输电线路铁塔的螺栓应力数据采集装置的制作方法

1.本实用新型属于电气自动化领域，具体涉及一种输电线路铁塔的螺栓应力数据采集装置。

背景技术：

2.随着经济技术的发展和人们生活水平的提高，电能已经成为了人们生产和生活中必不可少的二次能源，给人们的生产和生活带来了无尽的便利。因此，保障电能的稳定可靠供应，就成为了电力系统最重要的任务之一。
3.输电线路铁塔是电力系统的重要组成部分；输电线路铁塔一旦倒塔，将造成不可忽略的影响。因此，对于输电线路铁塔的监测，就显得尤为重要。输电线路铁塔的组立过程中，各个部件之间的连接大部分都采用的是螺栓连接。因此，对输电线路铁塔螺栓的应力状态进行监测，就能够在一定程度上实现多输电线路铁塔的监测。
4.目前，已经有研究人员采用超声波传感器对螺栓的应力数据进行采集，比如申请号为201920652808.6的专利，以及申请号为202120697062.8的专利，其均采用了超声波传感器实现对螺栓应力数据的采集。但是，这两个技术方案，均无法实现针对铁塔螺栓应力的实时采集。

技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种能够实现对螺栓的应力数据进行实时采集，而且可靠性高的输电线路铁塔的螺栓应力数据采集装置。
6.本实用新型提供的这种输电线路铁塔的螺栓应力数据采集装置，包括采集电源电路、采集指示电路、采集传感器通信电路、采集通信电路、采集存储电路、采集控制器电路和采集传感器电路；采集传感器电路与采集传感器通信电路连接；采集指示电路、采集传感器通信电路、采集通信电路和采集存储电路均与采集控制器电路连接；采集电源电路给所述采集装置供电；采集指示电路用于接收采集控制器电路下发的指令，并指示所述采集装置的工作状态；采集传感器通信电路用于接收采集传感器电路的传感数据，并将数据上传采集控制器电路；采集通信电路用于所述采集装置与外部进行数据通信；采集存储电路用于存储所述采集装置的工作数据和参数；采集控制器电路用于控制所述采集装置的工作；采集传感器电路用于对铁塔螺栓的应力进行实时采集，并将传感数据上传采集传感器通信电路。
7.所述的采集电源电路为由型号为ams1117-3.3的电源芯片构成的电路。
8.所述的采集指示电路包括若干路指示灯电路；每一路指示灯电路包括指示限流电阻和指示灯；指示限流电阻的一端连接采集控制器电路的输出引脚，指示限流电阻的另一端连接指示灯的阳极，指示灯的阴极接地。
9.所述的采集传感器通信电路为由型号为max232的通信芯片构成的电路。
10.所述的采集通信电路为由型号为tja1050的can通信芯片构成的电路。
11.所述的采集存储电路为由型号为24c01的存储芯片构成的电路。
12.所述的采集控制器电路为由nuc1系列的控制器构成的电路。
13.所述的采集传感器电路为超声波传感器电路。
14.本实用新型提供的这种输电线路铁塔的螺栓应力数据采集装置，通过超声波传感器电路实现对铁塔螺栓应力的实时采集，并将数据通过通信电路实时对外发送，因此本实用新型不仅实现了对螺栓的应力数据进行实时采集，而且可靠性高，效率较高。
附图说明
15.图1为本实用新型的功能模块示意图。
16.图2为本实用新型的采集电源电路的电路原理示意图。
17.图3为本实用新型的采集指示电路中三路指示灯电路的电路原理示意图。
18.图4为本实用新型的采集传感器通信电路的电路原理示意图。
19.图5为本实用新型的采集通信电路的电路原理示意图。
20.图6为本实用新型的采集存储电路的电路原理示意图。
21.图7为本实用新型的采集控制器电路的电路原理示意图。
具体实施方式
22.如图1所示为本实用新型的功能模块示意图：本实用新型提供的这种输电线路铁塔的螺栓应力数据采集装置，包括采集电源电路、采集指示电路、采集传感器通信电路、采集通信电路、采集存储电路、采集控制器电路和采集传感器电路；采集传感器电路与采集传感器通信电路连接；采集指示电路、采集传感器通信电路、采集通信电路和采集存储电路均与采集控制器电路连接；采集电源电路给所述采集装置供电；采集指示电路用于接收采集控制器电路下发的指令，并指示所述采集装置的工作状态；采集传感器通信电路用于接收采集传感器电路的传感数据，并将数据上传采集控制器电路；采集通信电路用于所述采集装置与外部进行数据通信；采集存储电路用于存储所述采集装置的工作数据和参数；采集控制器电路用于控制所述采集装置的工作；采集传感器电路用于对输电线路铁塔螺栓的应力数据进行实时采集，并将传感数据上传采集传感器通信电路。
23.如图2所示为本实用新型的采集电源电路的电路原理示意图：所述的采集电源电路为由型号为ams1117-3.3的电源芯片构成的电路；外部输入的5v电源电路，通过电容c15和c17接地滤波，然后输入到芯片u3的3脚；芯片u3的1脚为接地引脚并直接接地；芯片u3的2脚电源输出引脚，其直接输出稳定的3.3v电源信号3v3并对外供电；同时，电源信号3v3页通过接地电容c18、c19和c9接地并滤波；电容r31连接在芯片u3的3脚和2脚之间，该电阻为通用性设计的电阻，若外部直接供给3.3v电源时，该电阻选用0欧电阻(即短接)即可。
24.如图3所示为本实用新型的采集指示电路中三路指示灯电路的电路原理示意图：所述的采集指示电路包括若干路指示灯电路；每一路指示灯电路包括指示限流电阻和指示灯；指示限流电阻的一端连接采集控制器电路的输出引脚，指示限流电阻的另一端连接指示灯的阳极，指示灯的阴极接地。
25.如图3所示的实施例，第一路指示灯电路包括指示限流电阻r8和指示灯ld1；第二路指示灯电路包括指示限流电阻r7和指示灯ld2；第三路指示灯电路包括指示限流电阻r6
和指示灯ld3；三个指示灯的阴极均直接接地；三路指示灯电路的输入信号依次为led1、led2和led3，且该三路输入信号均连接到采集控制器电路的输出引脚。当第一路指示灯电路的输入信号为高电平(此时led1信号为高电平)时，指示灯ld1上电并点亮。
26.如图4所示为本实用新型的采集传感器通信电路的电路原理示意图：所述的采集传感器通信电路为由型号为max232的通信芯片(图中标示u5)构成的电路；芯片的1脚和3脚之间，按照芯片要求串接电容c27；芯片的2脚则通过电容c29接地；芯片的4脚和5脚之间也按照芯片要求串接电容c26；芯片的11脚和12脚为第一rs232通信引脚，该两引脚连接到采集控制器电路的第一通信引脚，并进行信号交互；芯片的10脚和9脚为第二rs232通信引脚，该两引脚同样连接到采集控制器电路的第二通信引脚，并进行信号交互；芯片的6脚通过电容c25接地；芯片的15脚为接地引脚，其直接接地；芯片的7脚和8脚同样为第二通信引脚，其通过接口jp1连接外部的采集传感器电路，并获取采集传感器电路上传的传感数据；芯片的13脚和14脚为第一通信引脚，其通过db9通信接口连接外部设备；芯片的16脚为电源引脚，其直接连接电源信号3v3，同时电源信号3v3页通过电容c28接地并滤波；
27.具体实施时，7脚和8脚依次对应于10脚和9脚，该四路引脚为第二通信引脚，芯片将7脚和8脚的信号对应转换到10脚和9脚，或者将10脚和9脚的信号对应转换到7脚和8脚，从而完成第二路总线信号的转换；类似的，11脚和12脚依次对应于14脚和13脚，该四路引脚为第一通信引脚，芯片将11脚和12脚的信号对应转换到14脚和13脚，或者将14脚和13脚的信号对应转换到11脚和12脚，从而完成第一路总线信号的转换。
28.如图5所示为本实用新型的采集通信电路的电路原理示意图：所述的采集通信电路为由型号为tja1050的can通信芯片(图中标示u6)构成的电路；芯片的2脚为接地引脚，并直接接地；芯片的3脚为电源引脚，并连接电源信号5v并取电；芯片的1脚和4脚为通信引脚，其连接采集控制器电路并进行数据交互；芯片的5脚悬空，芯片的8脚直接接地；芯片的6脚和7脚为can通信引脚，其直接连接外部设备并以can通信总线的形式进行数据交互。
29.如图6所示为本实用新型的采集存储电路的电路原理示意图：所述的采集存储电路为由型号为24c01的存储芯片(图中标示u7)构成的电路；芯片的4脚为接地引脚，并直接接地；芯片的1脚、2脚和3脚为地址设定引脚，该3脚均直接接地，因此该3脚的电平信号均为低电平，从而设定芯片的通信地址；芯片的8脚为电源引脚，其直接连接5v电源信号并取电，同时5v电源信号也通过电容c10接地滤波；芯片的7脚为控制引脚，其直接接地，从而保证芯片工作的稳定性和引脚电平的稳定性；芯片的5脚和6脚为通信引脚，其直接连接采集控制器电路的通信引脚，并进行数据交互。
30.如图7所示为本实用新型的采集控制器电路的电路原理示意图：所述的采集控制器电路为由nuc1系列的控制器(图中标示u1)构成的电路；芯片的2脚和3脚之间串接晶振x1，同时也通过晶振电容c1和c2接地，芯片的2脚和3脚用于从晶振x1处获取标准时钟信号；芯片的6脚和7脚为通信引脚，其依次连接采集存储电路中存储芯片的6脚和5脚，并进行数据交互；芯片的8脚和9脚为第二通信引脚，其连接采集传感器通信电路中通信芯片的9脚和10脚，并进行数据交互；芯片的11脚为电源引脚，并连接电源信号3v3并取电；芯片的12脚则直接接地；芯片的13脚和14脚为第一通信引脚，其连接采集传感器通信电路中通信芯片的12脚和11脚，并进行数据交互；芯片的19脚和20脚为通信引脚，其依次连接采集通信电路中can通信芯片的4脚和1脚，并进行数据交互；芯片的37脚、38脚和39脚为输出信号引脚，其依
次连接采集指示电路中三路指示灯电路，并输出对应的信号，控制对应的指示灯的点亮和关闭；芯片的44脚和45脚同样为晶振信号引脚，其连接第二晶振x2并获取对应的第二时钟信号，同时该两引脚也通过各自的电容(c4和c3)接地。
31.本实用新型在具体工作时，所述采集装置的数据可以通过rs232通信总线的方式对外进行数据发送，也可以通过can总线的方式对外进行数据发送。同时，本实用新型还可以通过rs232通信总线或can总线的方式连接外部的无线通信模块(比如lora通信模块，具体技术方案可以参考申请号为202021955560.x的专利)，这样本实用新型数据还能够通过无线的方式实时对外发送。

技术特征：

1.一种输电线路铁塔的螺栓应力数据采集装置，其特征在于包括采集电源电路、采集指示电路、采集传感器通信电路、采集通信电路、采集存储电路、采集控制器电路和采集传感器电路；采集传感器电路与采集传感器通信电路连接；采集指示电路、采集传感器通信电路、采集通信电路和采集存储电路均与采集控制器电路连接；采集电源电路给所述采集装置供电；采集指示电路用于接收采集控制器电路下发的指令，并指示所述采集装置的工作状态；采集传感器通信电路用于接收采集传感器电路的传感数据，并将数据上传采集控制器电路；采集通信电路用于所述采集装置与外部进行数据通信；采集存储电路用于存储所述采集装置的工作数据和参数；采集控制器电路用于控制所述采集装置的工作；采集传感器电路用于对铁塔螺栓的应力进行实时采集，并将传感数据上传采集传感器通信电路。2.根据权利要求1所述的输电线路铁塔的螺栓应力数据采集装置，其特征在于所述的采集电源电路为由型号为ams1117-3.3的电源芯片构成的电路。3.根据权利要求1所述的输电线路铁塔的螺栓应力数据采集装置，其特征在于所述的采集指示电路包括若干路指示灯电路；每一路指示灯电路包括指示限流电阻和指示灯；指示限流电阻的一端连接采集控制器电路的输出引脚，指示限流电阻的另一端连接指示灯的阳极，指示灯的阴极接地。4.根据权利要求1所述的输电线路铁塔的螺栓应力数据采集装置，其特征在于所述的采集传感器通信电路为由型号为max232的通信芯片构成的电路。5.根据权利要求1所述的输电线路铁塔的螺栓应力数据采集装置，其特征在于所述的采集通信电路为由型号为tja1050的can通信芯片构成的电路。6.根据权利要求1所述的输电线路铁塔的螺栓应力数据采集装置，其特征在于所述的采集存储电路为由型号为24c01的存储芯片构成的电路。7.根据权利要求1所述的输电线路铁塔的螺栓应力数据采集装置，其特征在于所述的采集控制器电路为由nuc1系列的控制器构成的电路。8.根据权利要求1所述的输电线路铁塔的螺栓应力数据采集装置，其特征在于所述的采集传感器电路为超声波传感器电路。

技术总结

本实用新型公开了一种输电线路铁塔的螺栓应力数据采集装置，包括采集电源电路、采集指示电路、采集传感器通信电路、采集通信电路、采集存储电路、采集控制器电路和采集传感器电路；采集电源电路供电；采集指示电路指示工作状态；采集传感器电路采集螺栓应力数据并上传采集传感器通信电路；采集传感器通信电路接收数据并上传采集控制器电路；采集通信电路与外部通信；采集存储电路存储数据；采集控制器电路控制装置工作。本实用新型通过超声波传感器电路实现对铁塔螺栓应力的实时采集，并将数据通过通信电路实时对外发送，因此本实用新型不仅实现了对螺栓的应力数据进行实时采集，而且可靠性高，效率较高。效率较高。效率较高。