專利名稱：一種輸電鐵塔的紅外熱成像遠程監(jiān)測裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種輸電鐵塔的紅外熱成像遠程監(jiān)測裝置，屬高壓輸電鐵塔的監(jiān)
測設備技術領域。
背景技術：
隨著科學技術的發(fā)展，對供電可靠性要求越來越高，架空高壓輸電線路是電力系
統(tǒng)最重要的組成部分，高壓輸電線路大都架設在高空鐵塔上，長期在高電壓、大電流狀態(tài)下
運行，很容易產生故障，故障主要集中在線路連接處，例如接線管、線夾、直線壓接管、螺栓、
跳線夾、并溝線夾、調整板、二線連接板等，由于氣候惡劣變化，暴風、暴雨、暴雪、雷電，往往
會使高壓輸電鐵塔、線路熱效應加劇、造成金屬材料老化、機械性能降低，產生局部放電，導
致連接件燒損、熔焊或斷裂損壞，直接影響著高壓高壓輸電線路的安全運行。
目前，輸電鐵塔及線路的檢測，大都采用測溫儀巡檢，只能監(jiān)測當時情況，不能即
時檢測和報警；還有的采用對關鍵部位傳感器測量， 一座鐵塔需幾十個傳感器，傳感器保
護、安裝成本都很高；這些方法雖能進行監(jiān)測，但均存在一些弊端，均不能全天候在線直觀

發(fā)明內容發(fā)明目的 本實用新型的目的就是針對背景技術的不足，針對高空高壓、大功率輸電鐵塔的 現(xiàn)狀，故障特性，采用主控機箱、紅外熱像儀、攝像機、溫濕度傳感器、風速風向傳感器、太陽 能電池板、3G無線通訊等技術，對高壓輸電鐵塔進行全天候的紅外熱成像遠程監(jiān)測，以大幅 度提高輸電鐵塔的監(jiān)測質量和準確率。 技術方案 本實用新型主要結構由主機箱、屏蔽電路箱、電路板、風速標、風向標、溫濕度傳 感器、風速風向傳感器、太陽能電池、蓄電池、攝像機、紅外攝像儀、3G通訊天線、避雷針、工 控計算機、屏蔽電纜組成；在主機箱1的下部為安裝座20及安裝孔30，在主機箱1的前部 為前面板31，在前面板31上設置調試指示燈16、調試旋鈕17 ;在主機箱1的上部中間為風 速座2，風速座2上部為風速標3，風速座2右側部為弓形風速架4，風速架4上部聯(lián)接風速 傳感器5 ;在風速傳感器5上部為風向架6，風向架6上部裝有風向標7、風向傳感器8 ;在風 向傳感器8上部裝有避雷針14 ;在主機箱1的左上部設有3G發(fā)射天線13 ;在主機箱1的 左側上部設有電池架9，電池架9上部為太陽能電池板10 ;在主機箱1的左側下部設有接線 孔32 ;在主機箱1的右側下部設有接線孔33 ;在主機箱1的內部設置溫濕度傳感器21及接 線柱24、電路板屏蔽箱18及接線柱25、蓄電池22及接線柱23，在屏蔽箱18內設置電路板 19 ;在主機箱1的左部設置攝像機ll，攝像機11通過屏蔽電纜15、接線口 32與電路板19 聯(lián)接；在主機箱1的右部設置紅外熱像儀12，紅外熱像儀12通過屏蔽電纜15、接線口 33與 電路板19聯(lián)接；在地面接收站設置工控計算機29，工控計算機29通過導線34與鍵盤26、打印機27聯(lián)接；主機箱1、攝像機11、紅外熱像儀12及其上的設備均安裝在輸電鐵塔上，之 間由屏蔽電纜15聯(lián)接；主機箱1上的3G發(fā)射天線13發(fā)射3G無線通訊信號，通過無線通訊 網(wǎng)將主機箱1攝取的圖像及技術信息發(fā)送并聯(lián)接地面工控計算機29，并進行程序計算、顯 示并打印。 所述的主機箱1 ，為雙屏蔽機箱，主機箱1殼體為不銹鋼金屬結構，主機箱1內的電 路板屏蔽箱18為銅鋁合金結構。 所述的紅外熱像儀12，是采集輸電鐵塔上的連接件、連接端溫度的，溫濕度傳感器 21是采集輸電鐵塔上部環(huán)境溫度的，采集的溫度、濕度信息由3G發(fā)射天線13發(fā)送到地面工 控計算機29，并進行數(shù)字化處理。 所述的電路板19，由微計算機控制電路IC1、溫濕度采集電路IC2、振蕩電路IC3、 3G無線視頻采集傳輸電路IC4、數(shù)據(jù)存儲電路IC5、電源轉換電路IC6、電源穩(wěn)壓電路IC7、隔 離電路IC8、看門狗監(jiān)控電路IC9、風速風向采集電路ICIO、 SD卡存儲電路IC11、功能調試 電路IC12組成整體電路，各分電路由導線聯(lián)接，電路板19在雙重屏蔽箱內保護運行，微計 算機控制電路IC1采用32位單片計算機，并按運算程序運行并控制。 所述的地面工控計算機29，接收3G無線通訊信息、圖像、數(shù)據(jù)，然后進行運算處 理，運算程序如下#include〃 main.h〃[0013]#defineTaskStart_ID 10#defineTaskStart_PRI0 TaskStart_ID#defineTaskStart_STACK_SIZE 128#defineTaskSend_ID 7#defineTaskSend_PRI0 TaskSend_ID#defineTaskSend_STACK_SIZE 512#defineTaskCollect_ID 5#defineTaskCollect—PRIO TaskCollect_ID#defineTaskCollect_STACK_SIZE 512#defineTask0nline_ID 6#defineTask0nline_PRI0 Task0nline_ID#defineTaskOnline_STACK_SIZE 256#defineTaskDrop_ID 9#defineTaskDrop_PRI0 TaskDrop_ID#defineTaskDrop_STACK_SIZE 128OS—STK TaskStart—STACK[TaskStart—STACK—SIZE];[0029]OS—STK TaskSend—STACK[TaskSend—STACK—SIZE];[0030]OS—STK TaskCollect_STACK[TaskCollect_STACK_SIZE][0031]OS—STK TaskOnline—STACK[TaskOnline—STACK—SIZE];[0032]OS—STK TaskDrop—STACK[TaskDrop—STACK—SIZE];[0033]void TaskStart(void氺pdata);[0034]void TaskSend(void氺pdata);[0035]
void TaskCollect(void氺pdata); void TaskOnline(void氺pdata); void TaskDrop(void氺pdata); OS—EVENT *SemCollect ; OS—EVENT *Sem0nline ; OS—EVENT 化emSend ; uint8 p,[2] = {5，1}; uint8 承SendEri3ble = pa:ra+l 5 volatile uint8 CMD_730 = 1 ; volatile uint8 Infr0k = 0 ; volatile uintl6 CollectTimes = 0 ; uint 16 SensorCo皿t = 0 ; volatile uint8 Send0k = 0 ; uint8 Time[6] = {0x09，0x08，0x20，0x09，0x00，0x00}; uint8 SensorBuffer[10000]; int main (void) { 0SInit(); OSTaskCreateExt(TaskStart, (void*)0， & TaskStart_STACK[TaskStart_STACK_SIZE-l]， TaskStart_PRI0， TaskStart_ID， & TaskStart_STACK[0]， TaskStart_STACK_SIZE， (void*)0， 0S_TASK_0PT_STK_CHK|0S_TASK_0PT_STK_CLR); 0SStart();
(1 << 9);[0074] SetVICIRQ(9， 1， (uint32) 12C—Exc印tion); I2C_Init(l，100000，0); I2C_ReadNByte(FM24CL64， TW0_BYTE_SUBA， 0x00， para， 2); RTC—Ini(); RTC_Set (Time); SemCollect = OSSemCreate(O); SemOnline = OSSemCreate(O); SemSend = OSSemCreate (0); OSTaskCreateExt(TaskCollect, (void*)0， & TaskCollect_STACK[TaskCollect_STACK_SIZE-l]， TaskCollect_PRIO， TaskCollect_ID， & TaskCollect_STACK[0]， TaskCollect_STACK_SIZE， (void*)0， 0S_TASK_0PT_STK_CHK|0S_TASK_0PT_STK_CLR); OSTaskCreateExt(TaskOnline, (void*)0， & TaskOnline_STACK[TaskOnline_STACK_SIZE-l]， TaskOnline_PRIO， TaskOnline_ID， & TaskOnline_STACK[0]， TaskOnline_STACK_SIZE， (void*)0， OS_TASK_OPT_STK_CHK|OS_TASK_OPT_STK_CLR); OSTEtskC漁teExt (TaskDrop ， (void*)0， & TaskDrop_STACK[TaskDrop_STACK_SIZE-l]， TaskDrop_PRIO， TaskDrop_ID， & TaskDrop_STACK[0]， TaskDrop_STACK_SIZE， (void*)0， OS_TASK_OPT_STK_CHK|OS_TASK_OPT_STK_CLR); OSTaskDel(0S_PRI0_SELF); } void TaskOnline (void氺pdata) { uint8 err ;
6[0113] pdata = pdata 5 while (1) { OSSemPend(SemOnline，O， & err); Period_autoshut = SHUTTME ; IOlSETl = CAMERA ; InfrOk = 1 ; OSTaskCreateExt(TaskSend, (void*)0， & TaskSend_STACK[TaskSend_STACK_SIZE-l]， TaskSend_PRIO， TaskSend_ID， & TaskSend_STACK[0]， TaskSend—STACK—SIZE， (void*)0， OS_TASK_OPT_STK_CHK|OS_TASK_OPT_STK_CLR); OSTimeDly(OS—TICKS—PER—SEC) ;} }void TaskSend(void氺pdara){ uint8err ; pdara = pdata 5 OSSemPend(SemSend，O， & err); if (1 == *SendEnable) { DataSend(); SendOk = 1 ; } OSTaskDel(0S_PRI0_SELF); } void TaskDrop(void氺pdata) { pdata = pdata 5 while (1) { if (CMD—730 == 1) { SendOk = 0 ; Period_autoshut = 0 ; Period_autoshutl = 0 ; I01CLRI = CAMERA ; I01CLRI = INFRARED ; LED_Set(); OSTimeDly(OS—TICKS—PER—SEC/2); LED_Clr();0152] 0153] 0154] 0155] 0156] 0157] 0158] 0159] 0160] 0161] 0162] 0163] 0164] 0165] 0166] 0167] 0168] 0169] 0170] 0171] 0172] 0173] 0174] 0175] 0176] 0177] 0178] 0179] 0180] 0181] 0182] 0183] 0184] 0185] 0186]
OSTimeDly (0S_TICKS_PER_SEC/2)
void TaskCollect(void氺pdata) { uint8err ;
while (1)
{ OSSemPend(SemCollect，0， & err); 0S_ENTER_CR1TICAL(); RTC_Read(Time); LED_Set();
if (CollectTimes >= 1100) { SensorCo皿t = 0 ; CollectTimes = 0 ;
if (SensorSelect & (1<<0))
{ Temperature—measure (SensorBuffer+SensorCo皿t， 0) SensorCoimt+ = 2 j
Temperature—measure (SensorBuffer+SensorCo皿t， 1) SensorCoimt+ = 2 j
if (SensorSelect & (1 << l)) { Wind—measure(SensorBuffer+SensorCount) 5 SensorCoimt+ = 3 j
if (SensorSelect & (1 << 7)) { Volt—measure (SensorBuffer+SensorCo皿t); SensorCoimt+ = 2 j
CollectTimes++ ; LED_Clr(); 0S_EXIT_CRITICAL();
OSTimeDly(0S—TICKS—PER—SEC/2);
0187] }
0188] 有益效果
0189] 本實用新型與背景技術相比具有明顯的先進性，它是針對高空高壓輸電鐵塔上的 惡劣環(huán)境，設計的遠程監(jiān)測裝置，在鐵塔上設置主機箱、太陽能電池板、蓄電池、風速風向傳感器、溫濕度傳感器、攝像機、紅外熱像儀、3G無線通訊發(fā)射無線，把鐵塔上及周圍的風速、 風向、溫度、濕度、連接件熱像情況及鐵塔的動態(tài)圖像，同步傳輸給地面工控計算機，信息處 理、顯示、打印監(jiān)測數(shù)據(jù)，判斷鐵塔及關連點的運行、故障情況，及時進行處理，對輸電鐵塔 的監(jiān)控實現(xiàn)了信息化、圖像化、數(shù)字化傳輸監(jiān)控，此裝置設計先進、安全、穩(wěn)定、迅速、準確、 同步、可靠，是十分理想的高空輸電鐵塔的遠程監(jiān)控裝置，此裝置填補了此類技術的科研空 白，此裝置也可用于監(jiān)控無線通訊、電視傳播鐵塔。

圖1為整體結構及布置圖 圖2為去掉前面板的主機箱內部結構圖 圖3為地面工控計算機及布置圖 圖4為主機箱電路圖 圖中所示，附圖標記清單如下 1、主機箱，2、風速座，3、風速標，4、風速架，5、風速傳感器，6、風向架，7、風向標，8、 風向傳感器，9、電池板架，10、太陽能電池板，11、攝像機，12、紅外熱像儀，13、3G發(fā)射天線， 14、避雷針，15、屏蔽電纜，16、調試指示燈，17、調試旋鈕，18、屏蔽箱，19、電路板，20、安裝 架，21、溫濕度傳感器，22、蓄電池，23、接線柱，24、接線柱，25、接線柱，26、鍵盤，27、打印機， 28、顯示屏，29、工控計算機，30、安裝孔，31、前面板，32、接線孔，33、接線孔，34、導線。 IC1、微計算機控制電路，IC2、溫濕度采集電路，IC3、振蕩電路，IC4、3G無線視頻 采集傳輸電路，IC5、數(shù)據(jù)存儲電路，IC6、電源轉換電路，IC7、電源穩(wěn)壓電路，IC8、隔離電路， IC9、看門狗監(jiān)控電路，IC10、風速風向采集電路，IC11、SD卡存儲電路，IC12、功能調試電路。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做進一步說明 圖l所示，為主機箱及周邊布置圖，各部位置、聯(lián)接關系要正確，安裝牢固。 主機箱是本裝置的主體，用不銹鋼材料制作，要強度好、耐腐蝕，并起保護作用。 主機箱上部設置風速標、風向標及傳感器用來測量輸電鐵塔上的風向、風速，并傳 輸?shù)降孛妗?太陽能電池板把電能傳輸給主機箱內的蓄電池儲存，供電路板運行及發(fā)射信號使 用。 在主機箱的右側部設置紅外熱像儀，監(jiān)測高壓輸電線塔上的連接板、連接端點溫 度，通過導線與電路板聯(lián)接。 在主機箱的左側部設置攝像機，并拍攝高壓線塔各部位置的圖像資料，并傳輸給 地面。 3G發(fā)射天線可將攝像、熱像、環(huán)境溫濕度、風速、風向信息傳輸?shù)降孛妗?圖2所示，為去掉前面板的主機箱內部結構圖，中間為銅鋁合金制的屏蔽箱，用來
保護電路板不受干擾，溫濕度傳感器用來測量環(huán)境溫濕度信息，蓄電池用來儲存太陽能電
池板的電能，供主機箱使用。 圖3所示，為地面工控計算機及周邊布置圖，工控計算機接收鐵塔上主機箱上的圖像技術信號，通過計算、顯示并打印。 圖4所示，為電路板電路圖，以微計算機控制電路為中心，控制各分電路，各分電 路協(xié)調運行，組成整體電路，此電路是監(jiān)測裝置主體，電路板置于雙重屏蔽箱內，安全、可 靠，微計算機處理器采用32位單片機，進行程序處理運算，3G發(fā)射天線傳輸圖像及技術信 息，可在地面直觀測量鐵塔上的環(huán)境、運行及故障情況。
權利要求一種輸電鐵塔的紅外熱成像遠程監(jiān)測裝置，其特征在于主要結構由主機箱、屏蔽電路箱、電路板、風速標、風向標、溫濕度傳感器、風速風向傳感器、太陽能電池、蓄電池、攝像機、紅外攝像儀、3G通訊天線、避雷針、工控計算機、屏蔽電纜組成；在主機箱(1)的下部為安裝座(20)及安裝孔(30)，在主機箱(1)的前部為前面板(31)，在前面板(31)上設置調試指示燈(16)、調試旋鈕(17)；在主機箱(1)的上部中間為風速座(2)，風速座(2)上部為風速標(3)，風速座(2)右側部為弓形風速架(4)，風速架(4)上部聯(lián)接風速傳感器(5)；在風速傳感器(5)上部為風向架(6)，風向架(6)上部裝有風向標(7)、風向傳感器(8)；在風向傳感器(8)上部裝有避雷針(14)；在主機箱(1)的左上部設有3G發(fā)射天線(13)；在主機箱(1)的左側上部設有電池架(9)，電池架(9)上部為太陽能電池板(10)；在主機箱(1)的左側下部設有接線孔(32)；在主機箱(1)的右側下部設有接線孔(33)；在主機箱(1)的內部設置溫濕度傳感器(21)及接線柱(24)、電路板屏蔽箱(18)及接線柱(25)、蓄電池(22)及接線柱(23)，在屏蔽箱(18)內設置電路板(19)；在主機箱(1)的左部設置攝像機(11)，攝像機(11)通過屏蔽電纜(15)、接線口(32)與電路板(19)聯(lián)接；在主機箱(1)的右部設置紅外熱像儀(12)，紅外熱像儀(12)通過屏蔽電纜(15)、接線口(33)與電路板(19)聯(lián)接；在地面接收站設置工控計算機(29)，工控計算機(29)通過導線(34)與鍵盤(26)、打印機(27)聯(lián)接；主機箱(1)、攝像機(11)、紅外熱像儀(12)及其上的設備均安裝在輸電鐵塔上，之間由屏蔽電纜(15)聯(lián)接；主機箱(1)上的3G發(fā)射天線(13)發(fā)射3G無線通訊信號，通過無線通訊網(wǎng)將主機箱(1)攝取的圖像及技術信息發(fā)送并聯(lián)接地面工控計算機(29)，并進行程序計算、顯示并打印。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種輸電鐵塔的紅外熱成像遠程監(jiān)測裝置，其特征在于所 述的主機箱(l)，為雙屏蔽機箱，主機箱(1)殼體為不銹鋼金屬結構，主機箱(1)內的電路板 屏蔽箱(18)為銅鋁合金結構。
3. 根據(jù)權利要求1所述的一種輸電鐵塔的紅外熱成像遠程監(jiān)測裝置，其特征在于所 述的紅外熱像儀(12)，是采集輸電鐵塔上的連接件、連接端溫度的，溫濕度傳感器(21)是 采集輸電鐵塔上部環(huán)境溫度的，采集的溫度、濕度信息由3G發(fā)射天線(13)發(fā)送到地面工控 計算機(29)，并進行數(shù)字化處理。
4. 根據(jù)權利要求1所述的一種輸電鐵塔的紅外熱成像遠程監(jiān)測裝置，其特征在于所 述的電路板(19)，由微計算機控制電路(IC1)、溫濕度采集電路(IC2)、振蕩電路(IC3)、3G 無線視頻采集傳輸電路(IC4)、數(shù)據(jù)存儲電路(IC5)、電源轉換電路(IC6)、電源穩(wěn)壓電路 (IC7)、隔離電路(IC8)、看門狗監(jiān)控電路(IC9)、風速風向采集電路(ICIO)、 SD卡存儲電路 (IC11)、功能調試電路(IC12)組成整體電路，各分電路由導線聯(lián)接，電路板(19)在雙重屏 蔽箱內保護運行，微計算機控制電路(IC1)采用32位單片計算機，并按運算程序運行并控 制。
專利摘要本實用新型涉及一種輸電鐵塔的紅外熱成像遠程監(jiān)測裝置，主要結構由主機箱、電路板、屏蔽箱、太陽能電池板、蓄電池、風速風向傳感器、攝像機、紅外熱像儀、3G無線通訊發(fā)射、接收天線、溫濕度傳感器，把鐵塔上的風速、風向、環(huán)境、溫濕度、連接件的熱像情況及鐵塔上的動態(tài)圖像，同步傳輸給地面工控計算機，顯示并打印出監(jiān)測數(shù)據(jù)，判斷輸電鐵塔的運行情況，對輸電鐵塔的監(jiān)控實現(xiàn)了信息化、圖像化、數(shù)字化傳輸監(jiān)控，此裝置設計先進、安全、穩(wěn)定、迅速、準確、同步、可靠，是十分理想的高壓輸電鐵塔的遠程監(jiān)控裝置，此裝置也可用于監(jiān)控無線通訊、電視傳播鐵塔。
文檔編號H04N5/33GK201540300SQ20092025495
公開日2010年8月4日 申請日期2009年12月6日 優(yōu)先權日2009年12月6日
發(fā)明者代栓青, 占子飛, 呂玉祥, 張雅明, 楊北革, 薛輝 申請人:山西省電力公司大同供電分公司