专利名称：带电水冲洗打击力测量系统及其测量方法
技术领域：
本发明涉及带电水冲洗的技术领域，特别是涉及ー种带电水冲洗打击カ测量系统及其測量方法。
背景技术：
带电水冲洗是用高电阻率的压力水柱清洗电カ电瓷或玻璃外绝缘的一种带电作业方式，以冲洗效率高、效果好、快速彻底等优点在电カ系统污秽预防工作中获得广泛应用。带电水冲洗的水柱打击カ大小是带电水冲洗技术的关键，过小的打击カ可能影响冲洗的效果，而过大的打击カ则可能对冲洗的设备造成损害，或者浪费冲洗用水。因此，合理的水柱打击カ对与带电水冲洗作业非常重要。然而，现有技术中只能通·过手动调节水枪开关来实现对水枪发出的水柱打击カ调整，而不能測量水枪发出的水柱的打击力，对水柱的打击カ不能正确估计，容易酿成事故。

发明内容
针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种带电水冲洗打击カ測量系统，能够方便地对带电水冲洗的水柱打击カ进行測量，減少事故发生的概率。一种带电水冲洗打击カ测量系统，包括水压传感器、荷重传感器、測量支架、数据采集装置、数据处理器；所述水压传感器安装在带电水冲洗水枪上，所述荷重传感器安装在所述测量支架上，所述数据采集装置连接所述水压传感器和所述荷重传感器；所述数据采集装置连接所述数据处理器。本发明的带电水冲洗打击カ测量系统，通过所述水压传感器感测带电水冲洗水枪的出水压力，通过所述荷重传感器感测带电水冲洗水柱的打击力。所述荷重传感器安装在所述测量支架上，通过调节所述荷重传感器在所述测量支架上的安装位置，以及所述测量支架与带电水冲洗水枪的距离，可以调节带电水冲洗水枪和所述荷重传感器的水平距离和高度，模拟各种电カ设备的安装高度和冲洗距离。使操作人员能够模拟对各种电カ设备的冲洗，并测量出对应的水柱打击力。如果打击カ过大或过小，可以通过调节水枪的出水ロ压力来作适当的调整，使水柱打击カ更为合理，避免水柱打击カ过小而导致冲洗效果不好，或者水柱打击カ过大而导致发生事故。一种带电水冲洗打击カ测量系统的测量方法，包括以下步骤根据电カ设备的电压等级设置所述测量支架和带电水冲洗水枪的水平距离以及所述荷重传感器在所述测量支架的安装高度，使用带电水冲洗水枪对所述荷重传感器进行冲洗；通过所述水压传感器检测所述带电水冲洗水枪的出水水压，通过所述荷重传感器检测水柱冲洗的打击カ；
通过所述数据采集装置采集所述水压传感器检测的水压数据和所述荷重传感器检测的打击カ数据，并传输至所述数据处理器；通过所述数据处理器接收并记录所述水压数据和所述打击力数据。本发明带电水冲洗打击カ测量系统的测量方法，根据电カ设备的电压等级设置所述测量支架和带电水冲洗水枪的水平距离以及所述荷重传感器在所述测量支架的安装高度，模拟各种电カ设备的安装高度和冲洗距离。使操作人员能够模拟对各种电カ设备的冲洗，并测量出对应的水柱打击力。如果打击カ过大或过小，可以通过调节水枪的出水ロ压カ来作适当的调整，使水柱打击カ更为合理，避免水柱打击カ过小而导致冲洗效果不好，或者水柱打击カ过大而导致发生事故。


图I是本发明带电水冲洗打击カ测量系统的结构示意图；图2是本发明带电水冲洗打击カ测量系统的测量方法的流程示意图。
具体实施例方式请參阅图1，图I是本发明带电水冲洗打击カ测量系统的结构示意图。所述带电水冲洗打击カ测量系统，包括水压传感器11、荷重传感器12、測量支架13、数据采集装置14、数据处理器15 ；所述水压传感器11安装在带电水冲洗水枪上，所述荷重传感器12安装在所述测量支架13上，所述数据采集装置14连接所述水压传感器11和所述荷重传感器12 ;所述数据采集装置14连接所述数据处理器15。其中，所述水压传感器11通过封焊的方式安装在带电水冲洗水枪的喷嘴上。所述封焊可采用全不锈钢封焊结构，具有良好的防潮能力及优异的介质兼容性。为了测量流动液体的总能量，即喷嘴前总水头高度(喷嘴前总压力)，将带电水冲洗水枪的管内液体引出測量，所述水压传感器11可測量最大压カ应达IOMpa或以上。所述荷重传感器12采用应变原理測量打击力，测试时令水柱冲击所述荷重传感器12的电阻应变片。当所述电阻应变片受カ发生形变时会发生电阻值的变化，通过电阻值变化来測量所述电阻应变片的形变，进而通过所述电阻应变片的应カ应变曲线计算出冲洗水柱的打击カ大小，单个所述荷重传感器12的量程需达150N或以上，输出0-10V直流电压，响应时间小于50ms。作为本发明的ー个优选实施方式，所述带电水冲洗打击カ测量系统包括多个所述荷重传感器12，多个所述荷重传感器12并排安装在所述测量支架13上。优选安装412个所述荷重传感器12，每个所述荷重传感器12的受カ面上安装有2. 6cmX 13cm (尺寸根据需要设定)的受カ板(电阻应变片)。可以分别采集每个所述荷重传感器12受到的打击力，测量带电水冲洗水柱不同位置的打击カ分布，测量带电水冲洗水柱的打击カ平均值、打击カ最大位置和打击カ最大值，为研究带电水冲洗水柱打击カ带来了新的手段。作为ー个实施方式，所述测量支架13包括支架和所述支架上的滑轨，所述荷重传感器12通过滑动装置和锁紧结构安装在所述测量支架13上。所述滑动装置使所述荷重传感器12可沿所述测量支架13的滑轨上下滑动，所述锁紧结构可以在所述荷重传感器12滑动到适当位置后，将所述荷重传感器12固定在所述测量支架13上。从而实现所述荷重传感器12的安装高度可调。作为另ー个实施方式，所述测量支架13包括两个互相平行的支撑杆和横向安装在所述两个支撑杆之间，与所述两个支撑杆垂直的多个固定杆。所述荷重传感器12通过固定在不同的固定杆上调节安装的高度。所述水压传感器11和所述荷重传感器12的输出端通过信号线连接到所述数据采集装置14上，所述数据采集装置14通过数据线连接所述数据处理器15。所述数据采集装置14具有3 —16路输入通道，采集频率在20kS/s — 250kS/s，分辨率不低于8位，进行采集信号分析。所述数据处理器15可采用个人电脑或者专用的检测处理器实现。所述数据处理器15接收并记录所述水压数据和所述打击力数据，并对所述水压数据和所述打击カ数据进行实时显示。
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在现场测量带电水冲洗水柱打击カ时，所述水压传感器11安装在带电水冲洗水枪上，所述荷重传感器12安装在所述测量支架13上，调节好安装高度，并且操作人员自行调整带电水冲洗水枪和所述测量支架13的水平距离。调整完成后，打开带电水冲洗水枪并调整到合适的出水水压对所述测量支架13上的所述荷重传感器12冲洗，所述水压传感器11检测所述带电水冲洗水枪的出水压力，所述荷重传感器12检测冲击到其上的水柱打击力。所述数据采集装置14才接所述水压传感器11输出的出水水压数据和所述荷重传感器12输出的打击カ数据，并传输至所述数据处理器15 ;所述数据处理器15接收并记录所述水压数据和所述打击力数据。通过调整所述测量支架13和带电水冲洗水枪的水平距离以及所述荷重传感器12在所述测量支架13的安装高度，可以模拟各种电カ设备的安装高度和冲洗距离。使操作人员能够模拟对各种电カ设备的冲洗，并测量出对应的水柱打击力。如果打击カ过大或过小，可以通过调节水枪的出水ロ压カ来作适当的调整，使水柱打击カ更为合理，避免水柱打击カ过小而导致冲洗效果不好，或者水柱打击カ过大而导致发生事故。请ー并參阅图2，图2是本发明带电水冲洗打击カ测量系统的测量方法的流程示意图。本发明的带电水冲洗打击カ测量系统的测量方法包括以下步骤S101，根据电カ设备的电压等级设置所述测量支架和带电水冲洗水枪的水平距离以及所述荷重传感器在所述测量支架的安装高度；S102，使用带电水冲洗水枪对所述荷重传感器进行冲洗；S103，通过所述水压传感器检测所述带电水冲洗水枪的出水水压，通过所述荷重传感器检测水柱冲洗的打击カ；S104，通过所述数据采集装置采集所述水压传感器检测的水压数据和所述荷重传感器检测的打击カ数据，并传输至所述数据处理器；S105，通过所述数据处理器接收并记录所述水压数据和所述打击力数据。其中，对步骤S101，不同电压等级的电力设备的高度有所不同，比如500kV电カ设备的安装高度为2—20m，操作人员可根据所述自己需要的冲洗高度设置所述荷重传感器在所述测量支架的安装高度，以使测量结果与实际情况尽量相符。同时，也需要根据冲洗水枪到电カ设备之间的水平距离设置所述测量支架和带电水冲洗水枪的水平距离。
在步骤S102中，使用带电水冲洗水枪对准所述荷重传感器的受カ板(电阻应变片)进行冲洗，所述荷重传感器的受カ板发生变形后使电阻值变化，输出冲击カ感测信号。所述水压传感器检测所述带电水冲洗水枪的出水水压。步骤S104中，所述数据采集装置采集所述水压传感器和所述荷重传感器的输出信号，将模拟的感测信号转换为数字数据。并输出至所述数据处理器。所述数据处理器接收并记录所述水压数据和所述打击カ数据，并对所述水压数据和所述打击力数据进行实时显示。也可根据所述水压数据和所述打击力数据进行带电水冲洗水柱打击カ分析。优选地，对于步骤SlOl，在设定所述水平距离以及所述安装高度时，根据电カ设备的电压等级设置所述测量支架和带电水冲洗水枪的水平距离范围以及所述荷重传感器在所述测量支架的安装高度范围；
在所述水平距离范围以及所述安装高度范围之内选择多个测量位置，其中，每个所述测量位置对应ー个水平距离和安装高度；按照每一所述测量位置的安装高度设置所述荷重传感器；并在步骤S102中按照所述测量位置的水平距离使用带电水冲洗水枪对所述荷重传感器进行冲洗。例如，500kV电カ设备的安装高度为2-20m，因此，设定带电水冲洗打击カ测量的所述安装高度范围为2-20m，每2m的高度进行一次打击カ测量，需做1_10个不同高度的带电水打击カ测试；所述水平距离范围为6 — 15m，每I. 5m的水平距离进行一次打击カ测量，需做4-10个不同水平距离的带电水打击カ测试。在不同高度和水平距离组合的情况下进行打击カ测量实验，可以组合出多种不同的冲洗情况，并可根据具体情况选定当前需要测量的打击カ的冲洗高度和水平距离。在使用带电水冲洗水枪对所述荷重传感器进行冲洗吋，进ー步选定测量打击カ所对应的输出水压值，然后通过调节水枪阀门，将冲洗水压加至待测的输出水压值，然后对所述荷重传感器冲洗。优选地，在设置有多个所述荷重传感器吋，则进一歩通过所述数据采集装置采集多个所述荷重传感器的打击カ数据，并传输至所述数据处理器，其中，多个所述荷重传感器并排安装在所述测量支架上；通过所述数据处理器根据多个所述荷重传感器的打击カ数据，计算带电水冲洗水柱的打击カ分布、打击カ最大位置、打击カ平均值，和/或，打击カ最大值。整个测量时间可以在5-20s之间，将采集到的5-20s之间所述水压传感器和所述荷重传感器的输出电压信号折算成水压数据和打击カ数据，分析各个荷重传感器上受到的打击カ即带电水冲洗水柱不同位置的打击力，叠加各个荷重传感器上受到的打击カ可得水柱总体打击カ值。重复测量该水压下3次或以上的打击力，统计在该水压下打击カ的平均值和最大值。然后改变冲洗水压值，重复步骤上述步骤，測量在不同水压情况下的打击カ值。然后，再改变冲洗高度和水平距离，重复上述步骤，分别对不同冲洗高度和水平距离下的水柱冲击カ进行测量。进ー步地，通过所述数据处理器，根据所述水压数据、所述打击カ数据、所述测量支架和带电水冲洗水枪的水平距离以及所述荷重传感器在所述测量支架的安装高度，计算带电水冲洗的冲洗效率。使操作人员可以方便地获知不同冲洗高度、冲洗水平距离、以及出水压カ之下的冲洗效率。在一个实施方式中，设置所述荷重传感器的响应时间在IOms—50ms,保证测量打击カ的响应速度够快，足够采集到打击カ的细节变化。所述数据采集装置采样频率在20kS/s-250kS/s之间，在重建打击カ信号波形时分辨率就足够再现信号的细节。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。·
权利要求
1.一种带电水冲洗打击カ测量系统，其特征在于，包括水压传感器、荷重传感器、测量支架、数据采集装置、数据处理器； 所述水压传感器安装在带电水冲洗水枪上，所述荷重传感器安装在所述测量支架上，所述数据采集装置连接所述水压传感器和所述荷重传感器；所述数据采集装置连接所述数据处理器。
2.根据权利要求I所述的带电水冲洗打击カ测量系统，其特征在于，所述水压传感器通过封焊的方式安装在所述带电水冲洗水枪的喷嘴上。
3.根据权利要求I所述的带电水冲洗打击カ测量系统，其特征在于，所述带电水冲洗打击カ测量系统包括多个所述荷重传感器，多个所述荷重传感器并排安装在所述测量支架上。
4.根据权利要求3所述的带电水冲洗打击カ测量系统，其特征在于，每个所述荷重传感器的受カ面上安装有2. 6cmX 13cm的受カ板。
5.一种如权利要求I所述的带电水冲洗打击カ测量系统的测量方法，其特征在于，包括以下步骤 根据电カ设备的电压等级设置所述测量支架和带电水冲洗水枪的水平距离以及所述荷重传感器在所述测量支架的安装高度，使用带电水冲洗水枪对所述荷重传感器进行冲洗； 通过所述水压传感器检测所述带电水冲洗水枪的出水水压，通过所述荷重传感器检测水柱冲洗的打击カ； 通过所述数据采集装置采集所述水压传感器检测的水压数据和所述荷重传感器检测的打击カ数据，并传输至所述数据处理器； 通过所述数据处理器接收并记录所述水压数据和所述打击力数据。
6.根据权利要求5所述的带电水冲洗打击カ测量系统的测量方法，其特征在于，所述根据电カ设备的电压等级设置所述测量支架和带电水冲洗水枪的水平距离以及所述荷重传感器在所述测量支架的安装高度，使用带电水冲洗水枪对所述荷重传感器进行冲洗的步骤包括 根据电カ设备的电压等级设置所述测量支架和带电水冲洗水枪的水平距离范围以及所述荷重传感器在所述测量支架的安装高度范围； 在所述水平距离范围以及所述安装高度范围之内选择多个测量位置，其中，每个所述測量位置对应ー个水平距离和安装高度； 按照每一所述测量位置的安装高度设置所述荷重传感器；并按照所述测量位置的水平距离使用带电水冲洗水枪对所述荷重传感器进行冲洗。
7.根据权利要求5所述的带电水冲洗打击カ测量系统的测量方法，其特征在于，进ー步包括以下步骤 通过所述数据采集装置采集多个所述荷重传感器的打击カ数据，并传输至所述数据处理器，其中，多个所述荷重传感器并排安装在所述测量支架上； 通过所述数据处理器根据多个所述荷重传感器的打击カ数据，计算带电水冲洗水柱的打击カ分布、打击カ最大位置、打击カ平均值，和/或，打击カ最大值。
8.根据权利要求5所述的带电水冲洗打击カ测量系统的测量方法，其特征在于，进ー步通过所述数据处理器根据所述水压数据、所述打击カ数据、所述测量支架和带电水冲洗水枪的水平距离以及所述荷重传感器在所述测量支架的安装高度，计算带电水冲洗的冲洗效率。·
全文摘要
本发明提供一种带电水冲洗打击力测量系统及其测量方法，所述带电水冲洗打击力测量系统，包括水压传感器、荷重传感器、测量支架、数据采集装置、数据处理器；所述水压传感器安装在带电水冲洗水枪上，所述荷重传感器安装在所述测量支架上，所述数据采集装置连接所述水压传感器和所述荷重传感器；所述数据采集装置连接所述数据处理器。操作人员能够模拟对各种电力设备的冲洗，并测量出对应的水柱打击力。本发明能够方便地对带电水冲洗的水柱打击力进行测量，减少事故发生的概率，提高带电水冲洗作业的安全性。
文档编号G01L9/04GK102749164SQ201210265478
公开日2012年10月24日 申请日期2012年7月27日 优先权日2012年7月27日
发明者刘根才, 周杰, 廖一帆, 张乔琳, 李莉, 王建国, 王建平, 罗容波, 袁仁超, 詹清华, 麦洪 申请人:广东电网公司佛山供电局, 武汉大学