一種信號燈遠程在線監(jiān)測設備及監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種信號燈遠程在線監(jiān)測設備及監(jiān)測系統(tǒng)，信號燈遠程在線監(jiān)測設備包括，分別對應被監(jiān)測設備的多個信號燈的多個光電傳感裝置，每個光電傳感裝置用于接收和感應其對應的信號燈通過光纖傳輸過來的燈光以得到反映該對應的被監(jiān)測設備的信號燈的顏色和亮度的電信號；數據處理單元，用于分析每個光電傳感裝置得到的電信號以確定其對應的被監(jiān)測設備的信號燈的顏色和狀態(tài)。利用該信號燈遠程在線監(jiān)測設備建立的監(jiān)測系統(tǒng)，能夠將被信號燈遠程在線監(jiān)測設備的光信號通過傳感進入監(jiān)測裝置，與被監(jiān)測裝置沒有任何電氣意義上的連接，避開了干擾被監(jiān)測裝置正常運行的潛在風險。
【專利說明】一種信號燈遠程在線監(jiān)測設備及監(jiān)測系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種新型信號燈遠程在線監(jiān)測設備及將其應用于預警的監(jiān)測系統(tǒng)，其適合于變電站設備在線監(jiān)測。
【背景技術】
[0002]供電公司變電站及其所屬開關站基本為無人值守，對設備運行維護主要有以下兩種方式:
[0003]其一為狀態(tài)檢修。針對此種情況來說，狀態(tài)檢修需要增加巡檢的頻度，對于變電站設備的常規(guī)巡檢其主要巡視內容為設備信號燈狀態(tài)。由于一個供電局管轄的范圍很大，變電站、開關站眾多，以浦東供電局為例，浦東供電局巡檢人員為30人，需要巡視的變電站、開關站有600多座，平均距離10公里左右，難以做到每天巡視，更不可能實時巡視。因此，巡視時發(fā)現(xiàn)的問題往往很滯后，容易帶來更大的安全隱患。能否有一種手段能夠實時監(jiān)測到設備運行指示燈信號的異常情況對供電局的設備運行維護是非常有價值的。
[0004]其二為設備在調度系統(tǒng)中出現(xiàn)告警信息或操作異常后的臨時維護維修。針對第二種情況來說，當調度發(fā)現(xiàn)某個變電站設備通訊異?；虿僮?如遙控)異常后，難以判斷是通訊問題還是設備問題，而通訊和設備的維護屬于不同的部門。經常發(fā)生這個部門去現(xiàn)場檢查以后發(fā)現(xiàn)是另外一個部門維護的設備問題，導致維護的時間長，維護的效率低，維護的成本高。如果有設備能夠采集相應的信號燈信息，就可以基本判斷出該問題是設備問題還是通道問題。因此實時監(jiān)測設備的運行指示燈能夠大大提高設備故障時應急反應的速度。
[0005]如何自動巡檢設備的信號燈，獲取信號燈發(fā)光顏色和是否閃爍等信息。依據常規(guī)一般采用兩種方法獲取該信息:
[0006]1、直接采集信號燈的電信號，根據電平變化判別信號燈狀態(tài)；
[0007]2、采用攝像技術獲取圖像，再進行圖像識別處理，得到信號燈狀態(tài)；
[0008]這兩種方法在實踐應用中均有弊端，第一種方法需要從設備內部引線，是一種介入式的信號采集方式，帶有干擾設備本身運行的隱患，繼電器等普通的設備有可能采用這種方式，但對智能設備來說，這種做法是非常不安全的，除非設備本身設計了信號燈監(jiān)測功能，否則絕對不可能采用的；第二種雖然是非介入式信號采集方法，但其中的圖像識別算法很容易受照明環(huán)境干擾，導致識別率降低，甚至無法正常工作，并且隨著被監(jiān)測信號燈數量的增多，攝像采集成本太高，因此攝像技術只適合監(jiān)測很少數量的信號燈。
[0009]設備信號燈巡檢是設備運維、狀態(tài)檢修的一項日常工作，由于上述兩種方法的技術缺陷，信號燈狀態(tài)自動監(jiān)測一直沒能得到大規(guī)模的推廣使用，變電站二次設備的在線監(jiān)測技術一直沒有取得良好的發(fā)展。
實用新型內容
[0010]本部分的目的在于概述本實用新型的實施例的一些方面以及簡要介紹一些較佳實施例。在本部分以及本申請的說明書摘要和實用新型名稱中可能會做些簡化或省略以避免使本部分、說明書摘要和實用新型名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本實用新型的范圍。
[0011]鑒于上述和/或現(xiàn)有監(jiān)測系統(tǒng)中存在的問題，提出了本實用新型。
[0012]因此，本實用新型其中一個目的是提供一種信號燈遠程在線監(jiān)測設備，該設備能夠將可見光光譜精確分離并轉化為電信號。
[0013]為解決上述技術問題，根據本實用新型的一個方面，本實用新型提供了如下技術方案:一種信號燈遠程在線監(jiān)測設備，其能夠對被監(jiān)測設備的多路信號燈的顏色和狀態(tài)進行遠程在線監(jiān)測，包括，分別對應被監(jiān)測設備的多個信號燈的多個光電傳感裝置，每個光電傳感裝置用于接收和感應其對應的信號燈通過光纖傳輸過來的燈光以得到反映該對應的被監(jiān)測設備的信號燈的顏色和亮度的電信號；數據處理單元，用于分析每個光電傳感裝置得到的電信號以確定其對應的被監(jiān)測設備的信號燈的顏色和狀態(tài)。
[0014]作為本實用新型所述信號燈遠程在線監(jiān)測設備的一種優(yōu)選方案，其中:還包括，安裝有分別與被監(jiān)測設備的信號燈相對應的多個信號燈的面板，所述數據處理單元根據被監(jiān)測設備的信號燈的顏色和狀態(tài)來確定安裝于所述面板上的信號燈的顏色和狀態(tài)。
[0015]作為本實用新型所述信號燈遠程在線監(jiān)測設備的一種優(yōu)選方案，其中:每個光電傳感裝置包括有:光學棱鏡，其包括第一表面和第二表面，被監(jiān)測設備的信號燈的燈光通過所述光纖的一端射入所述光纖，通過所述光纖的另一端和所述光學三棱鏡的第一表面射入所述光學棱鏡；設置于所述第二表面上的多個光電轉換器，每個光電轉換器對應射入所述光學棱鏡的光線的一種顏色，并感應該種顏色的光線得到反映其亮度的電壓信號；分別與多個光電轉換器電性連接的多個模數轉換器，每個模數轉換器將其連接的光電轉換器輸出的電壓信號轉換為數字信號。
[0016]作為本實用新型所述信號燈遠程在線監(jiān)測設備的一種優(yōu)選方案，其中:所述光學棱鏡為直角三棱鏡，所述第一表面為所述直角三棱鏡的一個直角表面，所述第二表面為所述直角三棱鏡的斜邊表面，每個光電傳感裝置的光電轉換器的數目為5個，其中有一個光電轉換器對應射入所述光學棱鏡的光線的藍色，有一個光電轉換器對應射入所述光學棱鏡的光線的綠色，有一個光電轉換器對應射入所述光學棱鏡的光線的黃色，有一個光電轉換器對應射入所述光學棱鏡的光線的橙色，有一個光電轉換器對應射入所述光學棱鏡的光線的紅色。
[0017]作為本實用新型所述信號燈遠程在線監(jiān)測設備的一種優(yōu)選方案，其中:被監(jiān)測設備的信號燈的顏色包括紅色、橙色、黃色、綠色、藍色、白色和黑色，所述被監(jiān)測設備的信號燈的顏色的狀態(tài)包括常亮、長滅和閃爍。
[0018]作為本實用新型所述信號燈遠程在線監(jiān)測設備的一種優(yōu)選方案，其中:在所述數據處理單元內存儲有被監(jiān)測設備的每個信號燈的預定顏色和狀態(tài)，在所述數據處理單元判定被監(jiān)測設備的信號燈的顏色和狀態(tài)與其預定顏色和狀態(tài)不一致時，通過通信接口向上級系統(tǒng)進行報警，同時觸發(fā)本地的報警裝置進行報警。
[0019]作為本實用新型所述信號燈遠程在線監(jiān)測設備的一種優(yōu)選方案，其中:傳輸被監(jiān)控設備的信號燈的燈光的光纖的纖芯的直徑為0.2mm?2mm,外層保護的直徑為1.5mm?2.2mmο
[0020]本實用新型的另一個目的是提供一種監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠對信號燈發(fā)出的可見光進行采集，識別發(fā)光顏色和分析出是否閃爍。該監(jiān)測系統(tǒng)將識別出的狀態(tài)和預先定義的可出現(xiàn)狀態(tài)進行比較，便可以判斷該信號燈表達的設備工作狀態(tài)。
[0021]根據本實用新型的另一個方面，本實用新型提供一種監(jiān)測系統(tǒng)，包括，信號燈遠程在線監(jiān)測設備；運行監(jiān)測裝置，用以接收并識別所述信號燈遠程在線監(jiān)測設備的數字處理裝置得到的數據信號。
[0022]作為本實用新型所述監(jiān)測系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，其中:還包括，光傳輸單元，用以將光進行傳送；以及信號傳輸單元，用以將所述信號燈遠程在線監(jiān)測設備與所述運行監(jiān)測裝置相連接并傳輸所述信號燈遠程在線監(jiān)測設備的數字處理裝置得到的數據信號。
[0023]作為本實用新型所述監(jiān)測系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，其中:所述光傳輸單元包括聚光裝置，所述聚光裝置設置于所述光傳輸裝置的輸入端。
[0024]本實用新型提供了一種信號燈遠程在線監(jiān)測設備，該設備能夠將可見光光譜精確分離并轉化為電信號，利用該信號燈遠程在線監(jiān)測設備建立的監(jiān)測系統(tǒng)，能夠將被信號燈遠程在線監(jiān)測設備的光信號通過傳感進入監(jiān)測裝置，與被監(jiān)測裝置沒有任何電氣意義上的連接，避開了干擾被監(jiān)測裝置正常運行的潛在風險；同時，對被監(jiān)測的設備不進行任何形式的改裝或接線，在施工、調試期間，被監(jiān)測的設備無需停機；該系統(tǒng)還具有獨立性，系統(tǒng)通過信號燈狀態(tài)信息獨立判別被監(jiān)測的設備的工作狀態(tài)，類似人工巡檢設備。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1是根據本實用新型第一實施例信號燈遠程在線監(jiān)測設備的結構示意圖；
[0026]圖2是根據本實用新型第二實施例信號燈遠程在線監(jiān)測設備的結構示意圖；
[0027]圖3是光線進入本實用新型所述光電傳感裝置的示意圖；
[0028]圖4是包含圖2所示實施例的監(jiān)測系統(tǒng)的示意圖。
【具體實施方式】
[0029]為使本實用新型的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】做詳細的說明。
[0030]在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本實用新型，但是本實用新型還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本實用新型內涵的情況下做類似推廣，因此本實用新型不受下面公開的具體實施例的限制。
[0031]其次，本實用新型結合示意圖進行詳細描述，在詳述本實用新型實施例時，為便于說明，表示器件結構的剖面圖會不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是示例，其在此不應限制本實用新型保護的范圍。此外，在實際制作中應包含長度、寬度及深度的三維空間尺寸。
[0032]為使本實用新型的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型的實施方式作進一步地詳細描述。
[0033]本實用新型第一實施例包括了光電傳感裝置110以及數據處理單元120，具體如圖1所示。
[0034]參見圖1，本實施例所示的信號燈遠程在線監(jiān)測設備，包括了多個分別對應被監(jiān)測設備的多個信號燈的光電傳感裝置110以及數據處理單元120 ;其中，每個光電傳感裝置110用于接收和感應其對應的信號燈通過光纖傳輸過來的燈光以得到反映該對應的被監(jiān)測設備的信號燈的顏色和亮度的電信號；而數據處理單元120用以分析每個光電傳感裝置110得到的電信號以確定其對應的被監(jiān)測設備的信號燈的顏色和狀態(tài)。
[0035]在本實施例中，信號燈發(fā)出的光直接經過空氣耦合進入光纖。一般的通信光纖傳輸1310nm或1550nm的遠紅外不可見光，直徑只有幾十微米，需要耦合頭接入光源，而本實用新型采用專用的光纖，這種光纖具有在可見光內衰減小的特點，光纖纖芯直徑為
0.2mm?2mm,外層護套直徑1.5mm?2.2mm,柔軟度適中，并配有定制的金屬構件讓光纖固定在機架，方便現(xiàn)場施工安裝。
[0036]需要說明的是，本實施例中所選用的光纖可以包括塑料光纖、石英光纖以及摻氟光纖等。雖然在此描述了光纖的幾個示例，但是可以作為傳輸光的任何材料均落入本實用新型的精神和范圍。
[0037]如圖2所示，圖2展示了本實用新型第二實施例，其除了具有第一實施例中的光電傳感裝置110以及數據處理單元120外，還包括有安裝有分別與被監(jiān)測設備的信號燈相對應的多個信號燈140的面板130，在此實施例中，數據處理單元120根據被監(jiān)測設備的信號燈的顏色和狀態(tài)來確定安裝于面板130上的信號燈140的顏色和狀態(tài)。
[0038]參見圖2和圖3，每個光電傳感裝置都包括有光學棱鏡111、光電轉換器112以及模數轉換器113。其中，光學棱鏡111包括有第一表面和第二表面，被監(jiān)測設備的信號燈的燈光通過光纖的一端射入光纖，通過光纖的另一端和光學三棱鏡111的第一表面射入光學棱鏡，在此實施例中，該光學棱鏡為直角三棱鏡，其第一表面為直角三棱鏡的一個直角表面，而第二表面為直角三棱鏡的斜邊表面；而光電轉換器112設置于光學三棱鏡111第二表面上，每個光電轉換器112對應射入光學棱鏡111的光線的一種顏色，并能夠感應該種顏色的光線得到反映其亮度的電壓信號；分別與多個光電轉換器112電性連接的多個模數轉換器113，每個模數轉換器113將其連接的光電轉換器112輸出的電壓信號轉換為數字信號。
[0039]當光線通過光纖傳輸至光學棱鏡111時，由于不同顏色的光在光學棱鏡111中的折射率的不同，而發(fā)生不同角度的偏轉，因此可以分析出各種顏色的指示燈的顏色和亮暗狀態(tài)，一般的信號燈有藍(λ =450?480nm)、綠(λ =480?550nm)、黃(λ =550?600nm)、橙(λ=600?640nm)、紅(λ =640?750nm)等5種顏色，本實施例中，以應用到變電站為例，識別這5種顏色就基本涵蓋了變電站內所有信號燈的顏色。
[0040]相對應的，在此實施例中，每個光電傳感裝置110的光電轉換器112的數目為5個，其中有一個光電轉換器112對應射入光學棱鏡111的光線的藍色，有一個光電轉換器112對應射入光學棱鏡111的光線的綠色，有一個光電轉換器112對應射入光學棱鏡111的光線的黃色，有一個光電轉換器112對應射入光學棱鏡111的光線的橙色，有一個光電轉換器112對應射入光學棱鏡111的光線的紅色。在實際中，被監(jiān)測設備的信號燈的顏色包括紅色、橙色、黃色、綠色、藍色、白色和黑色，而被監(jiān)測設備的信號燈的顏色的狀態(tài)包括常亮、長滅和閃爍。
[0041]當然，可以在數據處理單元120內存儲有被監(jiān)測設備的每個信號燈的預定顏色和狀態(tài)，在數據處理單元120判定被監(jiān)測設備的信號燈的顏色和狀態(tài)與其預定顏色和狀態(tài)不一致時，通過通信接口向上級系統(tǒng)進行報警，同時觸發(fā)本地的報警裝置進行報警，從而實現(xiàn)遠程監(jiān)控。[0042]如圖4所示，圖4提供了一種采用第二實施例信號燈遠程在線監(jiān)測設備100建立起來的一種監(jiān)測系統(tǒng)，該監(jiān)測系統(tǒng)還包括用以接收并識別所述信號分析設備的數據處理裝置120得到的數據信號的運行監(jiān)測裝置400。當被監(jiān)測設備300上的信號燈310發(fā)出的光通過光傳輸單元200傳輸至信號燈遠程在線監(jiān)測設備100時，得到的數據信號通過信號傳輸單元500傳輸達運行監(jiān)測裝置400，實現(xiàn)遠程實時監(jiān)控。
[0043]該系統(tǒng)對被監(jiān)測設備300的信號燈310的狀態(tài)通過信號燈遠程在線監(jiān)測設備100處理生成信號燈310是否常亮、不亮、閃爍等狀態(tài)，系統(tǒng)內部對某個燈的顏色和狀態(tài)可以進行預定義，如果實際顏色和狀態(tài)與預定義的顏色和狀態(tài)不一致，則產生告警，主動上報到運行監(jiān)測裝置400，從而完成對被監(jiān)測設備300的信號燈310實時主動的在線監(jiān)測。
[0044]具體實施中，每臺信號燈遠程在線監(jiān)測設備100能夠同時分析多個信號燈發(fā)出的光，米用光傳輸單兀200,在此實施例中，光傳輸單兀200米用光纖,若米用石英光纖，由于石英光纖其直徑較細，需要在信號燈310光源端設置聚光裝置，具體為，在所述光傳輸單元200的輸入端安裝聚光裝置，該聚光裝置包括導光塊和聚光透鏡，導光塊依信號燈310外形設置，一端為內凹狀，另一端連接有聚光透鏡，光傳輸單元200的輸入端連接在所述聚光透鏡的焦點位置。以便于后續(xù)光分析及現(xiàn)場施工；信號燈遠程在線監(jiān)測設備100與運行監(jiān)測裝置400通過信號傳輸單元500相連接，在此實施例中，信號傳輸單元500采用局域網絡，信號燈遠程在線監(jiān)測設備100將分析出的數字信號發(fā)送至運行監(jiān)測裝置400，而后，運行監(jiān)測裝置400將所述信號燈遠程在線監(jiān)測設備分析出的數字信號進行識別以實現(xiàn)預警。
[0045]在此實施例中，該監(jiān)測系統(tǒng)對信號燈310發(fā)出的可見光進行采集，識別發(fā)光顏色和分析出信號燈310是否閃爍。信號燈310的發(fā)光顏色和是否閃爍被稱為信號燈狀態(tài)信息。對于特定的某盞信號燈來說，它的“正常狀態(tài)”和“需要引起注意的狀態(tài)”是完全可以定義的，例如，某設備的工作指示燈的正常狀態(tài)為“綠燈閃爍”，出現(xiàn)故障時為“紅燈閃爍”。該監(jiān)測系統(tǒng)將識別出的信號燈310狀態(tài)和預先定義的可出現(xiàn)狀態(tài)進行比較，便可以判斷該信號燈310表達的設備工作狀態(tài)。一旦發(fā)現(xiàn)信號燈310處于非正常狀態(tài)，該監(jiān)測系統(tǒng)便進行告警，通知運維人員及時處理故障。
[0046]應說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的精神和范圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求范圍當中。
【權利要求】
1.一種信號燈遠程在線監(jiān)測設備，其能夠對被監(jiān)測設備的多路信號燈的顏色和狀態(tài)進行遠程在線監(jiān)測，其特征在于:包括， 分別對應被監(jiān)測設備的多個信號燈的多個光電傳感裝置，每個光電傳感裝置用于接收和感應其對應的信號燈通過光纖傳輸過來的燈光以得到反映該對應的被監(jiān)測設備的信號燈的顏色和亮度的電信號； 數據處理單元，用于分析每個光電傳感裝置得到的電信號以確定其對應的被監(jiān)測設備的信號燈的顏色和狀態(tài)。
2.根據權利要求1所述的信號燈遠程在線監(jiān)測設備，其特征在于:還包括， 安裝有分別與被監(jiān)測設備的信號燈相對應的多個信號燈的面板， 所述數據處理單元根據被監(jiān)測設備的信號燈的顏色和狀態(tài)來確定安裝于所述面板上的信號燈的顏色和狀態(tài)。
3.根據權利要求1所述的信號燈遠程在線監(jiān)測設備，其特征在于:每個光電傳感裝置包括有: 光學棱鏡，其包括第一表面和第二表面，被監(jiān)測設備的信號燈的燈光通過所述光纖的一端射入所述光纖，通過所述光纖的另一端和所述光學棱鏡的第一表面射入所述光學棱鏡; 設置于所述第二表面上的多個光電轉換器，每個光電轉換器對應射入所述光學棱鏡的光線的一種顏色，并感應該種顏色的光線得到反映其亮度的電壓信號； 分別與多個光電轉換器電性連接的多個模數轉換器，每個模數轉換器將其連接的光電轉換器輸出的電壓信號轉換`為數字信號。
4.根據權利要求3所述的信號燈遠程在線監(jiān)測設備，其特征在于: 所述光學棱鏡為直角三棱鏡，所述第一表面為所述直角三棱鏡的一個直角表面，所述第二表面為所述直角三棱鏡的斜邊表面， 每個光電傳感裝置的光電轉換器的數目為5個，其中有一個光電轉換器對應射入所述光學棱鏡的光線的藍色，有一個光電轉換器對應射入所述光學棱鏡的光線的綠色，有一個光電轉換器對應射入所述光學棱鏡的光線的黃色，有一個光電轉換器對應射入所述光學棱鏡的光線的橙色，有一個光電轉換器對應射入所述光學棱鏡的光線的紅色。
5.根據權利要求1所述的信號燈遠程在線監(jiān)測設備，其特征在于: 被監(jiān)測設備的信號燈的顏色包括紅色、橙色、黃色、綠色、藍色、白色和黑色，所述被監(jiān)測設備的信號燈的顏色的狀態(tài)包括常亮、長滅和閃爍。
6.根據權利要求1所述的信號燈遠程在線監(jiān)測設備，其特征在于: 在所述數據處理單元內存儲有被監(jiān)測設備的每個信號燈的預定顏色和狀態(tài)，在所述數據處理單元判定被監(jiān)測設備的信號燈的顏色和狀態(tài)與其預定顏色和狀態(tài)不一致時，通過通信接口向上級系統(tǒng)進行報警，同時觸發(fā)本地的報警裝置進行報警。
7.根據權利要求1所述的信號燈遠程在線監(jiān)測設備，其特征在于:傳輸被監(jiān)控設備的信號燈的燈光的光纖的纖芯的直徑為0.2mm~2臟，外層保護的直徑為1.5mm~2.2mm。
8.一種監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:包括， 如權利要求1或2的信號燈遠程在線監(jiān)測設備； 運行監(jiān)測裝置，用以接收并識別所述信號燈遠程在線監(jiān)測設備的數字處理裝置得到的數據信號。
9.根據權利要求8所述的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:還包括， 光傳輸單元，用以將光進行傳送；以及 信號傳輸單元，用以將所述信號燈遠程在線監(jiān)測設備與所述運行監(jiān)測裝置相連接并傳輸所述信號燈遠程在線監(jiān)測設備的數字處理裝置得到的數據信號。
10.根據權利要求9所述的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述光傳輸單元包括聚光裝置，所述聚光裝置設 置于所述光傳輸裝置的輸入端。
【文檔編號】G01M11/02GK203616096SQ201320427109
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年7月17日 優(yōu)先權日:2013年7月17日
【發(fā)明者】朱立行 申請人:南京大全自動化科技有限公司