傾角監測傳感器的制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種傾角監測傳感器，其特征在于：由支架、固定于支架上的空心球體、固定于空心球體內的水平支撐板、置于水平支撐板上的球面凹槽內的旋轉球體、分別固定于旋轉球體上、下部的光筒和導電垂擺、設于空心球體下半球的導電內球面、設于光筒內并向光筒頂部窗口發射光線的發光二極管、設于導電垂擺下端的圓球觸點、鑲嵌于導電內球面上的對應圓球觸點的絕緣圓墊、設于空心球體上半球內表面的光敏元件及時間繼電器組成。其解決了現有桿塔傾斜監測裝置監測方向單一的問題，實現了360度無死角監測，從而提高了監測裝置的可靠性。
【專利說明】傾角監測傳感器

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種傾角監測傳感器，適用于塔類傾斜監測系統等。

【背景技術】
[0002]近年來，對桿塔傾斜監測技術的研究越來越多，如CN201331339公開了一種對輸電線路桿塔傾斜監測裝置，CN 103162667公開了一種特高壓桿塔傾斜度在線監測系統及監測方法，CN 101650175公開了一種輸電線路桿塔傾斜監測裝置，但都存在如下問題:上述監測裝置或系統采用在桿塔上安裝單軸或雙軸傾角傳感器的方式實現橫向和縱向兩個方向的監測，存在著監測死角，而桿塔傾斜方向通常受外界影響，是隨機且不受控制的，因此，上述監測裝置或系統的監測功能受限，影響對桿搭傾斜角度的判斷，從而影響后序預警。


【發明內容】

[0003]本發明的目的是為了提供一種傾角監測傳感器，以解決現有單軸或雙軸傾角傳感器監測方向單一的問題，實現360度無死角監測，從而提高監測系統的可靠性。
[0004]本發明的技術方案是:
一種傾角監測傳感器，其特征在于:由支架、固定于支架上的空心球體、固定于空心球體內的水平支撐板、置于水平支撐板上的球面凹槽內的旋轉球體、分別固定于旋轉球體上、下部的光筒和導電垂擺、設于空心球體下半球的導電內球面、設于光筒內并向光筒頂部窗口發射光線的發光二極管、設于導電垂擺下端的圓球觸點、鑲嵌于導電內球面上的對應圓球觸點的絕緣圓墊、設于空心球體上半球內表面的光敏元件及時間繼電器組成，所述時間繼電器、導電垂擺、圓球觸點、導電內球面及電源形成閉合回路I，所述時間繼電器、發光二極管及電源形成閉合回路II，所述光敏元件利用數據線與數據發射傳輸裝置相連，所述旋轉球體的球心、所述光筒、導電垂擺的中心線與空心球體的垂直方向的中軸線重合。
[0005]上述的傾角監測傳感器，所述旋轉球體的球心與空心球體的球心重合。
[0006]上述的傾角監測傳感器，所述空心球體由分體的上、下半球組成，所述上、下半球和支架邊沿分別設有環形水平外沿且利用所述環形水平外沿和均勻布置于環形水平外沿上的螺栓副連接固定，所述上、上半球的環形水平外沿的接觸面上設有環形密封圈。
[0007]上述的傾角監測傳感器，所述水平支撐板支撐于所述空心球體下半球的導電內球面頂部，所述球面凹槽設于水平支撐板的圓心位置且與所述旋轉球體球面緊密貼合。
[0008]上述的傾角監測傳感器，所述旋轉球體內設有與所述光筒和導電垂擺上部連桿腔相通的空腔，所述時間繼電器設于所述空腔內，以便于時間繼電器分別與發光二極管和導電垂擺之間布線。
[0009]上述的傾角監測傳感器，所述光敏元件由均勻的封裝在所述空心球體上半球內表面的光敏電阻、由上至下均勻的間隔敷設在光敏電阻上的多根正、負電導電絲組成，所述正、負電導電絲均引向設于空心球體外表面嵌裝的排線并與其電連接，所述排線輸出端用于與空心球體外部的數據發射傳輸裝置的數據線電連接，以向數據發射傳輸裝置傳送電信號。
[0010]上述的傾角監測傳感器，所述支架設有與所述空心球體下半球外表面相配合的多條支撐筋。
[0011]上述的傾角監測傳感器，所述導電垂擺下端開設有盲孔，所述絕緣圓墊將圓球觸點頂入盲孔中，且所述盲孔底面與圓球觸點之間連接有彈簧，以使絕緣圓墊與圓球觸點脫離時彈簧將圓球觸點頂出盲孔與導電內球面相接觸導通閉合回路。
[0012]本發明的有益效果是:
1、旋轉球體在桿塔直立時其下部的導電垂擺的圓球觸點與空心球體下半球的導電內球面上設置的絕緣圓墊相接觸，閉合回路1、II均處于斷路狀態；但當桿塔發生傾斜時，空心球體下半球的導電內球面在空心球體支架的帶動下隨桿塔傾斜，而旋轉球體在導電垂擺的重力作用下保持原狀態，旋轉球體在水平支撐板上的球面凹槽發生相對轉動，則旋轉球體與空心球體間發生相對轉動，導電垂擺的圓球觸點與絕緣圓墊分離，與導電內球面接觸并接通了閉合回路I并啟動時間繼電器，時間繼電器經過設定時間后接點閉合，從而接通閉合回路II，發光二極管得電發光，光束由光筒頂部窗口射向空心球體上半球內表面上的光敏電阻，其照射位置處的光敏電阻被導通，通過數據線向數據發射傳輸裝置傳送攜帶地址信息的模電信號，數據發射傳輸裝置的CPU即可根據被導通的光敏電阻位置換算旋轉球體的相對轉動角度，即得到桿塔的傾斜角度，并通過無線通訊模塊發射到用戶，實現監測、預警功能；
2、由于桿塔無論向哪個方向傾斜，旋轉球體的球體結構和導電垂擺都會保證其與空心球體發生相對轉動，均能導通空心球體上相對應的光敏電阻，均可測得旋轉球體的相對轉動角度，即得到桿塔的傾斜角度，實現了對桿塔360度無死角監測，與現有傾角傳感器相t匕，顯著提高了監測裝置的可靠性；
3、由于采用了時間繼電器，有效的避免了桿塔震動帶來的裝置發生誤報的情況，進一步提高了監測裝置的可靠性；
4、全方位可靠的監測功能減少了大量的停電檢修和帶電檢修工作量，減少了因年度計劃預試小修而造成的重復性停電，可以在不停電狀態下，進行輸電線路監測，一般情況下，每條輸電線路每年可多供電量約數千萬千瓦時，節約了巡線的差旅、臺班費約幾十萬元。同時極大的減輕了巡線人員的勞動強度，減少了發生人身事故的機率，原來的巡視，需要人員定時到線路進行，且輸電線路都在地質條件比較惡劣的地方，本發明減少了人員定時巡視的需要，對確保人身安全和設備安全十分有利；
5、能夠發現人工很難用肉眼觀察到的桿塔傾斜微小變化，幫助運行部門及早發現隱患，及時排除故障，從而提高輸電線路運行的可靠性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發明的使用狀態示意圖。
[0014]圖2是圖1中A部放大結構示意圖。
[0015]圖3是圖1中B部放大結構示意圖。
[0016]圖4是圖1中C部放大結構示意圖。
[0017]圖5是本發明的光敏元件的布置結構示意圖。
[0018]圖中序號說明:1數據發射傳輸裝置、2數據線、3排線、4空心球體、5光敏元件、501光敏電阻、502正電導電絲、503負電導電絲、6發光二極管、7光筒、8時間繼電器、9水平支撐板、901球面凹槽、10環形水平外沿、11支架、12支撐筋、13導電內球面、14導電垂擺、15旋轉球體、16太陽能電池板、17蓄電池、18彈簧、19圓球觸點、20絕緣圓墊、21螺栓副、22環形密封圈。

【具體實施方式】
[0019]如圖所示，該傾角監測傳感器，由支架11、固定于支架11上的空心球體4、固定于空心球體4內的水平支撐板9、置于水平支撐板9上的球面凹槽901內的旋轉球體15、分別固定于旋轉球體15上、下部的光筒7和導電垂擺14、設于空心球體4下半球的導電內球面13、設于光筒7內并向光筒頂部窗口發射光線的發光二極管6、設于導電垂擺14下端的圓球觸點19、鑲嵌于導電內球面13上的對應圓球觸點19的絕緣圓墊20、設于空心球體4上半球內表面的光敏元件5及時間繼電器8組成。所述空心球體4由分體的上、下半球組成，所述上、下半球和支架11邊沿分別設有環形水平外沿10且利用所述環形水平外沿10和均勻布置于環形水平外沿10上的螺栓副21連接固定，所述上、上半球的環形水平外沿10的接觸面上設有環形密封圈22，以保證空心球體的密閉性，防止雨水等進入。所述水平支撐板9支撐于所述空心球體4下半球的導電內球面13頂部，球面凹槽901設于水平支撐板9的圓心位置且與所述旋轉球體15球面緊密貼合，并保證相對轉動。所述支架11設有與所述空心球體4下半球外表面相配合的多條支撐筋12。所述旋轉球體15的球心、所述光筒7、導電垂擺14的中心線與空心球體4的垂直方向的中軸線重合，本實施例中，所述旋轉球體15的球心與空心球體4的球心重合。
[0020]所述時間繼電器8、導電垂擺14、圓球觸點19、導電內球面13及電源形成閉合回路I，所述時間繼電器8、發光二極管6及電源形成閉合回路II，為便于時間繼電器8分別與發光二極管6和導電垂擺14之間布線,所述旋轉球體15內設有與所述光筒7和導電垂擺14上部連桿腔相通的空腔，所述時間繼電器8設于所述空腔內。所述導電垂擺14下端開設有盲孔，所述絕緣圓墊20將圓球觸點19頂入盲孔中，且所述盲孔底面與圓球觸點19之間連接有彈簧18，以使絕緣圓墊20與圓球觸點19脫離時彈簧18將圓球觸點19頂出盲孔與導電內球面13相接觸導通閉合回路。所述光敏元件5利用數據線2與空心球體外部的數據發射傳輸裝置I相連。所述光敏元件5由均勻的封裝在所述空心球體4上半球內表面的光敏電阻501、由上至下均勻的間隔敷設在光敏電阻501上的多根正、負電導電絲502、503組成，各個所述正、負電導電絲502、503引向嵌裝于空心球體4外表面的排線3并與其電連接，所述排線3輸出端電連接所述數據線2，以向數據發射傳輸裝置I傳送電信號。所述正、負電導電絲502、503相間嵌裝在空心球體4內壁上，用以標示傾斜角度。本實施例中，相鄰的正、負電導電絲502、503相距0.025cm，代表傾斜0.1度。
[0021 ] 所述數據發射傳輸裝置I包括CPU及與CPU連接的GPRS無線通訊模塊或CDMA無線通訊模塊。本實施例中采用GPRS無線通訊模塊，即SM900A短信模塊，此模塊支持移動GSM,聯通GPRS信號；SM900A模塊中SM卡插卡槽可根據用戶需要使用聯通或移動的SM卡；SM900A模塊中天線接口可使用800M-1100M天線；SM900A模塊通過串口(UARTl)與CUP連接，當監測到傾斜故障時，CUP命令短信模塊發出相關信息通知用戶。只要有GPRS通訊網絡的地方均可使用、不用自建、維護通訊網絡，通訊距離不受限制。本實施例中采用太陽能供電方式，所述電源由太陽能電池板16、與太陽能電池板16相連接的蓄電池17及充放電控制器組成。有陽光時，由太陽能電池板16供電并對蓄電池17充電，蓄電池17在無陽光情況下供電時間在30天以上，使用壽命為5年以上。
[0022]本實施例中，旋轉球體15的直徑為10cm，空心球體4的直徑為30cm，水平支撐板9的厚度為2cm，光筒7頂部窗口直徑為0.05cm，導電垂擺14的直徑為5cm，圓球觸點19的直徑為1cm，絕緣圓墊20的直徑為0.5cm。
[0023]使用時，在一個監測點桿塔類設備上安裝I臺傳感器，將支架11固定在桿塔中心線上,離地面一定高度,位于桿塔類設備2/3高度處和桿塔類設備頂端。
【權利要求】
1.一種傾角監測傳感器，其特征在于:由支架、固定于支架上的空心球體、固定于空心球體內的水平支撐板、置于水平支撐板上的球面凹槽內的旋轉球體、分別固定于旋轉球體上、下部的光筒和導電垂擺、設于空心球體下半球的導電內球面、設于光筒內并向光筒頂部窗口發射光線的發光二極管、設于導電垂擺下端的圓球觸點、鑲嵌于導電內球面上的對應圓球觸點的絕緣圓墊、設于空心球體上半球內表面的光敏元件及時間繼電器組成，所述時間繼電器、導電垂擺、圓球觸點、導電內球面及電源形成閉合回路I，所述時間繼電器、發光二極管及電源形成閉合回路II，所述旋轉球體的球心、所述光筒、導電垂擺的中心線與空心球體的垂直方向的中軸線重合。
2.根據權利要求1所述的傾角監測傳感器，其特征在于:所述旋轉球體的球心與空心球體的球心重合。
3.根據權利要求1所述的傾角監測傳感器，其特征在于:所述空心球體由分體的上、下半球組成，所述上、下半球和支架邊沿分別設有環形水平外沿且利用所述環形水平外沿和均勻布置于環形水平外沿上的螺栓副連接固定，所述上、上半球的環形水平外沿的接觸面上設有環形密封圈。
4.根據權利要求1所述的傾角監測傳感器，其特征在于:所述水平支撐板支撐于所述空心球體下半球的導電內球面頂部，所述球面凹槽設于水平支撐板的圓心位置且與所述旋轉球體球面緊密貼合。
5.根據權利要求1所述的傾角監測傳感器，其特征在于:所述旋轉球體內設有與所述光筒和導電垂擺上部連桿腔相通的空腔，所述時間繼電器設于所述空腔內，以便于時間繼電器分別與發光二極管和導電垂擺之間布線。
6.根據權利要求1所述的傾角監測傳感器，其特征在于:所述光敏元件由均勻的封裝在所述空心球體上半球內表面的光敏電阻、由上至下均勻的間隔敷設在光敏電阻上的多根正、負電導電絲組成，所述正、負電導電絲均引向設于空心球體外表面嵌裝的排線并與其電連接，所述排線輸出端用于與空心球體外部的數據發射傳輸裝置的數據線電連接。
7.根據權利要求1所述的傾角監測傳感器，其特征在于:所述支架設有與所述空心球體下半球外表面相配合的多條支撐筋。
8.根據權利要求1所述的傾角監測傳感器，其特征在于:所述導電垂擺下端開設有盲孔，所述絕緣圓墊將圓球觸點頂入盲孔中，且所述盲孔底面與圓球觸點之間連接有彈簧。
【文檔編號】G08C17/02GK104132646SQ201410361606
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月28日 優先權日:2014年7月28日
【發明者】呂鋼, 徐連生, 林曉剛, 叢峰武, 陳立婷, 李強, 呂強, 楊雷, 于媛 申請人:鞍鋼集團礦業公司