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基于傳感器技術(shù)的鐵塔狀態(tài)自動檢測方案
來源：作者：日期：2018-02-08 17:37:04點擊：8164次
傳感器是指能感受規(guī)定的被測量，并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置。我國國家標準（GB7665-2005）對傳感器的定義是：“能感受被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置”。
傳感器作為信息獲取的重要手段，與通信技術(shù)和計算機技術(shù)共同構(gòu)成信息技術(shù)的三大支柱。
作用：利用物理效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)、生物效應(yīng)，把被測的物理量、化學(xué)量、生物量等轉(zhuǎn)換成符合需要的電量。
目錄
1、基于傳感器技術(shù)的鐵塔狀態(tài)自動檢測方案簡介
2、基于傳感器技術(shù)的鐵塔狀態(tài)自動檢測系統(tǒng)設(shè)計目標
3、基于傳感器技術(shù)的鐵塔狀態(tài)自動檢測系統(tǒng)組成
4、基于傳感器技術(shù)的鐵塔狀態(tài)自動檢測系統(tǒng)構(gòu)成
5、基于傳感器技術(shù)的鐵塔狀態(tài)自動檢測系統(tǒng)特點
6、檢測中心的軟件
7、傳感器技術(shù)發(fā)展趨勢與應(yīng)用前景
基于傳感器技術(shù)的鐵塔狀態(tài)自動檢測方案簡介：
安裝在野外的輸電線鐵塔，雖然地基堅固，但是由于長期受到地殼運動、天氣環(huán)境、人為施工（如修公路等情況下的野外爆破）等的影
響，容易發(fā)生傾斜。當傾斜達到一定程度，或者由于傾斜造成的鐵塔應(yīng)力變化，均有可能使得鐵塔發(fā)生形變，從而引發(fā)輸電線舞動、斷裂，甚
至鐵塔倒塌等生產(chǎn)和安全問題。
而對于鐵塔傾斜的早期預(yù)測，目前采用的辦法是巡線的工作人員，攜帶笨重的儀器設(shè)備，到達鐵塔附近，然后展開設(shè)備進行測量。這樣不
但效率低，而且也不準確、及時，并不能從根本上解決鐵塔傾斜的早期預(yù)測，及時排除安全隱患，保證生產(chǎn)的正常進行。
由于以上原因，目前需要有一種能夠完成鐵塔傾斜自動檢測的辦法，同時需要將野外現(xiàn)場的檢測信號傳送到監(jiān)測中心，并且發(fā)布在安全生產(chǎn)的
內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)上，這樣方便有關(guān)人員實時監(jiān)測、統(tǒng)計、分析。本方案利用成熟的、低成本GPRS技術(shù)，在保持系統(tǒng)可靠性的同時，保證了系統(tǒng)的先
進性。每個無線檢測模塊安裝靈活，無需其他線路的布線，所以也就更加安全、可靠。另外，將多個測量點的數(shù)據(jù)連接成網(wǎng)絡(luò)后，便于統(tǒng)一管
理，實現(xiàn)管理的網(wǎng)絡(luò)化、自動化。
基于傳感器技術(shù)的鐵塔狀態(tài)自動檢測系統(tǒng)設(shè)計目標：
本系統(tǒng)設(shè)計目標分三步，首先設(shè)計無線終端采集設(shè)備，包括形變、傾斜、振動傳感器選型、定型，采集電路及處理算法實現(xiàn)；然后根據(jù)鐵塔結(jié)
構(gòu)特點設(shè)計無線終端設(shè)備的安裝及系統(tǒng)工作電源設(shè)計；最后設(shè)計后端處理軟件，使得鐵塔傾斜、振動檢測自動化、無線化、網(wǎng)絡(luò)化和安全化。
基于傳感器技術(shù)的鐵塔狀態(tài)自動檢測系統(tǒng)組成：
本系統(tǒng)由傳感器模塊、無線檢測終端、系統(tǒng)電源、Web服務(wù)器及其管理軟件組成。其中前三個在本系統(tǒng)中安裝在現(xiàn)場，稱為前端設(shè)備。
無線檢測終端安裝在檢測點附近，負責采集來自傳感器模塊的傾斜度、振動等數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成無線信道數(shù)據(jù)發(fā)射出去；Web服務(wù)器
配備無線接收模塊一個和服務(wù)器一臺，它接收來自無線檢測終端的無線信道數(shù)據(jù)，并把它記錄在本地數(shù)據(jù)庫中，使得通過認證的用戶可以通過
IE 瀏覽器訪問。無線檢測終端、傳感器模塊、系統(tǒng)電源的蓄電池安裝在一個金屬外殼的機箱里，在殼體外部固定太陽能電池，并統(tǒng)一安裝在
鐵塔上。
基于傳感器技術(shù)的鐵塔狀態(tài)自動檢測系統(tǒng)構(gòu)成：
采用無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的無線檢測系統(tǒng)，實現(xiàn)了對鐵塔傾斜度和振動進行實時在線檢測，經(jīng)過與電力系統(tǒng)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)連接，在中心監(jiān)控室內(nèi)就可以監(jiān)
視運行狀態(tài)，真正做到了遠距離遙測，當被測點傾斜度或者振動超過預(yù)先設(shè)定的閥值時，就發(fā)出報警信號及時提醒有關(guān)人員采取措施。
基于傳感器技術(shù)的鐵塔狀態(tài)自動檢測系統(tǒng)特點：
5.1實時性：實時在線監(jiān)測；
5.2準確性：測量傾斜度精度可達±0.1°；
5.3靈活性：用戶可根據(jù)自己的需求，靈活、方便的設(shè)置參數(shù)；
5.4安全性：不論是產(chǎn)品、還是工具及其維護，都具有系統(tǒng)安全性和可靠性；
5.5采集方式：定時采集。
檢測中心的軟件：
檢測中心軟件為運行在Windows上的圖形化服務(wù)器軟件，客戶端直接通過IE瀏覽器直接訪問服務(wù)器，查詢各種形式的傾斜度、振動數(shù)
據(jù)。
6.1圖形顯示形式：可監(jiān)測到現(xiàn)場傾斜度、振動連續(xù)變化的情況，以曲線圖的形式表現(xiàn)；也可以監(jiān)測到傾斜度、振動離散變化的情況，以柱狀
圖的形式表現(xiàn)；
6.2實現(xiàn)傾斜度、振動數(shù)據(jù)的存儲和管理。能實現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)查詢：根據(jù)用戶設(shè)定的時間段、無線檢測節(jié)點地址、傳感器編號進行歷史數(shù)據(jù)的查
詢。根據(jù)查詢結(jié)果及樣式打印報表（報表可定制）；
6.3當傾斜度、振動超過規(guī)定值，發(fā)出報警信息，提示操作人員對相應(yīng)刀閘進行故障排查；
6.4本控制系統(tǒng)應(yīng)用軟件采用外掛式或嵌入式（留有接口）設(shè)計，軟件安裝容易，操作簡單，功能齊全，維護方便。在具有和機房數(shù)據(jù)通訊的
條件下，管理人員可遠程對每個傾斜度、振動傳感器進行報警值的設(shè)置，定義不同級別的報警方式。如有異常可以及時通過聲音等方式通知管
理人員。報警時軟件中報警項顯示為紅色。
傳感器技術(shù)發(fā)展趨勢與應(yīng)用前景：
隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展以及相關(guān)條件的日趨成熟，傳感器技術(shù)逐漸受到了更多人士的高度重視當今傳感器技術(shù)的研究與發(fā)展，特別是基于
光電通信和生物學(xué)原理的新型傳感器技術(shù)的發(fā)展，已成為推動國家乃至世界信息化產(chǎn)業(yè)進步的重要標志與動力。
由于傳感器具有頻率響應(yīng)、階躍響應(yīng)等動態(tài)特性以及諸如漂移、重復(fù)性、精確度、靈敏度、分辨率、線性度等靜態(tài)特性，所以外界因素的改
變與動蕩必然會造成傳感器自身特性的小穩(wěn)定，從而給其實際應(yīng)用造成較大影響這就要求我們針對傳感器的工作原理和結(jié)構(gòu)，在小同場合對傳
感器規(guī)定相應(yīng)的基本要求，以最大程度優(yōu)化其性能參數(shù)與指標，如高靈敏度、抗干擾的穩(wěn)定性、線性、容易調(diào)節(jié)、高精度、無遲滯性、工作壽
命長、可重復(fù)性、抗老化、高響應(yīng)速率、抗環(huán)境影響、互換性、低成本/寬測量范圍/小尺寸/重量輕和高強度等。
同時，根據(jù)對國內(nèi)外傳感器技術(shù)的研究現(xiàn)狀分析以及對傳感器各性能參數(shù)的理想化要求，現(xiàn)代傳感器技術(shù)的發(fā)展趨勢可以從四個力而分析與
概括:一是開發(fā)新材料、新工藝和開發(fā)新型傳感器;一是實現(xiàn)傳感器的多功能、高精度、集成化和智能化;三是實現(xiàn)傳感技術(shù)硬件系統(tǒng)與元器件的
微小型化;四是通過傳感器與其它學(xué)科的交叉整合，實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)化。
傳感器作為信息獲取的重要手段，與通信技術(shù)和計算機技術(shù)共同構(gòu)成信息技術(shù)的三大支柱。
作用：利用物理效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)、生物效應(yīng)，把被測的物理量、化學(xué)量、生物量等轉(zhuǎn)換成符合需要的電量。
| 中文名 | 簡介 | 用途 | 應(yīng)用領(lǐng)域 |
| 傳感器技術(shù) | 指能感受規(guī)定的被測量 | 傳感器作為信息獲取的重要手段 | 實現(xiàn)測試與自動控制 |
目錄
1、基于傳感器技術(shù)的鐵塔狀態(tài)自動檢測方案簡介
2、基于傳感器技術(shù)的鐵塔狀態(tài)自動檢測系統(tǒng)設(shè)計目標
3、基于傳感器技術(shù)的鐵塔狀態(tài)自動檢測系統(tǒng)組成
4、基于傳感器技術(shù)的鐵塔狀態(tài)自動檢測系統(tǒng)構(gòu)成
5、基于傳感器技術(shù)的鐵塔狀態(tài)自動檢測系統(tǒng)特點
6、檢測中心的軟件
7、傳感器技術(shù)發(fā)展趨勢與應(yīng)用前景
基于傳感器技術(shù)的鐵塔狀態(tài)自動檢測方案簡介：
安裝在野外的輸電線鐵塔，雖然地基堅固，但是由于長期受到地殼運動、天氣環(huán)境、人為施工（如修公路等情況下的野外爆破）等的影
響，容易發(fā)生傾斜。當傾斜達到一定程度，或者由于傾斜造成的鐵塔應(yīng)力變化，均有可能使得鐵塔發(fā)生形變，從而引發(fā)輸電線舞動、斷裂，甚
至鐵塔倒塌等生產(chǎn)和安全問題。
而對于鐵塔傾斜的早期預(yù)測，目前采用的辦法是巡線的工作人員，攜帶笨重的儀器設(shè)備，到達鐵塔附近，然后展開設(shè)備進行測量。這樣不
但效率低，而且也不準確、及時，并不能從根本上解決鐵塔傾斜的早期預(yù)測，及時排除安全隱患，保證生產(chǎn)的正常進行。
由于以上原因，目前需要有一種能夠完成鐵塔傾斜自動檢測的辦法，同時需要將野外現(xiàn)場的檢測信號傳送到監(jiān)測中心，并且發(fā)布在安全生產(chǎn)的
內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)上，這樣方便有關(guān)人員實時監(jiān)測、統(tǒng)計、分析。本方案利用成熟的、低成本GPRS技術(shù)，在保持系統(tǒng)可靠性的同時，保證了系統(tǒng)的先
進性。每個無線檢測模塊安裝靈活，無需其他線路的布線，所以也就更加安全、可靠。另外，將多個測量點的數(shù)據(jù)連接成網(wǎng)絡(luò)后，便于統(tǒng)一管
理，實現(xiàn)管理的網(wǎng)絡(luò)化、自動化。
基于傳感器技術(shù)的鐵塔狀態(tài)自動檢測系統(tǒng)設(shè)計目標：
本系統(tǒng)設(shè)計目標分三步，首先設(shè)計無線終端采集設(shè)備，包括形變、傾斜、振動傳感器選型、定型，采集電路及處理算法實現(xiàn)；然后根據(jù)鐵塔結(jié)
構(gòu)特點設(shè)計無線終端設(shè)備的安裝及系統(tǒng)工作電源設(shè)計；最后設(shè)計后端處理軟件，使得鐵塔傾斜、振動檢測自動化、無線化、網(wǎng)絡(luò)化和安全化。
基于傳感器技術(shù)的鐵塔狀態(tài)自動檢測系統(tǒng)組成：
本系統(tǒng)由傳感器模塊、無線檢測終端、系統(tǒng)電源、Web服務(wù)器及其管理軟件組成。其中前三個在本系統(tǒng)中安裝在現(xiàn)場，稱為前端設(shè)備。
無線檢測終端安裝在檢測點附近，負責采集來自傳感器模塊的傾斜度、振動等數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成無線信道數(shù)據(jù)發(fā)射出去；Web服務(wù)器
配備無線接收模塊一個和服務(wù)器一臺，它接收來自無線檢測終端的無線信道數(shù)據(jù)，并把它記錄在本地數(shù)據(jù)庫中，使得通過認證的用戶可以通過
IE 瀏覽器訪問。無線檢測終端、傳感器模塊、系統(tǒng)電源的蓄電池安裝在一個金屬外殼的機箱里，在殼體外部固定太陽能電池，并統(tǒng)一安裝在
鐵塔上。
基于傳感器技術(shù)的鐵塔狀態(tài)自動檢測系統(tǒng)構(gòu)成：
采用無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的無線檢測系統(tǒng)，實現(xiàn)了對鐵塔傾斜度和振動進行實時在線檢測，經(jīng)過與電力系統(tǒng)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)連接，在中心監(jiān)控室內(nèi)就可以監(jiān)
視運行狀態(tài)，真正做到了遠距離遙測，當被測點傾斜度或者振動超過預(yù)先設(shè)定的閥值時，就發(fā)出報警信號及時提醒有關(guān)人員采取措施。
基于傳感器技術(shù)的鐵塔狀態(tài)自動檢測系統(tǒng)特點：
5.1實時性：實時在線監(jiān)測；
5.2準確性：測量傾斜度精度可達±0.1°；
5.3靈活性：用戶可根據(jù)自己的需求，靈活、方便的設(shè)置參數(shù)；
5.4安全性：不論是產(chǎn)品、還是工具及其維護，都具有系統(tǒng)安全性和可靠性；
5.5采集方式：定時采集。
檢測中心的軟件：
檢測中心軟件為運行在Windows上的圖形化服務(wù)器軟件，客戶端直接通過IE瀏覽器直接訪問服務(wù)器，查詢各種形式的傾斜度、振動數(shù)
據(jù)。
6.1圖形顯示形式：可監(jiān)測到現(xiàn)場傾斜度、振動連續(xù)變化的情況，以曲線圖的形式表現(xiàn)；也可以監(jiān)測到傾斜度、振動離散變化的情況，以柱狀
圖的形式表現(xiàn)；
6.2實現(xiàn)傾斜度、振動數(shù)據(jù)的存儲和管理。能實現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)查詢：根據(jù)用戶設(shè)定的時間段、無線檢測節(jié)點地址、傳感器編號進行歷史數(shù)據(jù)的查
詢。根據(jù)查詢結(jié)果及樣式打印報表（報表可定制）；
6.3當傾斜度、振動超過規(guī)定值，發(fā)出報警信息，提示操作人員對相應(yīng)刀閘進行故障排查；
6.4本控制系統(tǒng)應(yīng)用軟件采用外掛式或嵌入式（留有接口）設(shè)計，軟件安裝容易，操作簡單，功能齊全，維護方便。在具有和機房數(shù)據(jù)通訊的
條件下，管理人員可遠程對每個傾斜度、振動傳感器進行報警值的設(shè)置，定義不同級別的報警方式。如有異常可以及時通過聲音等方式通知管
理人員。報警時軟件中報警項顯示為紅色。
傳感器技術(shù)發(fā)展趨勢與應(yīng)用前景：
隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展以及相關(guān)條件的日趨成熟，傳感器技術(shù)逐漸受到了更多人士的高度重視當今傳感器技術(shù)的研究與發(fā)展，特別是基于
光電通信和生物學(xué)原理的新型傳感器技術(shù)的發(fā)展，已成為推動國家乃至世界信息化產(chǎn)業(yè)進步的重要標志與動力。
由于傳感器具有頻率響應(yīng)、階躍響應(yīng)等動態(tài)特性以及諸如漂移、重復(fù)性、精確度、靈敏度、分辨率、線性度等靜態(tài)特性，所以外界因素的改
變與動蕩必然會造成傳感器自身特性的小穩(wěn)定，從而給其實際應(yīng)用造成較大影響這就要求我們針對傳感器的工作原理和結(jié)構(gòu)，在小同場合對傳
感器規(guī)定相應(yīng)的基本要求，以最大程度優(yōu)化其性能參數(shù)與指標，如高靈敏度、抗干擾的穩(wěn)定性、線性、容易調(diào)節(jié)、高精度、無遲滯性、工作壽
命長、可重復(fù)性、抗老化、高響應(yīng)速率、抗環(huán)境影響、互換性、低成本/寬測量范圍/小尺寸/重量輕和高強度等。
同時，根據(jù)對國內(nèi)外傳感器技術(shù)的研究現(xiàn)狀分析以及對傳感器各性能參數(shù)的理想化要求，現(xiàn)代傳感器技術(shù)的發(fā)展趨勢可以從四個力而分析與
概括:一是開發(fā)新材料、新工藝和開發(fā)新型傳感器;一是實現(xiàn)傳感器的多功能、高精度、集成化和智能化;三是實現(xiàn)傳感技術(shù)硬件系統(tǒng)與元器件的
微小型化;四是通過傳感器與其它學(xué)科的交叉整合，實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)化。
