帶電水衝洗打擊力測量系統及其測量方法
2023-12-02 03:32:51
專利名稱：帶電水衝洗打擊力測量系統及其測量方法
技術領域：
本發明涉及帶電水衝洗的技術領域，特別是涉及ー種帶電水衝洗打擊カ測量系統及其測量方法。
背景技術：
帶電水衝洗是用高電阻率的壓力水柱清洗電カ電瓷或玻璃外絕緣的一種帶電作業方式，以衝洗效率高、效果好、快速徹底等優點在電カ系統汙穢預防工作中獲得廣泛應用。帶電水衝洗的水柱打擊カ大小是帶電水衝洗技術的關鍵，過小的打擊カ可能影響衝洗的效果，而過大的打擊カ則可能對衝洗的設備造成損害，或者浪費衝洗用水。因此，合理的水柱打擊カ對與帶電水衝洗作業非常重要。然而，現有技術中只能通·過手動調節水槍開關來實現對水槍發出的水柱打擊カ調整，而不能測量水槍發出的水柱的打擊力，對水柱的打擊カ不能正確估計，容易釀成事故。
發明內容
針對上述現有技術中存在的問題，本發明的目的在於提供一種帶電水衝洗打擊カ測量系統，能夠方便地對帶電水衝洗的水柱打擊カ進行測量，減少事故發生的概率。一種帶電水衝洗打擊カ測量系統，包括水壓傳感器、荷重傳感器、測量支架、數據採集裝置、數據處理器；所述水壓傳感器安裝在帶電水衝洗水槍上，所述荷重傳感器安裝在所述測量支架上，所述數據採集裝置連接所述水壓傳感器和所述荷重傳感器；所述數據採集裝置連接所述數據處理器。本發明的帶電水衝洗打擊カ測量系統，通過所述水壓傳感器感測帶電水衝洗水槍的出水壓力，通過所述荷重傳感器感測帶電水衝洗水柱的打擊力。所述荷重傳感器安裝在所述測量支架上，通過調節所述荷重傳感器在所述測量支架上的安裝位置，以及所述測量支架與帶電水衝洗水槍的距離，可以調節帶電水衝洗水槍和所述荷重傳感器的水平距離和高度，模擬各種電カ設備的安裝高度和衝洗距離。使操作人員能夠模擬對各種電カ設備的衝洗，並測量出對應的水柱打擊力。如果打擊カ過大或過小，可以通過調節水槍的出水ロ壓力來作適當的調整，使水柱打擊カ更為合理，避免水柱打擊カ過小而導致衝洗效果不好，或者水柱打擊カ過大而導致發生事故。一種帶電水衝洗打擊カ測量系統的測量方法，包括以下步驟根據電カ設備的電壓等級設置所述測量支架和帶電水衝洗水槍的水平距離以及所述荷重傳感器在所述測量支架的安裝高度，使用帶電水衝洗水槍對所述荷重傳感器進行衝洗；通過所述水壓傳感器檢測所述帶電水衝洗水槍的出水水壓，通過所述荷重傳感器檢測水柱衝洗的打擊カ；
通過所述數據採集裝置採集所述水壓傳感器檢測的水壓數據和所述荷重傳感器檢測的打擊カ數據，並傳輸至所述數據處理器；通過所述數據處理器接收並記錄所述水壓數據和所述打擊力數據。本發明帶電水衝洗打擊カ測量系統的測量方法，根據電カ設備的電壓等級設置所述測量支架和帶電水衝洗水槍的水平距離以及所述荷重傳感器在所述測量支架的安裝高度，模擬各種電カ設備的安裝高度和衝洗距離。使操作人員能夠模擬對各種電カ設備的衝洗，並測量出對應的水柱打擊力。如果打擊カ過大或過小，可以通過調節水槍的出水ロ壓カ來作適當的調整，使水柱打擊カ更為合理，避免水柱打擊カ過小而導致衝洗效果不好，或者水柱打擊カ過大而導致發生事故。
圖I是本發明帶電水衝洗打擊カ測量系統的結構示意圖；圖2是本發明帶電水衝洗打擊カ測量系統的測量方法的流程示意圖。
具體實施例方式請參閱圖1，圖I是本發明帶電水衝洗打擊カ測量系統的結構示意圖。所述帶電水衝洗打擊カ測量系統，包括水壓傳感器11、荷重傳感器12、測量支架13、數據採集裝置14、數據處理器15 ；所述水壓傳感器11安裝在帶電水衝洗水槍上，所述荷重傳感器12安裝在所述測量支架13上，所述數據採集裝置14連接所述水壓傳感器11和所述荷重傳感器12 ;所述數據採集裝置14連接所述數據處理器15。其中，所述水壓傳感器11通過封焊的方式安裝在帶電水衝洗水槍的噴嘴上。所述封焊可採用全不鏽鋼封焊結構，具有良好的防潮能力及優異的介質兼容性。為了測量流動液體的總能量，即噴嘴前總水頭高度(噴嘴前總壓力)，將帶電水衝洗水槍的管內液體引出測量，所述水壓傳感器11可測量最大壓カ應達IOMpa或以上。所述荷重傳感器12採用應變原理測量打擊力，測試時令水柱衝擊所述荷重傳感器12的電阻應變片。當所述電阻應變片受カ發生形變時會發生電阻值的變化，通過電阻值變化來測量所述電阻應變片的形變，進而通過所述電阻應變片的應カ應變曲線計算出衝洗水柱的打擊カ大小，單個所述荷重傳感器12的量程需達150N或以上，輸出0-10V直流電壓，響應時間小於50ms。作為本發明的ー個優選實施方式，所述帶電水衝洗打擊カ測量系統包括多個所述荷重傳感器12，多個所述荷重傳感器12並排安裝在所述測量支架13上。優選安裝412個所述荷重傳感器12，每個所述荷重傳感器12的受カ面上安裝有2. 6cmX 13cm (尺寸根據需要設定)的受カ板(電阻應變片)。可以分別採集每個所述荷重傳感器12受到的打擊力，測量帶電水衝洗水柱不同位置的打擊カ分布，測量帶電水衝洗水柱的打擊カ平均值、打擊カ最大位置和打擊カ最大值，為研究帶電水衝洗水柱打擊カ帶來了新的手段。作為ー個實施方式，所述測量支架13包括支架和所述支架上的滑軌，所述荷重傳感器12通過滑動裝置和鎖緊結構安裝在所述測量支架13上。所述滑動裝置使所述荷重傳感器12可沿所述測量支架13的滑軌上下滑動，所述鎖緊結構可以在所述荷重傳感器12滑動到適當位置後，將所述荷重傳感器12固定在所述測量支架13上。從而實現所述荷重傳感器12的安裝高度可調。作為另ー個實施方式，所述測量支架13包括兩個互相平行的支撐杆和橫向安裝在所述兩個支撐杆之間，與所述兩個支撐杆垂直的多個固定杆。所述荷重傳感器12通過固定在不同的固定杆上調節安裝的高度。所述水壓傳感器11和所述荷重傳感器12的輸出端通過信號線連接到所述數據採集裝置14上，所述數據採集裝置14通過數據線連接所述數據處理器15。所述數據採集裝置14具有3 —16路輸入通道，採集頻率在20kS/s — 250kS/s，解析度不低於8位，進行採集信號分析。所述數據處理器15可採用個人電腦或者專用的檢測處理器實現。所述數據處理器15接收並記錄所述水壓數據和所述打擊力數據，並對所述水壓數據和所述打擊カ數據進行實時顯示。
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在現場測量帶電水衝洗水柱打擊カ時，所述水壓傳感器11安裝在帶電水衝洗水槍上，所述荷重傳感器12安裝在所述測量支架13上，調節好安裝高度，並且操作人員自行調整帶電水衝洗水槍和所述測量支架13的水平距離。調整完成後，打開帶電水衝洗水槍並調整到合適的出水水壓對所述測量支架13上的所述荷重傳感器12衝洗，所述水壓傳感器11檢測所述帶電水衝洗水槍的出水壓力，所述荷重傳感器12檢測衝擊到其上的水柱打擊力。所述數據採集裝置14才接所述水壓傳感器11輸出的出水水壓數據和所述荷重傳感器12輸出的打擊カ數據，並傳輸至所述數據處理器15 ;所述數據處理器15接收並記錄所述水壓數據和所述打擊力數據。通過調整所述測量支架13和帶電水衝洗水槍的水平距離以及所述荷重傳感器12在所述測量支架13的安裝高度，可以模擬各種電カ設備的安裝高度和衝洗距離。使操作人員能夠模擬對各種電カ設備的衝洗，並測量出對應的水柱打擊力。如果打擊カ過大或過小，可以通過調節水槍的出水ロ壓カ來作適當的調整，使水柱打擊カ更為合理，避免水柱打擊カ過小而導致衝洗效果不好，或者水柱打擊カ過大而導致發生事故。請ー並參閱圖2，圖2是本發明帶電水衝洗打擊カ測量系統的測量方法的流程示意圖。本發明的帶電水衝洗打擊カ測量系統的測量方法包括以下步驟S101，根據電カ設備的電壓等級設置所述測量支架和帶電水衝洗水槍的水平距離以及所述荷重傳感器在所述測量支架的安裝高度；S102，使用帶電水衝洗水槍對所述荷重傳感器進行衝洗；S103，通過所述水壓傳感器檢測所述帶電水衝洗水槍的出水水壓，通過所述荷重傳感器檢測水柱衝洗的打擊カ；S104，通過所述數據採集裝置採集所述水壓傳感器檢測的水壓數據和所述荷重傳感器檢測的打擊カ數據，並傳輸至所述數據處理器；S105，通過所述數據處理器接收並記錄所述水壓數據和所述打擊力數據。其中，對步驟S101，不同電壓等級的電力設備的高度有所不同，比如500kV電カ設備的安裝高度為2—20m，操作人員可根據所述自己需要的衝洗高度設置所述荷重傳感器在所述測量支架的安裝高度，以使測量結果與實際情況儘量相符。同時，也需要根據衝洗水槍到電カ設備之間的水平距離設置所述測量支架和帶電水衝洗水槍的水平距離。
在步驟S102中，使用帶電水衝洗水槍對準所述荷重傳感器的受カ板(電阻應變片)進行衝洗，所述荷重傳感器的受カ板發生變形後使電阻值變化，輸出衝擊カ感測信號。所述水壓傳感器檢測所述帶電水衝洗水槍的出水水壓。步驟S104中，所述數據採集裝置採集所述水壓傳感器和所述荷重傳感器的輸出信號，將模擬的感測信號轉換為數字數據。並輸出至所述數據處理器。所述數據處理器接收並記錄所述水壓數據和所述打擊カ數據，並對所述水壓數據和所述打擊力數據進行實時顯示。也可根據所述水壓數據和所述打擊力數據進行帶電水衝洗水柱打擊カ分析。優選地，對於步驟SlOl，在設定所述水平距離以及所述安裝高度時，根據電カ設備的電壓等級設置所述測量支架和帶電水衝洗水槍的水平距離範圍以及所述荷重傳感器在所述測量支架的安裝高度範圍；
在所述水平距離範圍以及所述安裝高度範圍之內選擇多個測量位置，其中，每個所述測量位置對應ー個水平距離和安裝高度；按照每一所述測量位置的安裝高度設置所述荷重傳感器；並在步驟S102中按照所述測量位置的水平距離使用帶電水衝洗水槍對所述荷重傳感器進行衝洗。例如，500kV電カ設備的安裝高度為2-20m，因此，設定帶電水衝洗打擊カ測量的所述安裝高度範圍為2-20m，每2m的高度進行一次打擊カ測量，需做1_10個不同高度的帶電水打擊カ測試；所述水平距離範圍為6 — 15m，每I. 5m的水平距離進行一次打擊カ測量，需做4-10個不同水平距離的帶電水打擊カ測試。在不同高度和水平距離組合的情況下進行打擊カ測量實驗，可以組合出多種不同的衝洗情況，並可根據具體情況選定當前需要測量的打擊カ的衝洗高度和水平距離。在使用帶電水衝洗水槍對所述荷重傳感器進行衝洗吋，進ー步選定測量打擊カ所對應的輸出水壓值，然後通過調節水槍閥門，將衝洗水壓加至待測的輸出水壓值，然後對所述荷重傳感器衝洗。優選地，在設置有多個所述荷重傳感器吋，則進一歩通過所述數據採集裝置採集多個所述荷重傳感器的打擊カ數據，並傳輸至所述數據處理器，其中，多個所述荷重傳感器並排安裝在所述測量支架上；通過所述數據處理器根據多個所述荷重傳感器的打擊カ數據，計算帶電水衝洗水柱的打擊カ分布、打擊カ最大位置、打擊カ平均值，和/或，打擊カ最大值。整個測量時間可以在5-20s之間，將採集到的5-20s之間所述水壓傳感器和所述荷重傳感器的輸出電壓信號折算成水壓數據和打擊カ數據，分析各個荷重傳感器上受到的打擊カ即帶電水衝洗水柱不同位置的打擊力，疊加各個荷重傳感器上受到的打擊カ可得水柱總體打擊カ值。重複測量該水壓下3次或以上的打擊力，統計在該水壓下打擊カ的平均值和最大值。然後改變衝洗水壓值，重複步驟上述步驟，測量在不同水壓情況下的打擊カ值。然後，再改變衝洗高度和水平距離，重複上述步驟，分別對不同衝洗高度和水平距離下的水柱衝擊カ進行測量。進ー步地，通過所述數據處理器，根據所述水壓數據、所述打擊カ數據、所述測量支架和帶電水衝洗水槍的水平距離以及所述荷重傳感器在所述測量支架的安裝高度，計算帶電水衝洗的衝洗效率。使操作人員可以方便地獲知不同衝洗高度、衝洗水平距離、以及出水壓カ之下的衝洗效率。在一個實施方式中，設置所述荷重傳感器的響應時間在IOms—50ms,保證測量打擊カ的響應速度夠快，足夠採集到打擊カ的細節變化。所述數據採集裝置採樣頻率在20kS/s-250kS/s之間，在重建打擊カ信號波形時解析度就足夠再現信號的細節。以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為準。·
權利要求
1.一種帶電水衝洗打擊カ測量系統，其特徵在於，包括水壓傳感器、荷重傳感器、測量支架、數據採集裝置、數據處理器； 所述水壓傳感器安裝在帶電水衝洗水槍上，所述荷重傳感器安裝在所述測量支架上，所述數據採集裝置連接所述水壓傳感器和所述荷重傳感器；所述數據採集裝置連接所述數據處理器。
2.根據權利要求I所述的帶電水衝洗打擊カ測量系統，其特徵在於，所述水壓傳感器通過封焊的方式安裝在所述帶電水衝洗水槍的噴嘴上。
3.根據權利要求I所述的帶電水衝洗打擊カ測量系統，其特徵在於，所述帶電水衝洗打擊カ測量系統包括多個所述荷重傳感器，多個所述荷重傳感器並排安裝在所述測量支架上。
4.根據權利要求3所述的帶電水衝洗打擊カ測量系統，其特徵在於，每個所述荷重傳感器的受カ面上安裝有2. 6cmX 13cm的受カ板。
5.一種如權利要求I所述的帶電水衝洗打擊カ測量系統的測量方法，其特徵在於，包括以下步驟 根據電カ設備的電壓等級設置所述測量支架和帶電水衝洗水槍的水平距離以及所述荷重傳感器在所述測量支架的安裝高度，使用帶電水衝洗水槍對所述荷重傳感器進行衝洗； 通過所述水壓傳感器檢測所述帶電水衝洗水槍的出水水壓，通過所述荷重傳感器檢測水柱衝洗的打擊カ； 通過所述數據採集裝置採集所述水壓傳感器檢測的水壓數據和所述荷重傳感器檢測的打擊カ數據，並傳輸至所述數據處理器； 通過所述數據處理器接收並記錄所述水壓數據和所述打擊力數據。
6.根據權利要求5所述的帶電水衝洗打擊カ測量系統的測量方法，其特徵在於，所述根據電カ設備的電壓等級設置所述測量支架和帶電水衝洗水槍的水平距離以及所述荷重傳感器在所述測量支架的安裝高度，使用帶電水衝洗水槍對所述荷重傳感器進行衝洗的步驟包括 根據電カ設備的電壓等級設置所述測量支架和帶電水衝洗水槍的水平距離範圍以及所述荷重傳感器在所述測量支架的安裝高度範圍； 在所述水平距離範圍以及所述安裝高度範圍之內選擇多個測量位置，其中，每個所述測量位置對應ー個水平距離和安裝高度； 按照每一所述測量位置的安裝高度設置所述荷重傳感器；並按照所述測量位置的水平距離使用帶電水衝洗水槍對所述荷重傳感器進行衝洗。
7.根據權利要求5所述的帶電水衝洗打擊カ測量系統的測量方法，其特徵在於，進ー步包括以下步驟 通過所述數據採集裝置採集多個所述荷重傳感器的打擊カ數據，並傳輸至所述數據處理器，其中，多個所述荷重傳感器並排安裝在所述測量支架上； 通過所述數據處理器根據多個所述荷重傳感器的打擊カ數據，計算帶電水衝洗水柱的打擊カ分布、打擊カ最大位置、打擊カ平均值，和/或，打擊カ最大值。
8.根據權利要求5所述的帶電水衝洗打擊カ測量系統的測量方法，其特徵在於，進ー步通過所述數據處理器根據所述水壓數據、所述打擊カ數據、所述測量支架和帶電水衝洗水槍的水平距離以及所述荷重傳感器在所述測量支架的安裝高度，計算帶電水衝洗的衝洗效率。·
全文摘要
本發明提供一種帶電水衝洗打擊力測量系統及其測量方法，所述帶電水衝洗打擊力測量系統，包括水壓傳感器、荷重傳感器、測量支架、數據採集裝置、數據處理器；所述水壓傳感器安裝在帶電水衝洗水槍上，所述荷重傳感器安裝在所述測量支架上，所述數據採集裝置連接所述水壓傳感器和所述荷重傳感器；所述數據採集裝置連接所述數據處理器。操作人員能夠模擬對各種電力設備的衝洗，並測量出對應的水柱打擊力。本發明能夠方便地對帶電水衝洗的水柱打擊力進行測量，減少事故發生的概率，提高帶電水衝洗作業的安全性。
文檔編號G01L9/04GK102749164SQ201210265478
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月27日 優先權日2012年7月27日
發明者劉根才, 周杰, 廖一帆, 張喬琳, 李莉, 王建國, 王建平, 羅容波, 袁仁超, 詹清華, 麥洪 申請人:廣東電網公司佛山供電局, 武漢大學