本發(fā)明涉及一種檢測系統(tǒng)，具體涉及一種用于激光弧垂監(jiān)測裝置的檢測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

輸電線路在線監(jiān)測裝置已在電網(wǎng)的狀態(tài)管理、防災(zāi)減災(zāi)及智能電網(wǎng)的建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用。國家電網(wǎng)公司已在中國電科院建立了輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)實驗室，部分省市也開始進(jìn)行輸電線路狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)。

現(xiàn)有的輸電線路導(dǎo)線弧垂監(jiān)測裝置檢測裝置，不能滿足輸電線路導(dǎo)線弧垂監(jiān)測裝置檢驗要求，同時，以往檢測操作不便、效率較低。國家對于激光測距類的儀器進(jìn)行檢驗通常都在野外進(jìn)行，但野外試驗場地受場地面積、天氣環(huán)境等諸多影響導(dǎo)致檢測困難，測量結(jié)果容易受不可控的因素影響。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為克服上述缺陷，本發(fā)明提供了一種用于激光弧垂監(jiān)測裝置的檢測系統(tǒng)，檢測激光測距類的輸電線路弧垂監(jiān)測裝置的檢測系統(tǒng)和確定檢測系統(tǒng)的不確定度；判斷所選用的檢測系統(tǒng)能否滿足檢測要求。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：

一種用于激光弧垂監(jiān)測裝置的檢測系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：全站儀(1)、近端固定平臺(3)和遠(yuǎn)端移動平臺(7)；所述全站儀(1)設(shè)置在標(biāo)準(zhǔn)測量設(shè)備安裝平臺(10)上；所述近端固定平臺(3)上設(shè)置有安裝平臺(15)和激光信 號調(diào)整器(8)；所述近端固定平臺(3)和所述遠(yuǎn)端移動平臺(7)設(shè)置在移動導(dǎo)軌(12)上。

所述安裝平臺(15)設(shè)置有恒溫控制箱(9)；所述恒溫控制箱(9)內(nèi)部設(shè)有待檢裝置(2)。

所述近端固定平臺(3)和所述遠(yuǎn)端移動平臺(7)分別設(shè)有光學(xué)調(diào)整架；

所述近端固定平臺(3)和所述遠(yuǎn)端移動平臺(7)分別設(shè)有近端反射器(4)和遠(yuǎn)端反射器(11)。

所述近端固定平臺(3)和所述遠(yuǎn)端移動平臺(7)分別設(shè)有通光孔(6)；所述近端固定平臺(3)和所述遠(yuǎn)端移動平臺(7)設(shè)置于同一水平面上且兩者設(shè)置的所述通光孔(6)在同一直線上。

所述檢測系統(tǒng)的測試方法包括如下步驟：

(1)將全站儀(1)和待檢裝置(2)分別安裝在標(biāo)準(zhǔn)測量設(shè)備安裝平臺(10)和安裝平臺(15)上；

(2)將待檢裝置(2)置于近端固定平臺(3)通光孔(6)外側(cè)使其輸出的光線穿過所述近端固定平臺(3)和所述遠(yuǎn)端移動平臺(7)的通光孔(6)；

(3)調(diào)整近端反射器(4)和遠(yuǎn)端反射器(11)，使多路折疊光線相互平行；

(4)調(diào)整全站儀(1)和待測裝置(2)的高度，使全站儀(1)光線通過兩個所述通光孔(6)，調(diào)整全站儀(1)的光路與待檢裝置(2)的光路重合；

(5)在25m距離內(nèi)測量：遠(yuǎn)端移動平臺(7)的通光孔(6)的外側(cè)設(shè)置一反射板，用全站儀(1)和待檢裝置(2)交替對25m距離內(nèi)的測量點進(jìn)行測量；

(6)對25m～500m距離范圍內(nèi)的測量：移去遠(yuǎn)端移動平臺(7)的通光孔(6)外側(cè)的反射板，設(shè)定50m、100m、150m、200m、300m、400m、500m七個點，交替用全站儀1和待檢裝置2進(jìn)行測量；

(7)重復(fù)步驟(5)和(6)3次，分別計算全站儀(1)和待檢裝置(2)的3次測量平均值；

(8)計算步驟(7)所得的6次測量平均值的測量誤差，并確定測量結(jié)果是否符合要求。

所述檢測系統(tǒng)的不確定度的計算方法包括如下步驟：

(1)按下式計算待檢裝置的示值誤差：

s＝l-(l1-l0)(1)

上式中：

s—待檢裝置的示值誤差；

l—待檢裝置的測量示值；

l1—全站儀的測量示值；

l0—全站儀的起始位置示值；

(2)按下式2計算合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

uc²(s)＝u²(l)+u²(l2)+u²(l1)+u²(l0)(2)

上式中：

uc(s)—合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度；

u(l)—待檢裝置測量重復(fù)性引起的不確定度分量；

u(l0)—全站儀與待檢裝置光點不一致性引起的測量不確定度分量；

u(l1)—全站儀測量誤差引起的不確定度分量；

u(l2)—激光誤差補(bǔ)償模塊引起的不確定度分量；

(3)按下式3計算擴(kuò)展不確定度u：

u＝k·uc(s)(3)

上式中：k＝2。

與最接近的現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)的有益效果如下：

1、本發(fā)明采用計量傳遞和誤差理論分析方法，分析檢測系統(tǒng)的不確定度能否滿足檢測要求，該方法判斷便捷，準(zhǔn)確度高，提高了測量的可靠度。

2、本發(fā)明結(jié)合光路折疊式的檢測系統(tǒng)對架空輸電線路中激光弧垂監(jiān)測裝置的性能檢測提供可靠的數(shù)據(jù)保證，對線路的安全穩(wěn)定運行提供有力的支撐。

3、本發(fā)明可以準(zhǔn)確判斷所采用的檢測系統(tǒng)能否滿足試驗檢測要求，提高了架空輸電線路中激光弧垂監(jiān)測裝置的性能，確保線路的安全穩(wěn)定運行。

附圖說明

圖1為本發(fā)明檢測系統(tǒng)的俯視圖；

圖2為本發(fā)明檢測系統(tǒng)的正視圖；

圖3為本發(fā)明測試方法的流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖與具體實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

一種用于檢測激光測距的輸電線路弧垂監(jiān)測裝置性能的檢測系統(tǒng)。如圖1所示，用于激光弧垂監(jiān)測裝置的測試系統(tǒng)包括：全站儀1、標(biāo)準(zhǔn)測量設(shè)備安裝平臺10、被檢設(shè)備2、安裝平臺15、移動導(dǎo)軌12、近端反射器4、通光孔6、遠(yuǎn)端反射器11、近端固定平臺3、遠(yuǎn)端移動平臺7、激光信號調(diào)整器8、激光頻譜分析儀13、激光功率計14、光反射板5、恒溫控制箱9。

標(biāo)準(zhǔn)測量設(shè)備安裝平臺10上設(shè)置有全站儀1；近端固定平臺3上設(shè)置有安裝平臺15和激光信號調(diào)整器8；安裝平臺15上設(shè)置有帶恒溫控制箱9的待檢裝置2；

近端固定平臺3和遠(yuǎn)端移動平臺7共同設(shè)置在移動導(dǎo)軌12上；近端固定平臺3和遠(yuǎn)端移動平臺7上均設(shè)置有光學(xué)調(diào)整架；近端固定平臺3的光學(xué)調(diào)整架上設(shè)置有近端反射器4；遠(yuǎn)端移動平臺7的光學(xué)調(diào)整架上設(shè)置有遠(yuǎn)端反射器11；近端固定平臺3和遠(yuǎn)端移動平臺7上均設(shè)置有通光孔6；當(dāng)光線依次通過近端固定平臺3和遠(yuǎn)端移動平臺7上的通光孔6時，確定近端固定平臺3和遠(yuǎn)端移動平臺7保持在同一水平面上。

檢測時把全站儀1和被檢設(shè)備2分別安裝在標(biāo)準(zhǔn)測量設(shè)備安裝平臺10和安裝平臺15上，遠(yuǎn)端移動平臺7在導(dǎo)軌上運動，激光的光程發(fā)生相應(yīng)改變，調(diào)整近端固定平臺3和遠(yuǎn)端移動平臺7保持平行，然后用全站儀1和被檢的弧垂監(jiān)測裝置分別測量此光程，完成一個測點的測量。為了確定測距系統(tǒng)的穩(wěn)定性，需要對這些測量點進(jìn)行多次測量，以全站儀的測量結(jié)果作為基準(zhǔn)對測量結(jié)果進(jìn)行分析，確定測量系統(tǒng)的不確定度。

選用光路折疊式的檢測系統(tǒng)對架空輸電線路激光測距法的弧垂監(jiān)測裝置檢測為例，根據(jù)圖1所示，一種用于以激光為載波的導(dǎo)線弧垂監(jiān)測裝置的檢測系統(tǒng)的測試方法，包括如下步驟：

(1)分別把待檢裝置2和全站儀1安裝在儀器平臺上；

(2)利用通光孔6調(diào)整待檢裝置2的輸出光線，使其水平；

(3)調(diào)整近端反射器4和遠(yuǎn)端反射器11，使多路折疊光線相互平行；

(4)降下待測裝置2的調(diào)整平臺，調(diào)整后方全站儀1的位置，使其光線通過兩個通光孔6，調(diào)整其光路與待檢裝置2的光路重合；

(5)進(jìn)行25m內(nèi)的距離測量，在遠(yuǎn)端移動平臺7的通光孔6的后方設(shè)置一面反射板5，交替使用全站儀1與待檢裝置2對25m的測量點進(jìn)行測量，對比其測量數(shù)據(jù)；

(6)進(jìn)行25m～500m范圍內(nèi)的距離測量，移去移動平臺的通光孔后方的反射板，設(shè)定50m、100m、150m、200m、300m、400m、500m七個點，交替使用全站儀1和待檢裝置2進(jìn)行測量，對比數(shù)據(jù)；

(7)對步驟5和6反復(fù)進(jìn)行3次，分別計算測距儀的3次測量平均值和監(jiān)測裝置的3次測量平均值，再計算6個點的測量誤差，測量誤差在±0.2％范圍內(nèi)判斷檢測通過。

所選用的光路折疊式的檢測系統(tǒng)不確定度分析，根據(jù)圖2所示，其特征在于，所述的不確定度分析方法包括下述步驟：

(1)待檢裝置2所走的光程與全站儀1所走的光程差為待檢裝置2的示值誤差。示值誤差計算公式如下：

s＝l-(l1-l0)(1)

式中：

s—待檢裝置的示值誤差(mm)；

l—待檢裝置的測量示值(mm)；

l1—全站儀的測量示值(mm)；

l0—全站儀的起始位置示值(mm)；

(2)根據(jù)公式2計算合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

uc²(s)＝u²(l)+u²(l2)+u²(l1)+u²(l0)(2)

式中：

uc(s)—合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度；

u(l)—待檢裝置測量重復(fù)性引起的不確定度分量；

u(l0)—全站儀與待檢裝置光點不一致性引起的測量不確定度分量；

u(l1)—全站儀測量誤差引起的不確定度分量；

u(l2)—激光誤差補(bǔ)償模塊引起的不確定度分量；

(3)全站儀測量誤差引起的不確定度分量u(l1)的計算方法為：

全站儀的測量精度為：2mm+2ppm，其服從均勻分布，故對每個測量點，全站儀測量3次，則

(4)全站儀與待檢裝置光點不一致性引起的測量不確定度分量u(l0)的計算方法為：

通常反射板上的光斑位置差距被控制在2cm之內(nèi)，

則，

(5)激光誤差補(bǔ)償模塊引起的不確定度分量根據(jù)光譜儀和光功率計測量誤差、模塊調(diào)整誤差來最終確定；待檢裝置測量重復(fù)性引起的不確定度分量需要根據(jù)國家一級計量檢測結(jié)果進(jìn)行確定。

(6)根據(jù)公式2計算合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc(s)，進(jìn)而計算擴(kuò)展不確定度u；

u＝k·uc(s)，其中k＝2。

(7)對同一待檢裝置用所選系統(tǒng)和國家一級計量設(shè)備進(jìn)行檢測，測試對比結(jié)果計算公式：

(公式3)

式中：

y1—檢測系統(tǒng)測量的示值誤差；

y2—國家一級檢測平臺測量的示值誤差；

u1—y1的標(biāo)準(zhǔn)不確定度；

u2—y2的標(biāo)準(zhǔn)不確定度；

k—覆蓋因子，通常為2。

(8)當(dāng)en≤u時，則說明所選用的檢測系統(tǒng)能夠滿足檢測要求。

需要聲明的是，本發(fā)明內(nèi)容及具體實施方式意在證明本發(fā)明所提供技術(shù)方案的實際應(yīng)用，不應(yīng)解釋為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員在本發(fā)明的精神和原理啟發(fā)下，可作各種修改、等同替換、或改進(jìn)。但這些變更或修改均在申請待批的保護(hù)范圍內(nèi)。