【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及位移測量，具體涉及一種非接觸式的配電線路塔基位移測量光學(xué)裝置及其測量方法。
技術(shù)介紹
1、配電線路塔基是輸電線路的重要組成部分，其穩(wěn)定性直接影響著輸電線路的安全穩(wěn)定運行。塔基位移是指塔基在水平方向和垂直方向上的移動，這種移動可能是由于地基沉降、地震、風(fēng)力、冰凍等因素造成的。塔基位移過大可能會導(dǎo)致塔身傾斜、導(dǎo)線松弛、絕緣子脫落等問題，進而引發(fā)線路故障甚至安全事故。
2、傳統(tǒng)的配電線路塔基位移測量方法主要包括機械式測量和全站儀測量等。機械式測量方法通常需要將測量儀器直接安裝在塔基上，并通過機械裝置進行測量，操作繁瑣、效率低下，且容易受到環(huán)境因素的影響，例如溫度、濕度等。全站儀測量方法雖然精度較高，但需要專業(yè)的操作人員，且測量過程耗時較長，難以滿足快速測量和實時監(jiān)測的需求。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，目的在于提供一種非接觸式的配電線路塔基位移測量光學(xué)裝置及其測量方法，采用本方案，能通過非接觸式測量，無需接觸被測物體，即可實現(xiàn)高精度、高效率的位移測量。
2、本專利技術(shù)通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：
3、非接觸式的配電線路塔基位移測量光學(xué)裝置，包括：
4、相干光源，所述相干光源用于提供相干光束射于被測對象的結(jié)構(gòu)表面，并產(chǎn)生反射光束，所述相干光束和所述反射光束之間具有夾角；
5、分束組件，所述分束組件和所述相干光源均位于所述被測物同側(cè)方向，所述分束組件包括分束器和反射器；
6、檢測組件，所述檢
7、所述分束器用于接收所述反射光束，并用于將反射光束分為兩束，一束在所述分束器上反射于光電接收器上，另一束被分射于所述反射器上，并被反射器反射于所述光電接收器上；
8、所述光電接收器用于接收光強變化信號，所述傳感器用于將光強變化信號轉(zhuǎn)換為位移量。
9、相對于現(xiàn)有技術(shù)中，機械式測量方法通常需要將測量儀器直接安裝在塔基上，并通過機械裝置進行測量，操作繁瑣、效率低下，且容易受到環(huán)境因素的影響，例如溫度、濕度等。全站儀測量方法雖然精度較高，但需要專業(yè)的操作人員，且測量過程耗時較長，難以滿足快速測量和實時監(jiān)測的需求等問題，本專利技術(shù)提供了一種非接觸式的配電線路塔基位移測量光學(xué)裝置及其測量方法，采用本方案，能通過非接觸式測量，無需接觸被測物體，即可實現(xiàn)高精度、高效率的位移測量。具體方案中，包括能提供穩(wěn)定的相干光束的相干光源，作為測量過程中的光源，當(dāng)相干光束入射到被測對象的結(jié)構(gòu)表面時，相干光束相對于結(jié)構(gòu)表面具有一定的俯仰角，從而會發(fā)生反射，其反射光束的路徑位于分束器的接收面范圍內(nèi)，通過分束器對反射光束進行分束，并分成兩束光線，一束光線直接被反射，并被光電接收器接收，另一束光線被調(diào)節(jié)或透射到反射器上，通過反射器對該光線進行反射，并被光電接收器接收，此時兩束光線均被光電接收器接收，并在光電接收器的干涉區(qū)域內(nèi)進行空間組合，形成相應(yīng)的干涉圖樣；當(dāng)被測對象發(fā)生位移時，此時光場強度發(fā)生變化，隨后光電接收器記錄干涉圖樣中特定區(qū)域的光場強度變化，并通過與之相連的傳感器來確定測試對象的位移量。
10、為將光源發(fā)出的光束聚焦到測試對象表面，形成一個明亮的光點，還包括光學(xué)系統(tǒng)，所述光學(xué)系統(tǒng)位于所述相干光源和被測對象之間，并用于將相干光束聚焦于所述結(jié)構(gòu)表面上形成光點。
11、為對光學(xué)系統(tǒng)位置進行調(diào)節(jié)，還包括第一承載物，所述第一承載物上具有第一線性承載面，所述相干光源固定于所述第一線性承載面上，所述光學(xué)系統(tǒng)活動連接于所述第一線性承載面上，并能朝平行于所述相干光束的方向移動。
12、在測試過程中，為確保干涉儀分束器、反射器和光電接收器之間的相對位置不變，從而保證測量的準確性，還包括公共底座，所述分束組件和光電接收器均固定于所述公共底座內(nèi)部。其中，光電接收器放置在測試對象結(jié)構(gòu)表面和干涉儀分束器外表面之間的一定距離處；這個距離應(yīng)該對應(yīng)于特定的位移變化范圍，以確保設(shè)備能夠準確測量所需的位移范圍。
13、為根據(jù)位移范圍和設(shè)備的靈敏度曲線，確定公共底座的初始位置，還包括第二承載物，所述第二承載物上具有第二線性承載面，所述公共底座活動連接于所述第二線性承載面上，并能朝遠離或靠近所述被測對象的方向移動。其中，可根據(jù)測試對象的特性和測試條件，確定測試過程中可能出現(xiàn)的位移范圍，這可以通過理論計算、經(jīng)驗估計或?qū)嶒烌炞C等方式獲得。即靈敏度曲線反映了設(shè)備靈敏度與測試對象表面到干涉儀分束器距離之間的關(guān)系，可以通過實驗驗證獲得。如果需要改變測量范圍，可以通過調(diào)整底座的位置來改變測試對象表面到干涉儀分束器的距離；根據(jù)靈敏度曲線，不同的距離對應(yīng)不同的測量范圍，因此可以根據(jù)實際需求選擇合適的距離。
14、為快速確定分束組件的初始位置，所述公共底座底面上還活動連接有活動構(gòu)件，所述活動構(gòu)件能朝遠離或靠近所述被測對象的方向移動，所述分束器和反射器均固定于所述活動構(gòu)件上。
15、作為一種冗余方案，朝遠離所述被測對象的方向，所述分束器和所述反射器依次排列設(shè)置。
16、作為一種冗余方案，所述反射器采用放射鏡。
17、更進一步的方案，還提供了一種非接觸式的配電線路塔基位移測量光學(xué)裝置的測量方法，包括以下步驟：
18、s1：建立位移量和干涉圖樣特征之間的關(guān)系模型；
19、s2：確定相干光源、分束組件和光電接收器的初始位置；
20、s3：當(dāng)被測對象發(fā)生位移時，所述光電接收器記錄干涉圖樣中特定區(qū)域的光場強度，并將光場強度的變化轉(zhuǎn)化為光強變化信號，并輸送給傳感器，所述傳感器根據(jù)位移量和干涉圖樣特征之間的關(guān)系模型，得到相應(yīng)的位移量。
21、更進一步的方案，所述干涉圖樣特征包括干涉條紋的間距和亮度。
22、本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點和有益效果：
23、1.本專利技術(shù)提供了一種非接觸式的配電線路塔基位移測量光學(xué)裝置及其測量方法，采用本方案，能通過非接觸式測量，無需接觸被測物體，即可實現(xiàn)高精度、高效率的位移測量。
24、2.本專利技術(shù)提供了一種非接觸式的配電線路塔基位移測量光學(xué)裝置及其測量方法，采用本方案，可以通過調(diào)節(jié)測試對象的結(jié)構(gòu)表面與干涉儀分束器外表面之間距離變化反映對靈敏度的影響。
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1.非接觸式的配電線路塔基位移測量光學(xué)裝置，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸式的配電線路塔基位移測量光學(xué)裝置，其特征在于，還包括光學(xué)系統(tǒng)(2)，所述光學(xué)系統(tǒng)(2)位于所述相干光源(1)和被測對象(3)之間，并用于將相干光束聚焦于所述結(jié)構(gòu)表面(4)上形成光點。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的非接觸式的配電線路塔基位移測量光學(xué)裝置，其特征在于，還包括第一承載物，所述第一承載物上具有第一線性承載面，所述相干光源(1)固定于所述第一線性承載面上，所述光學(xué)系統(tǒng)(2)活動連接于所述第一線性承載面上，并能朝平行于所述相干光束的方向移動。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸式的配電線路塔基位移測量光學(xué)裝置，其特征在于，還包括公共底座(5)，所述分束組件和光電接收器(8)均固定于所述公共底座(5)內(nèi)部。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的非接觸式的配電線路塔基位移測量光學(xué)裝置，其特征在于，還包括第二承載物，所述第二承載物上具有第二線性承載面，所述公共底座(5)活動連接于所述第二線性承載面上，并能朝遠離或靠近所述被測對象(3)的方向移動。
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7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的非接觸式的配電線路塔基位移測量光學(xué)裝置，其特征在于，朝遠離所述被測對象(3)的方向，所述分束器(6)和所述反射器(7)依次排列設(shè)置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸式的配電線路塔基位移測量光學(xué)裝置，其特征在于，所述反射器(7)采用放射鏡。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項所述的非接觸式的配電線路塔基位移測量光學(xué)裝置的測量方法，其特征在于，包括以下步驟：
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的非接觸式的配電線路塔基位移測量光學(xué)裝置的測量方法，其特征在于，所述干涉圖樣特征包括干涉條紋的間距和亮度。
...【技術(shù)特征摘要】
1.非接觸式的配電線路塔基位移測量光學(xué)裝置，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸式的配電線路塔基位移測量光學(xué)裝置，其特征在于，還包括光學(xué)系統(tǒng)(2)，所述光學(xué)系統(tǒng)(2)位于所述相干光源(1)和被測對象(3)之間，并用于將相干光束聚焦于所述結(jié)構(gòu)表面(4)上形成光點。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的非接觸式的配電線路塔基位移測量光學(xué)裝置，其特征在于，還包括第一承載物，所述第一承載物上具有第一線性承載面，所述相干光源(1)固定于所述第一線性承載面上，所述光學(xué)系統(tǒng)(2)活動連接于所述第一線性承載面上，并能朝平行于所述相干光束的方向移動。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸式的配電線路塔基位移測量光學(xué)裝置，其特征在于，還包括公共底座(5)，所述分束組件和光電接收器(8)均固定于所述公共底座(5)內(nèi)部。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的非接觸式的配電線路塔基位移測量光學(xué)裝置，其特征在于，還包括第二承載物，所述第二承載物上具有第二線性承載面，所述公共底座(5)活...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：徐曉苡，宋宇，李明偉，代萍，黃曉惠，龍海中，楊向龍，張蕓蕓，何瑞臨，張梓穆，陳錦航，王壯，劉春艷，游萍，何毅，陳杰，
申請(專利權(quán))人：國網(wǎng)四川省電力公司技能培訓(xùn)中心，
類型：發(fā)明
國別省市：
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