一种用于特高压声源位置与地面位置可听噪声关联测量的装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种用于特高压声源位置与地面位置可听噪声关联测量的装置

【技术实现步骤摘要】
一种用于特高压声源位置与地面位置可听噪声关联测量的装置


[0001]本专利技术属于电力系统特高压输电
，具体涉及一种用于特高压声源位置与地面位置可听噪声关联测量的装置，包含该装置的整体架构
、
各部分具体搭建方式以及同步关联采集控制方法，适用于强电磁和强电场环境中特高压声源位置与地面位置可听噪声的关联同步数据采集
。

技术介绍

[0002]我国电能分布呈现地域不均衡的特点，需要发展远距离先进的特高压电能传输技术
。
特高压输电技术在减少输电损耗
、
提高经济效益的同时，也带来了电磁环境方面的问题，可听噪声问题是其中的一个重要部分
。
可听噪声在高频段具有较高的声压级，会给特高压输电线路附近生活的居民带来一定程度的健康损害，影响居民的生活质量
。
研究特高压声源位置的可听噪声问题有助于控制可听噪声水平，对建设满足国家环保要求的特高压输电线路具有重要的意义
。
[0003]国内外针对特高压交直流输电过程中可听噪声开展了诸多研究工作，制定了一系列特高压可听噪声限值标准
。
然而，由于特高压声源位置周围的电磁环境复杂，电场强度较大，目前传统的特高压可听噪声测量方法主要局限是在实验室以及室外地面位置处进行模拟测量，特高压声源位置的可听噪声测量方法不足，没有适用于特高压声源位置可听噪声测量的装置
。
特高压声源位置产生的可听噪声在空气中传播会发生反射和衰减，同时容易混入背景噪声，在实验室以及室外地面位置处进行的可听噪声测量的实验数据无法反映特高压可听噪声的本质规律
。
此外，目前国内外学者在特高压直流输电领域研究中没有提出一套完备有效的特高压声源位置与地面位置可听噪声的关联同步测量方案，无法有效揭示特高压可听噪声在空气中传播与衰减的规律
。
[0004]因此，本专利技术旨在提出一种采集频率高
、
采样通道多
、
同步性能好的用于特高压声源位置与地面位置可听噪声关联测量的装置
。
该装置可以同时采集特高压声源位置与地面位置各
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个空间点位的可听噪声瞬时声压数据信息，可以实现高效率
、
低延迟
、
高可靠性的特高压声源位置与地面位置的可听噪声的关联同步测量与实时分析
。

技术实现思路

[0005]为克服现有技术中存在的上述问题，本专利技术公开了一种用于特高压声源位置与地面位置可听噪声关联测量的装置，用于特高压声源位置的可听噪声数据采集单元与用于地面位置的可听噪声数据采集单元负责同步并行采集
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路可听噪声声压数据，然后通过光纤传输单元将声压数据处理结果传输至上位机控制模块，信号调理单元将可听噪声声压级线性转换为适合数据采样单元采样的电压信号，金属网屏蔽结构保证可听噪声声压传感器等测量设备不受外界复杂电磁环境的干扰；同步关联采集控制单元负责保证用于特高压声源位置的可听噪声数据采集单元与用于地面位置的可听噪声数据采集单元数据采集的同步
性，并接收和实时存储可听噪声声强数据信息
。
[0006]为实现上述目的，本专利技术具体采用以下技术方案
。
[0007]一种用于特高压声源位置与地面位置可听噪声关联测量的装置，整个装置由三个部分构成：用于特高压声源位置的可听噪声数据采集单元
、
用于地面位置的可听噪声数据采集单元以及同步关联采集控制单元；其中，用于特高压声源位置的可听噪声数据采集单元和用于地面位置的可听噪声数据采集单元分别利用声压传感器阵列收集特高压声源位置与地面位置多达
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路的声压信号，通过设置采集参数完成声压信号的高频率采集，并利用光纤传输方式将采集数据传递到同步采集控制单元
。
同步关联采集控制单元负责将特高压声源位置与地面位置可听噪声的采集数据汇总，依靠其高性能存储与计算能力对采集数据进行存储和分析，将分析结果通过人机交互界面展示给用户；其特征在于：
[0008]所述金属网屏蔽结构分别悬挂安装在特高压六分裂导线内侧或地面位置处，用于固定
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路声压传感器
、
信号调理单元
、
数据采样单元
、
数据处理单元
、SDRAM
数据存储单元
、
电光转换单元
、
光纤传输单元
、
电源供电模块以及同步光纤等，具有抗强电磁干扰
、
屏蔽特高压六分裂导线周围强电场的作用，使得内部各模块可以正常工作；金属网屏蔽结构的半径设计要考虑内部各载荷模块所占的空间大小；金属网屏蔽结构在满足抗干扰需求之外还要保证不会影响声压的测量，对可听噪声传播和衰减不产生影响；尺寸大小的确定需要考虑金属网屏蔽结构的载荷要求以及实际电磁屏蔽效果，对比了尺寸分别为
300mm、350mm、400mm、450mm、500mm、550mm、600mm、650mm、700mm
的球形网状电磁屏蔽结构的表面场强以及内部场强情况，确定了其尺寸为
450mm
，该尺寸同时满足载荷体积要求
。
[0009]所述
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路声压传感器布置在金属网屏蔽结构内部的
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个固定采样点位组成声压传感器阵列，实现不同方向声压信号的测量；声压传感器采用对声音敏感的电容式驻极体话筒，频率响应范围宽，信噪比高，能满足频率在
20Hz
～
20kHz
范围内的可听噪声的测量
。
[0010]所述信号调理单元主要功能是实现信号的放大和滤波；放大是将声压传感器产生的微弱电压信号转换成适合
AD
芯片采样的电压范围，设计的可听噪声测量量程为
30dB
～
130dB
，信号调理单元可以将该量程传声器输出的微弱电压信号线性放大到
0V
～
5V
，方便
AD
芯片采样；滤波是通过设计有源滤波电路，计算相关滤波的电阻电容参数值，使电路的上下限截止频率满足可听噪声的频率范围
20Hz
～
20kHz。
[0011]所述数据采样单元，即
AD
采样单元，负责将信号调理单元输出的模拟信号采样转化为方便存储的数字信号；它具有
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位分辨率
、1Msps
的最大采样率以及
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路同步模拟量输入接口，输入量程包括
±
10V、
±
5V、
±
2.5V
等，设置各通道采样频率为
60kHz
，能满足信号调理单元输出的
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通道电压信号的高速高精度并行采集需求
。
[0012]所述数据处理单元负责将数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于特高压声源位置与地面位置可听噪声关联测量的装置，包括用于特高压声源位置的可听噪声数据采集单元
、
用于地面位置的可听噪声数据采集单元以及同步关联采集控制单元等三个部分，其中，用于特高压声源位置的可听噪声数据采集单元和用于地面位置的可听噪声数据采集单元均包括金属网屏蔽结构
、16
路声压传感器
、
信号调理单元
、
数据采样单元
、
数据处理单元
、SDRAM
数据存储单元
、
电光转换单元
、
光纤传输单元和电源供电模块；同步关联采集控制单元包括光电转换单元
、USB
通信模块
、
上位机控制模块以及同步光纤；其特征在于：所述金属网屏蔽结构安装于特高压六分裂导线内侧或地面位置处，用于固定
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路声压传感器
、
信号调理单元
、
数据采样单元
、
数据处理单元
、SDRAM
数据存储单元
、
电光转换单元
、
光纤传输单元
、
电源供电模块以及同步光纤等，具有抗强电磁干扰
、
屏蔽特高压六分裂导线周围强电场的作用，且对可听噪声传播和衰减不产生影响；所述
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路声压传感器布置在金属网屏蔽结构内部组成声压传感器阵列，实现不同方向声压信号的测量；所述信号调理单元主要实现信号的放大
、
滤波等功能，将声压传感器测量得到的微弱声压信号进行线性放大以方便数据采样单元采集；所述数据采样单元主要是利用
AD
转换器将信号调理单元输出的模拟信号采样转化为方便存储的数字信号；所述数据处理单元将数据采样单元得到的
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路数字声压信号换算为特高压声源位置采样点在三维空间三个正交方向的声强值，从而得到采样点声强矢量的大小和方向；所述
SDRAM
数据存储单元用来暂存声强数据，避免数据阻塞，保证高速采样与高速传输的顺利进行；所述电光转换单元将
SDRAM
数据存储单元中的声强数据通过电光转换电路调制到光信号中；所述光纤传输单元具有抗干扰性能良好等特点，可以将调制后的光信号稳定传输到远处安全端的光电转换单元电路中，然后通过
USB
通讯协议上传至上位机控制模块；所述电源供电模块采用
12V
铅酸电池，通过稳压电路为
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路声压传感器
、
信号调理单元
、
数据采样单元
、
数据处理单元
、SDRAM
数据存储单元
、
电光转换单元等模块提供稳定的电能；所述光电转换单元可以将声强数据从调制信号中解调出来；所述
USB
通信模块用于将数据包上传给上位机控制模块；所述同步光纤用于传输同步数据采集控制指令，保证特高压声源位置与地面位置可听噪声数据采集时间上的同步；所述上位机控制模块有三个功能：首先用于发送同步数据采集控制指令，保证用于特高压声源位置的可听噪声数据采集单元与用于地面位置的可听噪声...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁海文，王前进，赵鹏辉，吕建勋，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：