一种基于无线通信的超声波架空线巡检系统的制作方法

1.本发明涉及一种基于无线通信的超声波架空线巡检系统，属于电力设备绝缘状态监测技术领域。


背景技术：

2.电网输配电线路的重要性毋庸置疑，但是架空输配电线路分布广，长期暴露在大自然中运行，不仅要经常受到正常机械载荷和电力负荷的作用，而且还受到各方面外来因素的干扰和大自然千变万化的影响。这些因素将会促使线路上各元件老化、疲劳、氧化和腐蚀，如不及时发现和削除，就会由量变到质变，发展成为各种故障。
3.架空线路的传统巡检方式存在诸多隐患，例如无法客观、真实地掌握巡检人员巡检的到位及检查情况，漏检情况严重；旧有的巡检体系很难保证检查质量，无从考查工作人员是否对每根杆塔，每个设备、项目进行检查、记录不规范，由于巡检项目内容繁杂，且巡检人员各自知识经验积累程度不同，所以填写内容或简单或复杂，或抓得住重点，或抓不到实质，费时繁琐，每个问题项目，都要通过笔记录到纸上，必要时还需辅以作图，10kv以上线路，每个电杆项目需一一记录，量多费时。


技术实现要素：

4.为了克服上述问题，本发明提供一种基于无线通信的超声波架空线巡检系统。该系统采用优质的超声波传感器结合蓝牙及4g通信网络，既可实现架空线路快速异常检测，也可实现架空线缺陷类型的精准诊断，适用于不同环境下的架空线监测。
5.本发明的技术方案如下：一种基于无线通信的超声波架空线巡检系统，包括无线超声波监测模块、无线数据处理模块和服务端展示模块；所述无线超声波监测模块与所述无线数据处理模块相连接，所述无线数据处理模块与所述服务端展示模块相连接。
6.本发明进一步说明，以上所述无线超声波监测模块包括超声波传感器、数据采集及存储单元、蓝牙通讯单元、音频处理及输出单元、显示单元和供电单元；所述超声波传感器用于采集架空线局部放电产生的超声波信号；所述数据采集及存储单元用于接收并存储超声波信号；所述蓝牙通讯单元用于与无线数据处理模块无线连接，传输发送超声波信号数据；所述供电单元用于为无线超声波监测模块供电；所述显示单元用于显示菜单项目和采集到的超声波信号数据；所述音频处理及输出单元用于对超声波信号进行处理并通过耳机输出。
7.本发明进一步说明，所述音频处理及输出单元包括音频输入单元、音频混音处理单元、音频输出单元；所述音频输入单元将模拟信号转换为数字信号；所述音频混音处理单元对信号进行去噪处理；所述音频输出单元将去噪后数字信号转换为模拟信号输出给耳机。音频处理器为mc145442。
8.本发明进一步说明，以上所述超声波传感器的采样率为5mhz。所述显示单元采用
led显示屏。所述供电单元采用大容量锂电池，使用时长不低于8小时。
9.本发明进一步说明，以上所述无线数据处理模块包括蓝牙通讯单元、数据处理单元、4g通信网络单元和供电单元；所述蓝牙通讯单元用于与无线超声波监测模块无线连接，接收无线超声波监测模块传输过来的超声波信号数据；所述数据处理单元用于对超声波信号数据的分析处理；所述4g通信网络单元用于与服务端展示模块进行通信。
10.本发明进一步说明，以上所述无线数据处理模块接收无线超声波监测模块传输过来的数据，对数据进行特征提取获取谱图信息，经神经网络模型进一步预测所接收数据的缺陷类型，然后通过4g通信网络将数据分析结果传输至所述服务端展示模块进行展示。
11.本发明进一步说明，以上所述服务端展示模块设有4g通信网络单元，通过4g通信网络接收数据，并对数据进行存储、处理、展示和指令下发。
12.本发明进一步说明，以上所述无线超声波监测模块的外形呈喇叭筒状。
13.本发明进一步说明，以上所述无线超声波监测模块的数据采集及存储单元设有stm32处理器；所述无线超声波监测模块可单独使用对架空线进行快速检测，当发现数据异常时再传输数据到无线数据处理模块中，进行进一步检测分析，具体包括以下步骤：1）超声传感器采集1s声音数据，通过所述音频处理及输出单元进行处理；2）经过处理后的数据通过耳机输出，人耳通过声音进行信号初步辨别；3）若通过耳机听到声音无异常及所采集数据的最大幅值低于所设定阈值，则无需将数据通过蓝牙通讯单元传送到无线数据处理模块分析，此时认为所测架空线无局部放电信号；否则，将所采集的数据传输到无线数据处理模块进行进一步数据分析诊断。
14.本发明具有如下有益效果：1）本发明的有效检测距离长达30m，可适应各种不同环境的架空线路。
15.2）使用简单方便，既适用于专业知识不足的巡检人员进行快速检测，也适用于专业知识丰富的人员在服务端进行精确诊断。
16.3）超声波传感器检测模块、无线数据处理模块体积小，质量轻，携带方便。
附图说明
17.图1为本发明一实施例的系统模块示意图。
18.图2为本发明一实施例的无线超声波监测模块示意图。
19.图3为本发明一实施例的超声波信号数据诊断流程。
具体实施方式
20.下面结合附图和具体实施例来对本发明进行详细的说明。
21.实施例1：如图1所示，一种基于无线通信的超声波架空线巡检系统，包括无线超声波监测模块、无线数据处理模块和服务端展示模块；所述无线超声波监测模块与所述无线数据处理模块相连接，所述无线数据处理模块与所述服务端展示模块相连接。
22.实施例2：如图1所示，一种基于无线通信的超声波架空线巡检系统，包括无线超声波监测模块、无线数据处理模块和服务端展示模块；所述无线超声波监测模块与所述无线数据处理
模块相连接，所述无线数据处理模块与所述服务端展示模块相连接。
23.如图2所示，所述无线超声波监测模块包括超声波传感器、数据采集及存储单元、蓝牙通讯单元、音频处理及输出单元、显示单元和供电单元；所述超声波传感器用于采集架空线局部放电产生的超声波信号；所述数据采集及存储单元用于接收并存储超声波信号；所述蓝牙通讯单元用于与无线数据处理模块无线连接，传输发送超声波信号数据；所述供电单元用于为无线超声波监测模块供电；所述显示单元用于显示菜单项目和采集到的超声波信号数据；所述音频处理及输出单元用于对超声波信号进行处理并通过耳机输出。
24.所述超声波传感器的采样率为5mhz。所述显示单元采用led显示屏。所述供电单元采用大容量锂电池，使用时长不低于8小时。
25.所述音频处理及输出单元包括音频输入单元、音频混音处理单元、音频输出单元；所述音频输入单元将模拟信号转换为数字信号；所述音频混音处理单元对信号进行去噪处理；所述音频输出单元将去噪后数字信号转换为模拟信号输出给耳机。音频处理及输出单元内置的音频处理器为mc145442。
26.实施例3：本实施例与实施例2的区别在于：所述无线超声波监测模块的数据采集及存储单元设有stm32处理器；所述无线超声波监测模块可单独使用对架空线进行快速检测，当发现数据异常时再传输数据到无线数据处理模块中，进行进一步检测分析，如图3所示，具体包括以下步骤：1）超声传感器采集1s声音数据，通过所述音频处理及输出单元进行处理；2）经过处理后的数据通过耳机输出，人耳通过声音进行信号初步辨别；3）若通过耳机听到声音无异常及所采集数据的最大幅值低于所设定阈值，则无需将数据通过蓝牙通讯单元传送到无线数据处理模块分析，此时认为所测架空线无局部放电信号；否则，将所采集的数据传输到无线数据处理模块进行进一步数据分析诊断。
27.实施例4：如图1所示，一种基于无线通信的超声波架空线巡检系统，包括无线超声波监测模块、无线数据处理模块和服务端展示模块；所述无线超声波监测模块与所述无线数据处理模块相连接，所述无线数据处理模块与所述服务端展示模块相连接。
28.如图2所示，所述无线超声波监测模块包括超声波传感器、数据采集及存储单元、蓝牙通讯单元、音频处理及输出单元、显示单元和供电单元；所述超声波传感器用于采集架空线局部放电产生的超声波信号；所述数据采集及存储单元用于接收并存储超声波信号；所述蓝牙通讯单元用于与无线数据处理模块无线连接，传输发送超声波信号数据；所述供电单元用于为无线超声波监测模块供电；所述显示单元用于显示菜单项目和采集到的超声波信号数据；所述音频处理及输出单元用于对超声波信号进行处理并通过耳机输出。
29.所述无线数据处理模块包括蓝牙通讯单元、数据处理单元、4g通信网络单元和供电单元；所述蓝牙通讯单元用于与无线超声波监测模块无线连接，接收无线超声波监测模块传输过来的超声波信号数据；所述数据处理单元用于对超声波信号数据的分析处理；所述4g通信网络单元用于与服务端展示模块进行通信。所述无线数据处理模块接收无线超声波监测模块传输过来的数据，对数据进行特征提取获取谱图信息，经神经网络模型进一步预测所接收数据的缺陷类型，然后通过4g通信网络将数据分析结果传输至所述服务端展示
模块进行展示。
30.所述服务端展示模块设有4g通信网络单元，通过4g通信网络接收数据，并对数据进行存储、处理、展示和指令下发。
31.实施例5：如图1所示，一种基于无线通信的超声波架空线巡检系统，包括无线超声波监测模块、无线数据处理模块和服务端展示模块；所述无线超声波监测模块与所述无线数据处理模块相连接，所述无线数据处理模块与所述服务端展示模块相连接。
32.如图2所示，所述无线超声波监测模块包括超声波传感器、数据采集及存储单元、蓝牙通讯单元、音频处理及输出单元、显示单元和供电单元；所述超声波传感器用于采集架空线局部放电产生的超声波信号；所述数据采集及存储单元用于接收并存储超声波信号；所述蓝牙通讯单元用于与无线数据处理模块无线连接，传输发送超声波信号数据；所述供电单元用于为无线超声波监测模块供电；所述显示单元用于显示菜单项目和采集到的超声波信号数据；所述音频处理及输出单元用于对超声波信号进行处理并通过耳机输出。
33.所述无线超声波监测模块的外形呈喇叭筒状。所述超声波传感器的采样率为5mhz。所述显示单元采用led显示屏。所述供电单元采用大容量锂电池，使用时长不低于8小时。
34.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。