【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于输电铁塔监测的，具体涉及一种步进可调机械传动光学测量的输电铁塔微位移传感器。
技术介绍
1、在高压输电领域中，输电铁塔在电力输电线路中起到了桥梁架接的作用，输电铁塔的安全性和可靠性对于电力系统尤为重要。输电铁塔通常为大型钢结构塔，可能受到极端天气，自然灾害，工程施工和人为破坏，从而导致铁塔的摇摆和倾斜。因此，输电铁塔的微位移监测对于电网的安全运行至关重要，通过对输电铁塔的微位移监测，能够及时发现其结构应力点微小变化等问题，进而减少设备损坏以及提高输电系统的整体性能。目前，位移传感器在实际应用中常常面临各种电磁和环境干扰，而传统的监测设备也面临着诸多挑战，如操作复杂，灵敏度低，有线连接的复杂性增加部署和维护的成本等。随着技术的进步，新型的无线、光学等创新方法正在逐渐应用于微位移传感器领域，以克服传统方法的一些限制。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种步进可调机械传动光学测量的输电铁塔微位移传感器，利用光波特性和机械传动相结合，解决现有检测设备操作复杂，灵敏度低，有线连接部署复杂性高，以及增加部署和维护成本的技术问题。
2、本专利技术提供一种步进可调机械传动光学测量的输电铁塔微位移传感器，采用以下技术方案：
3、一种步进可调机械传动光学测量的输电铁塔微位移传感器，包括：信号输入模块、信号处理模块、信号输出模块、位置固定模块、信号屏蔽模块、位移转换模块、位移驱动模块；
4、所述信号处理模块两侧分别连接信号输入模块、信号输出模块，所述信号
5、所述信号屏蔽模块包括滤光片，所述滤光片一端位于信号处理模块内部，所述滤光片能够遮挡凹透镜；
6、所述位置固定模块可拆卸的安装在铁塔杆件上；所述位移驱动模块设置于位置固定模块一侧，所述位移驱动模块能够沿输电铁塔发生偏移的方向进行滑动；
7、所述位移转换模块设置于位置固定模块上方，所述位移转换模块包括机械传动机构，所述机械传动机构与位移驱动模块连接，所述位移驱动模块将线性滑动转换为机械传动机构的旋转运动；
8、所述信号处理模块、信号屏蔽模块均设置于位移转换模块上方，所述滤光片与机械传动机构连接，所述机械传动机构能够带动滤光片发生偏移；
9、当输电铁塔未发生偏移时，所述滤光片遮挡凹透镜，所述信号输入模块发出光波全部被滤光片反射；当输电铁塔发生偏移时，所述机械传动机构带动滤光片发生偏移，未被屏蔽的光波信号通过凹透镜、自聚焦透镜进入信号输出模块。
10、作为优选的，所述信号输入模块为光发生器，所述光发生器能够发射红外光波信号，红外光波信号通过入射光纤进入到信号处理模块内部。
11、作为优选的，所述信号处理模块还包括处理模块外壳，所述凹透镜和自聚焦透镜位于处理模块外壳内部靠近信号输出模块的一端，所述滤光片端部插入处理模块外壳内部。
12、作为优选的，所述处理模块外壳内壁上涂设有碳纳米管黑色涂层，用于消除内部杂散光。
13、作为优选的，所述信号屏蔽模块还包括转动座，所述滤光片远离信号处理模块的一端嵌装于转动座一侧。
14、作为优选的，所述机械传动机构位于转换模块外壳内部，所述机械传动机构包括第一锥形齿轮、第二锥形齿轮和直齿轮，所述第一锥形齿轮所在轴顶部设有固定键，所述第一锥形齿轮所在轴穿过转换模块外壳顶部，所述固定键嵌装于转动座的键孔内；
15、所述第二锥形齿轮与第一锥形齿轮啮合，第二锥形齿轮所在轴延伸至转换模块外壳外侧，所述直齿轮设置于第二锥形齿轮所在轴的另一端。
16、作为优选的，所述位移驱动模块包括直线滑轨、滑块和齿条，所述直线滑轨与滑块之间滑动连接，所述齿条设置于直线滑轨上方，所述直齿轮啮合连接于齿条上方。
17、作为优选的，所述位置固定模块包括上定位板、下定位板、固定板、安装板、支撑片、调节螺栓和固定螺栓，所述固定板两端分别固定上定位板、下定位板，所述调节螺栓贯穿下定位板并于下定位板螺纹连接，所述支撑片固定于调节螺栓端部；所述位移转换模块固定于安装板上，所述安装板通过固定螺栓与上定位板连接。
18、作为优选的，所述信号输出模块连接光功率计。
19、作为优选的，所述位移传感器可以分别安装在输电铁塔的x轴方向、y轴方向、z轴方向，实现输电铁塔的三维方向位移检测。
20、本专利技术的有益效果：
21、本专利技术的一种步进可调机械传动光学测量的输电铁塔微位移传感器，在使用过程中，当输电铁塔出现位移变化量时，位移转换模块能够迅速监测，同时带动滤光片发生相应运动，此时信号处理模块内的光学通道被滤光片破坏，信号输出模块能够实时监测到信号处理模块内的光强变化，从而输出相应的光学强度信号，以达到测量输电铁塔位移变化量的目的。因此，本专利技术无需物理接触铁塔结构，避免了传统传感器可能引入的干扰和磨损，从而延长了传感器的使用寿命，减少了维护成本；同时本专利技术结构紧凑、体积小、质量轻，信号屏蔽模块整体采用刚性、硬度较强的材质，当信号屏蔽模块发生相应位移时，装置不会发生形变，减小了传感器的测量误差；信号屏蔽模块有良好的折反射率，使得信号在传输过程中更加的稳定，以便精确监测微小的位移；信号屏蔽模块、位移转换模块与位移驱动模块7通过机械结构紧密连接，再结合信号处理模块内凹透镜、自聚焦透镜的光学结构，实现位移-光波信号的转换，提高了传感器的位移转换效率以及测量精度，可以实现微米级别的微小位移测量，对于高精度位移传感领域的应用具有重要的意义。
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1.一种步进可调机械传动光学测量的输电铁塔微位移传感器，其特征在于，包括：信号输入模块（1）、信号处理模块（2）、信号输出模块（3）、位置固定模块（4）、信号屏蔽模块（5）、位移转换模块（6）、位移驱动模块（7）；
2.根据权利要求1所述的一种步进可调机械传动光学测量的输电铁塔微位移传感器，其特征在于，所述信号输入模块（1）为光发生器，所述光发生器能够发射红外光波信号，红外光波信号通过入射光纤进入到信号处理模块（2）内部。
3.根据权利要求1所述的一种步进可调机械传动光学测量的输电铁塔微位移传感器，其特征在于，所述信号处理模块（2）还包括处理模块外壳（23），所述凹透镜（21）和自聚焦透镜（22）位于处理模块外壳（23）内部靠近信号输出模块（3）的一端，所述滤光片（51）端部插入处理模块外壳（23）内部。
4.根据权利要求3所述的一种步进可调机械传动光学测量的输电铁塔微位移传感器，其特征在于，所述处理模块外壳（23）内壁上涂设有碳纳米管黑色涂层，用于消除内部杂散光。
5.根据权利要求1所述的一种步进可调机械传动光学测量的输电铁塔微位
6.根据权利要求5所述的一种步进可调机械传动光学测量的输电铁塔微位移传感器，其特征在于，所述机械传动机构位于转换模块外壳（61）内部，所述机械传动机构包括第一锥形齿轮（62）、第二锥形齿轮（63）和直齿轮（64），所述第一锥形齿轮（62）所在轴顶部设有固定键（621），所述第一锥形齿轮（62）所在轴穿过转换模块外壳（61）顶部，所述固定键（621）嵌装于转动座（52）的键孔（521）内；
7.根据权利要求6所述的一种步进可调机械传动光学测量的输电铁塔微位移传感器，其特征在于，所述位移驱动模块（7）包括直线滑轨（71）、滑块（72）和齿条（73），所述直线滑轨（71）与滑块（72）之间滑动连接，所述齿条（73）设置于直线滑轨（71）上方，所述直齿轮（64）啮合连接于齿条（73）上方。
8.根据权利要求1所述的一种步进可调机械传动光学测量的输电铁塔微位移传感器，其特征在于，所述位置固定模块（4）包括上定位板（41）、下定位板（42）、固定板（43）、安装板（44）、支撑片（45）、调节螺栓（46）和固定螺栓（47），所述固定板（43）两端分别固定上定位板（41）、下定位板（42），所述调节螺栓（46）贯穿下定位板（42）并于下定位板（42）螺纹连接，所述支撑片（45）固定于调节螺栓（46）端部；所述位移转换模块（6）固定于安装板（44）上，所述安装板（44）通过固定螺栓（47）与上定位板（41）连接。
9.根据权利要求1所述的一种步进可调机械传动光学测量的输电铁塔微位移传感器，其特征在于，所述信号输出模块（3）连接光功率计。
10.根据权利要求1所述的一种步进可调机械传动光学测量的输电铁塔微位移传感器，其特征在于，所述位移传感器可以分别安装在输电铁塔（8）的X轴方向、Y轴方向、Z轴方向，实现输电铁塔的三维方向位移检测。
...【技术特征摘要】
1.一种步进可调机械传动光学测量的输电铁塔微位移传感器，其特征在于，包括：信号输入模块（1）、信号处理模块（2）、信号输出模块（3）、位置固定模块（4）、信号屏蔽模块（5）、位移转换模块（6）、位移驱动模块（7）；
2.根据权利要求1所述的一种步进可调机械传动光学测量的输电铁塔微位移传感器，其特征在于，所述信号输入模块（1）为光发生器，所述光发生器能够发射红外光波信号，红外光波信号通过入射光纤进入到信号处理模块（2）内部。
3.根据权利要求1所述的一种步进可调机械传动光学测量的输电铁塔微位移传感器，其特征在于，所述信号处理模块（2）还包括处理模块外壳（23），所述凹透镜（21）和自聚焦透镜（22）位于处理模块外壳（23）内部靠近信号输出模块（3）的一端，所述滤光片（51）端部插入处理模块外壳（23）内部。
4.根据权利要求3所述的一种步进可调机械传动光学测量的输电铁塔微位移传感器，其特征在于，所述处理模块外壳（23）内壁上涂设有碳纳米管黑色涂层，用于消除内部杂散光。
5.根据权利要求1所述的一种步进可调机械传动光学测量的输电铁塔微位移传感器，其特征在于，所述信号屏蔽模块（5）还包括转动座（52），所述滤光片（51）远离信号处理模块（2）的一端嵌装于转动座（52）一侧。
6.根据权利要求5所述的一种步进可调机械传动光学测量的输电铁塔微位移传感器，其特征在于，所述机械传动机构位于转换模块外壳（61）内部，所述机械传动机构包括第一锥形齿轮（62）、第二锥形齿轮（63）和直齿轮（64），所述第一...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨万里，刘维刚，陈大志，刘新民，周鸿泽，马旭恒，孙国龙，郭俊强，刘岩，张嘉伟，冯凯，强开纪，
申请(专利权)人：国网新疆电力有限公司昌吉供电公司，
类型：发明
国别省市：
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