内部磁通量变化，通过观察感应电动势的大小和输出通道(当风向风速不同时，贴在球内壁不同位置的线圈输出的电动势不同)，就可以对风力和风向做出判断。
3、现有技术方案2是：“一种简易的风向风速传感器”(cn 201510966468)。该申请公开了一种简易的风向风速传感器，包括底座、支架固定在底座上，感应框设置在底座的上端面上,风敏杆悬挂在支架上,风敏杆位于感应框的中心轴处,风敏杆的自由端低于感应框的上沿，感应框的每一个边的内侧均设有应力传感器，应力传感器将检测到的信号传送给风速转换电路模块,风速转换电路模块与显示屏电连接，电源模块提供电源。
4、上
5、尤其对于远距离输电的超高压和特高压输电线路而言，经常暴露在野外恶劣环境，对线路周边风速风向进行监测的常规传感器面临诸多挑战，包括：其运行的电磁环境复杂，传感器可靠性低；长期运行时传感器供电困难，尤其长期处于低温阴冷条件时，容易出现供电不足，无法正常工作的情况；对于处于无公网信号区的线路，监测信号难以向外传输；特别是上述现有风速风向测量装置在雨雪冰冻天气后，如上述柔性支撑杆的测量结构容易被覆冰冻结，但监测方并不能得知覆冰状态，此时传感器所采集到的数据不能正常反应实际风速风量数据，容易使监测方记录错误数据，无法正常发挥作用。
技术实现思路
1、为克服上述现有技术的不足，本技术提出一种光纤光栅式冰风载荷传感器，所述传感器包括支撑底座、与所述支撑底座连接的弹性支撑称重机构、设置在所述弹性支撑称重机构顶部的风载荷传感机构；所述支撑底座固定于杆塔上部；
2、所述风载荷传感机构包括风载荷光纤光栅组；
3、所述弹性支撑称重机构包括第一光纤光栅；
4、所述风载荷光纤光栅组用于测量风速和风向，所述第一光纤光栅用于通过称重判断是否结冰。
5、优选的，所述弹性支撑称重机构还包括：覆盖于所述支撑底座的外罩、设置在所述外罩和支撑底座之间的弹性支杆；所述第一光纤光栅固定于所述弹性支杆上；所述外罩与支撑底座竖向滑动连接；所述弹性支杆底端与支撑底座固定，所述弹性支杆顶端与外罩内侧抵接。
6、优选的，所述风载荷传感机构还包括设置在所述外罩顶部的迎风杆；
7、所述风载荷光纤光栅组包括多个固定于所述迎风杆的第二光纤光栅，多个第二光纤光栅沿所述迎风杆周向均匀布设；
8、多个所述第二光纤光栅用于测量风速和风向。
9、优选的，所述风载荷传感机构还包括设置在所述外罩顶部的迎风杆和多个悬空安装在外罩顶部的风向测量增敏单元，多个所述风向测量增敏单元以外罩中心为环绕中心点呈环形阵列布设；
10、所述风载荷光纤光栅组包括固定于所述迎风杆的第二光纤光栅和多个对应分设在多个所述风向测量增敏单元上的第三光纤光栅；
11、所述第二光纤光栅用于测量风速，多个第三光纤光栅用于测量风向。
12、优选的，所述迎风杆顶部同轴设置有风速增敏球。
13、优选的，所述风向测量增敏单元包括悬空安装在外罩顶部上表面的悬臂梁和设置在悬臂梁悬空端的风向增敏球；所述第三光纤光栅沿所述悬臂梁长度方向水平贴附固定于悬臂梁。
14、优选的，所述外罩上表面开设有供悬臂梁悬空安装的凹槽，多个悬臂梁的悬空端均朝向迎风杆布设。
15、优选的，所述凹槽靠近外罩外侧的槽壁底部开设有与外部连通的排水通孔。
16、优选的，所述外罩与支撑底座之间通过设置滑轨竖向滑动连接；
17、所述滑轨的数量为多个，多个滑轨沿支撑底座周向均匀布设。
18、优选的，所述滑轨的底部高于支撑底座底部。
19、与最接近的现有技术相比，本技术具有的有益效果如下：
20、本技术提供了一种光纤光栅式冰风载荷传感器，传感器包括支撑底座、与支撑底座连接的弹性支撑称重机构、设置在弹性支撑称重机构顶部的风载荷传感机构；所述支撑底座固定于杆塔上部；风载荷传感机构包括用于测量风速和风向的风载荷光纤光栅组；弹性支撑称重机构包括用于称重的第一光纤光栅；该传感器通过采用风载荷光纤光栅组测量风载荷，无需风向标等可动部件，使覆冰不严重的状态下也能得到风载荷传感数据；同时采用第一光纤光栅在不影响其顶部风载荷光纤光栅组正常工作的情况下测量冰载荷，也无需可动部件，无需供电、传感信号能够抗电磁干扰、在无公网的情况下实现传感信号的远距离传输；结合风载荷光纤光栅组和第一光纤光栅，能够使监测方获取传感器覆冰状态，当覆冰严重干扰风载荷测量时，避免记录错误风载荷数据，从而得到更加准确、真实的风载荷传感数据，使后续风载荷测量结果更加准确。
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1.一种光纤光栅式冰风载荷传感器，其特征在于，所述传感器包括支撑底座(1)、与所述支撑底座(1)连接的弹性支撑称重机构、设置在所述弹性支撑称重机构顶部的风载荷传感机构；所述支撑底座(1)固定于杆塔(B6)上部；
2.如权利要求1所述的一种光纤光栅式冰风载荷传感器，其特征在于，所述弹性支撑称重机构还包括：覆盖于所述支撑底座(1)的外罩(2)、设置在所述外罩(2)和支撑底座(1)之间的弹性支杆(4)；所述第一光纤光栅(5)固定于所述弹性支杆(4)上；所述外罩(2)与支撑底座(1)竖向滑动连接；所述弹性支杆(4)底端与支撑底座(1)固定，所述弹性支杆(4)顶端与外罩(2)内侧抵接。
3.如权利要求2所述的一种光纤光栅式冰风载荷传感器，其特征在于，所述风载荷传感机构还包括设置在所述外罩(2)顶部的迎风杆(6)；
4.如权利要求2所述的一种光纤光栅式冰风载荷传感器，其特征在于，所述风载荷传感机构还包括设置在所述外罩(2)顶部的迎风杆(6)和多个悬空安装在外罩(2)顶部的风向测量增敏单元，多个所述风向测量增敏单元以外罩(2)中心为环绕中心点呈环形阵列布设；
5.如权利要求3或4所述的一种光纤光栅式冰风载荷传感器，其特征在于，所述迎风杆(6)顶部同轴设置有风速增敏球(8)。
6.如权利要求4所述的一种光纤光栅式冰风载荷传感器，其特征在于，所述风向测量增敏单元包括悬空安装在外罩(2)顶部上表面的悬臂梁(9)和设置在悬臂梁(9)悬空端的风向增敏球(11)；所述第三光纤光栅(10)沿所述悬臂梁(9)长度方向水平贴附固定于悬臂梁(9)。
7.如权利要求6所述的一种光纤光栅式冰风载荷传感器，其特征在于，所述外罩(2)上表面开设有供悬臂梁(9)悬空安装的凹槽(12)，多个悬臂梁(9)的悬空端均朝向迎风杆(6)布设。
8.如权利要求7所述的一种光纤光栅式冰风载荷传感器，其特征在于，所述凹槽(12)靠近外罩(2)外侧的槽壁底部开设有与外部连通的排水通孔(13)。
9.如权利要求2所述的一种光纤光栅式冰风载荷传感器，其特征在于，所述外罩(2)与支撑底座(1)之间通过设置滑轨(3)竖向滑动连接；
10.如权利要求9所述的一种光纤光栅式冰风载荷传感器，其特征在于，所述滑轨(3)的底部高于支撑底座(1)底部。
...【技术特征摘要】
1.一种光纤光栅式冰风载荷传感器，其特征在于，所述传感器包括支撑底座(1)、与所述支撑底座(1)连接的弹性支撑称重机构、设置在所述弹性支撑称重机构顶部的风载荷传感机构；所述支撑底座(1)固定于杆塔(b6)上部；
2.如权利要求1所述的一种光纤光栅式冰风载荷传感器，其特征在于，所述弹性支撑称重机构还包括：覆盖于所述支撑底座(1)的外罩(2)、设置在所述外罩(2)和支撑底座(1)之间的弹性支杆(4)；所述第一光纤光栅(5)固定于所述弹性支杆(4)上；所述外罩(2)与支撑底座(1)竖向滑动连接；所述弹性支杆(4)底端与支撑底座(1)固定，所述弹性支杆(4)顶端与外罩(2)内侧抵接。
3.如权利要求2所述的一种光纤光栅式冰风载荷传感器，其特征在于，所述风载荷传感机构还包括设置在所述外罩(2)顶部的迎风杆(6)；
4.如权利要求2所述的一种光纤光栅式冰风载荷传感器，其特征在于，所述风载荷传感机构还包括设置在所述外罩(2)顶部的迎风杆(6)和多个悬空安装在外罩(2)顶部的风向测量增敏单元，多个所述风向测量增敏单元以外罩(2)中心为环绕中心点呈环形阵列布设；
【专利技术属性】
技术研发人员：姬昆鹏，刘畅，汉京善，朱尤祥，王立君，王世豪，展思杰，杨加伦，赵彬，展雪萍，王剑，张国强，张立春，李孟轩，李鹏，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：
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