[实用新型]用线形柔性传感器的塔吊、移动吊车近电预警、闭锁装置

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种传感器。

背景技术：

塔吊、移动吊车临近带电线路作业时，因许多司吊人员对起重臂架、吊具等与带电体的最小安全距离认识不清、把握不当，经常导致带电体对塔吊、移动吊车起重臂架放电而发生线路跳闸和损坏事故。这些事故一方面严重威胁着作业人员的生命安全，另一方面也严重威胁着电网的安全可靠运行，极易造成大面积停电事故，直接和间接经济损失巨大。

为了降低这方面的工作风险，有许多单位尝试在起重臂架顶部装设单元定向传感器，这种传感器技术比较成熟，其采集的感应电气量能够比较敏感地反映其与不同电压等级带电体间的距离关系，从而为近电预警、闭锁后台装置提供可靠的信号源，但缺点是仅能感应某个点和某个方向，不能保护整个起重臂架，即使装设多个传感器，也不能做到全覆盖，因此，有必有研制一种能覆盖整个起重臂架的传感器及其近电预警、闭锁装置。

发明内容：

本实用新型的目的在于提供一种结构合理，能覆盖整个起重臂架的用线形柔性传感器的塔吊、移动吊车近电预警、闭锁装置。

本实用新型的技术解决方案是：

一种用线形柔性传感器的塔吊、移动吊车近电预警、闭锁装置，其特征是：包括线形柔性传感器，线形柔性传感器与信号放大电路连接，信号放大电路与选频电路连接，选频电路与A/D转换电路连接，A/D转换电路与ARM系统连接；所述线形柔性传感器包括多股软铜线制成的轴线，轴心外设置内绝缘层，内绝缘层外密绕螺旋状铜质软线层结构的电感，电感外包裹绝缘护套。

本发明结构合理，采用线形柔性传感器，能分布于高空作业车辆吊臂的各个点，任何一点近电时都能及时采集到信号。报警单元采用ARM为核心，经快速采样准确测量感应的电流，并且采用数字滤波技术和增量判断技术，准确进行近电判断。报警单元可以配置GSM模块，通过无线方式将报警信号送到监控中心，便于车辆的集中管理。装置有自检功能，当传感器发生故障时，能自动进行故障指示。

传感器安装在整个臂架外部，臂架任何一个位置与带电体间距离小于等于设定的距离，其均能准确感应并输出反映不同电压等级的电气量，利用后台实现近电预警、闭锁等功能。传感器轴心由多股软铜线制成，作为环流通道并起到增加拉伸强度的作用；轴心的外面用铜质软线密绕成螺旋状，形成电感。当靠近带电体时，由于电场的作用，电感和轴心之间形成环流，经取样电阻转换成电压信号，由电压大小可以判断出电场的大小，从而计算出距离带电体的距离。传感器内最外层使用橡胶绝缘护套进行密封，起到抗老化、抗磨损、增强绝缘强度、增加拉伸强度的作用。

线性传感器遵循一定的理论依据，同时也经过多次试验验证，记录数据如表1。

理论依据：距离带电体r(单位：米)处放置闭环的n匝感应线圈，根据拉第电磁感应定律，线圈感应出的电动势为：

ε＝nΔΦ/Δt

在闭合的回路里，交变的电动势产生电流I。

标注：ε：感应电动势(V)；

n：感应线圈匝数；ΔΦ/Δt：磁通量的变化率，其中：Φ＝BSsinA

Φ：磁通量，计量单位为韦伯(Wb)；

B：匀强磁场的磁感应强度，计量单位特斯拉(T)，根据毕奥--萨伐尔定律法，在离带电体r(单位：米)的地方的磁场强度与距离r的平方成反比；

SsinA：正对面积(m²)；

T：时间。

因此，感应电流I和距离、匝数、截面积、电压有关，线形传感器截面积相同，在距相同电压等级、相同距离下，只和磁场下的匝数有关。

试验数据：

线型传感器：10米；

取样电阻：100kΩ。

测量数据如表1，感应电流只在传感器的端部接近高压时有很小的变化，根据下列试验数据表明，在端部的感应电流略小(10％左右)，线形传感器完全适用于作业车的近电检测。

表1

附图说明：

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型一个实施例的结构示图。

图2是线形柔性传感器结构示图。

具体实施方式：

一种用线形柔性传感器的塔吊、移动吊车近电预警、闭锁装置，包括线形柔性传感器5，线形柔性传感器与信号放大电路6连接，信号放大电路与选频电路7连接，选频电路与A/D转换电路8连接，A/D转换电路与ARM系统9连接；所述线形柔性传感器包括多股软铜线制成的轴线1，轴心外设置内绝缘层2，内绝缘层外密绕螺旋状铜质软线层结构的电感3，电感外包裹绝缘护套4。

传感器5采集的电压信号经一个高阻抗的运算放大器6转换成适合的电压信号，经选频电路7，滤除掉工频以外的信号，再经过A/D转换8，转换成数字信号。32位嵌入式ARM系统9对采集的信号进行数字滤波和傅氏变化，计算出幅值的大小，通过幅值计算出近电情况。当发生近电时，装置可以进行声光报警。装置有自检功能，当传感器接触不好时，能进行报警。