[发明专利]基于光纤光栅传感技术的输电线倾角测量装置及其方法

权利要求书

1.基于光纤光栅传感技术的输电线倾角测量装置，其特征在于，该装置包括：

数据采集模块，用于实时采集待测输电线的温度及应变变化数据，所述数据采集模块包括两个光纤光栅应变传感器及一个三角架，所述三角架的三条边包括一条固定长度的边以及两条长度可变的边，每条长度可变的边上安装一个所述光纤光栅应变传感器；其中，一条长度可变的边及安装在其上的光纤光栅应变传感器均与所述待测输电线平行，所述一条固定长度的边通过固定杆固定于所述待测输电线的绝缘子串；

光信号收发与解调模块，用于向数据采集模块发射光纤光栅解调仪产生的窄带扫频光以及将接收的光信号解调；

数据处理模块，用于从解调后的光信号中获取待测输电线的温度及应变变化数据，并计算待测输电线倾角。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光纤光栅应变传感器包括温度补偿光栅及应变光栅，所述温度补偿光栅用于补偿应变光栅的温度交叉敏感。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述数据采集模块中的光纤光栅应变传感器的中心波长的实时值根据实时采集的数据确定。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光信号收发与解调模块包括光信号收发单元及光纤光栅解调仪，所述光信号收发单元用于向数据采集模块发射所述光纤光栅解调仪产生的窄带扫频光以及将接收的光信号发射到所述光纤光栅解调仪；所述光纤光栅解调仪用于解调光信号。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述数据采集模块的光纤光栅应变传感器与所述光信号收发与解调模块通过光纤复合架空地线或者光纤复合相线连接。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征还在于，所述数据采集模块进一步包括两个劲度系数相同且已知的弹簧，一个弹簧与一个光纤光栅应变传感器并联安装在三角架一条长度可变的边上，另一个弹簧与另一个光纤光栅应变传感器并联安装在三角架另一条长度可变的边上。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光纤光栅应变传感器包括光纤光栅位移传感器，所述光纤光栅位移传感器用于采集待测输电线的温度、应变变化数据，并计算三角架长度可变的边的实时位移变化数据。

8.根据权利要求3或7所述的装置，其特征在于，所述数据处理模块具体用于从解调后的光信号中获取实时的待测输电线的温度及应变变化数据，确定光纤光栅应变传感器的中心波长的实时值，根据所述中心波长的实时值得到长度可变的边的位移变化，计算三角架长度可变的边的实时边长，并通过余弦定理计算待测输电线倾角。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征还在于，该装置还包括客户端模块，用于电子地理显示、电网参量监测、日志查询和帮助。

10.基于权利要求1-9中任意一项所述装置进行倾角测量的方法，其特征在于，该方法包括：

S1.通过数据采集模块实时采集待测输电线的温度及应力变化的数据，所述数据采集模块中的光纤光栅应变传感器的中心波长的实时值根据实时采集的数据确定；

S2.通过光信号收发与解调模块向所述数据采集模块发射窄带扫频光；

S3.将与光纤光栅应变传感器的中心波长相同波长的窄带扫频光反射到光信号收发与解调模块；

S4.将光信号收发与解调模块接收到的光信号进行功率检测，并将所述光信号解调为波长编码的数字信号；

S5.根据得到的数字信号，从中获取待测输电线的温度及应力变化数据并计算三角架长度可变的边的实时位移变化数据，根据位移变化确定数据处理模块中三角架的长度可变的边的长度，用余弦定理计算待测输电线倾角。