[发明专利]一种电力线位置信息测量装置及方法

权利要求书

1.一种电力线位置信息测量装置，其特征在于：包括传感器阵列(101)、接收机单元(102)、主控计算单元(103)、通讯接口单元(104)、激励调制信号产生单元(105)；所述的激励调制信号产生单元(105)为所述的传感器阵列(101)产生频率为f_ex的正弦激励调制信号，所述的传感器阵列(101)由所述的正弦激励调制信号与外界激励磁场叠加后获取信号，所述的接收机单元(102)对所述的传感器阵列(101)输出的信号进行调理和采样后，将采样数据送入所述的主控计算单元(103)完成电磁场反演计算的工作，并最终送入所述的通讯接口单元(104)将电力线位置信息送出。

2.根据权利要求1所述的电力线位置信息测量装置，其特征在于：所述的传感器阵列(101)由第一三轴磁通门传感器(3)、第二三轴磁通门传感器(2)、第三三轴磁通门传感器(1)和第四三轴磁通门传感器(19)组成；所述的第一三轴磁通门传感器(3)、第二三轴磁通门传感器(2)、第三三轴磁通门传感器(1)和第四三轴磁通门传感器(19)安装在施工设备的机械臂(107)上，其中所述的第一三轴磁通门传感器(3)被安装在所述的机械臂(107)的顶端。

3.根据权利要求2所述的电力线位置信息测量装置，其特征在于：所述的第一三轴磁通门传感器(3)、第二三轴磁通门传感器(2)、第三三轴磁通门传感器(1)和第四三轴磁通门传感器(19)依次以直线方式安装，所述的第一三轴磁通门传感器(3)与第二三轴磁通门传感器(2)之间的直线距离ΔL₁，第二三轴磁通门传感器(2)与第三三轴磁通门传感器(1)之间的直线距离ΔL₂，第三三轴磁通门传感器(1)与第四三轴磁通门传感器(19)之间的直线距离ΔL₃，且ΔL₁>ΔL₂>ΔL₃。

4.根据权利要求1所述的电力线位置信息测量装置，其特征在于：所述的接收机单元(102)包括第一多路模拟开关(4)、前置放大电路(5)、带通滤波电路(6)、ADC电路(7)、第一隔离驱动电路(8)；所述的主控计算单元(103)通过所述的第一隔离驱动电路(8)将控制信号输出到所述的第一多路模拟开关(4)，实现对不同传感器信号进行切换的工作，然后利用所述的前置放大电路(5)对所述的传感器阵列(101)的输出信号进行调理工作，并采用中心频率为2倍f_ex的带通滤波电路(6)取出传感器阵列输出信号的2次谐波分量，再经过所述的ADC电路(7)实现数字信号采样工作，所获得的采样信号通过所述的第一隔离驱动电路(8)输出到所述的主控计算单元(103)。

5.根据权利要求4所述的电力线位置信息测量装置，其特征在于：所述的f_ex设为10kHz，带通滤波电路(6)的通带宽度为2kHz，其信噪比为60dB，所述的第一多路模拟开关(4)采用ADI公司的ADG1604多路模拟开关。

6.根据权利要求1所述的电力线位置信息测量装置，其特征在于：所述的主控计算单元(103)是测量装置的控制核心，并完成数字相敏检波、FFT算法、基于最小二乘的反演计算工作，所述的主控计算单元(103)包括作为控制核心的FPGA电路(9)和实现电磁场反演计算的DSP电路(10)；所述的DSP电路(10)将命令数据发送到FPGA电路(9)，由FPGA电路(9)进行解码，FPGA电路(9)根据控制指令对所述的接收机单元(102)和激励调制信号产生单元(105)的控制时序做出调整；所述的DSP电路(10)和FPGA电路(9)之间采用数据总线和地址总线的方式进行数据交互。

7.根据权利要求6所述的电力线位置信息测量装置，其特征在于：所述的FPGA电路(9)中的FPGA芯片内建数字相敏检波器以及频率为2f_ex、幅值为1V的标准正弦信号表，通过与采样数据进行相关运算来实现数字相敏检波。