[发明专利]一种电力线位置信息测量装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于测量技术领域，涉及一种位置测量装置及方法，尤其涉及由工程施工机械获取周围电力线具体位置的测量装置及方法，更具体地是用于获取电力线与吊车等大型施工机械之间距离信息的装置以及避免施工机械与电力线之间小于安全距离的报警装置。

背景技术

在电力、通信、油田、矿山工程中经常使用到大型工程施工机械，例如高空作业车、车载埋杆综合作业车、起重机械(轮式、履带，随车吊等)、吊塔、吊车、泵车等。这些大型施工设备在高压电力线等输电线路周围施工作业时，非常容易由于设备臂展较长(高)而误碰触电力线，从而危及施工人员的生命安全和施工机械的财产安全，同时由于这种事故往往会触发的输电线路跳闸保护，会严重影响输电线路的安全稳定运行。因此，在使用施工机械时，实时获取电力线路的位置信息，并提醒操作人员使施工机械与电力线路之间保持最小安全距离，是确保工程施工安全和电力线路安全、可靠运行的重要方法。

目前在工程施工中所采用的电力线位置报警器都是通过测量电场强度来获取电力线与探头的大致距离信息，但是这种传统的测量方法存在很多不足。首先，对于同一根电力线，由于受到负载等诸多影响，其中的电压有效值和电流强度并非恒定值，而是无规律的变化，这导致当前的报警装置难以获取电力线的准确位置信息。其次，正是由于第一种不足，当施工机械面对不同的电力线时，例如从220V电力线转换到1000V电力线的环境，施工人员必须切换测量挡位，但是施工人员未必能够准确知道电力线传输的额定电压和电流大小，从而导致操作复杂并且极易出错。再次，由于受到传统测量方法限制，传统电力线位置报警器仅能获取探头到电力线的垂直距离，并不能给出电力线的三维坐标信息。最后，正是由于以上的不足，导致传统的位置报警装置的灵敏度较低，只能分段的给出电力线的大致位置信息，例如10米、15米等。综上所述，传统的电力线位置报警装置具有精度较低、灵敏度较低、操作复杂、准确度差等不足。

因此，本发明首先在克服传统测量方法和传统电力线位置报警装置的不足，实现了具有精度高，自适应电力线特性、操作方便、安装维护简便的优点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有自适应精确获取电力线位置信息的测量装置及方法，该测量方法和装置通过建立电力线周围三维电磁场模型，利用传感器阵列获取多点的电磁场强度信息，根据反演算法来获取电力线的三维位置信息，避免电压变化带来的影响，并实现了自适应电力线电流强度的变化，从而获取精确的位置信息，使得该测量方法和装置具有通用性好，灵敏度高、能够自适应电力线特性、操作方便、安装维护简便的优点，提高了施工过程中的可靠性。

本发明的装置所采用的技术方案是：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、接收机单元、主控计算单元、通讯接口单元、激励调制信号产生单元；所述的激励调制信号产生单元为所述的传感器阵列产生频率为f_ex的正弦激励调制信号，所述的传感器阵列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，所述的接收机单元对所述的传感器阵列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将电力线位置信息送出。

作为优选，所述的传感器阵列由第一三轴磁通门传感器、第二三轴磁通门传感器、第三三轴磁通门传感器和第四三轴磁通门传感器组成；所述的第一三轴磁通门传感器、第二三轴磁通门传感器、第三三轴磁通门传感器和第四三轴磁通门传感器安装在施工设备的机械臂上，其中所述的第一三轴磁通门传感器被安装在所述的机械臂的顶端。

作为优选，所述的第一三轴磁通门传感器、第二三轴磁通门传感器、第三三轴磁通门传感器和第四三轴磁通门传感器依次以直线方式安装，所述的第一三轴磁通门传感器与第二三轴磁通门传感器之间的直线距离ΔL₁，第二三轴磁通门传感器与第三三轴磁通门传感器之间的直线距离ΔL₂，第三三轴磁通门传感器与第四三轴磁通门传感器之间的直线距离ΔL₃，且ΔL₁>ΔL₂>ΔL₃。