本發(fā)明涉及精確測量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及到一種多點(diǎn)同步測量微電流的系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

對于許多系統(tǒng)，例如電力系統(tǒng)，控制系統(tǒng)等需要準(zhǔn)確的測量。但是對于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，則需要多點(diǎn)同步測量。而多點(diǎn)同步測量的關(guān)鍵是“時鐘”同步。

目前為了多個設(shè)備的時鐘“同步”，主要有以下幾種方式：

1、依靠衛(wèi)星時鐘同步。每個獨(dú)立的設(shè)備為了統(tǒng)一“時鐘”可以依靠衛(wèi)星提供時鐘對時，其時鐘精度高。缺點(diǎn)是：依靠衛(wèi)星對時時間長，如果檢測設(shè)備多，由于對時時間長，不能達(dá)到及時測量的效果。一般用于定時檢測；衛(wèi)星接收設(shè)備成本高，并且適用于空曠地域，對于有建筑的地方和室內(nèi)的設(shè)備，這種方法不適用且受天氣影響較大。

2、為了衛(wèi)星時鐘同步的不足，在室內(nèi)和室外衛(wèi)星信號不好的地方，采用多個設(shè)備有線連接，采用同步通訊的方式統(tǒng)一時鐘。缺點(diǎn)是：有些設(shè)備之間本身為了避免相互影響，不允許有物理連接，并且測量設(shè)備架設(shè)復(fù)雜，有些多點(diǎn)測量設(shè)備之間距離較長，或者測量設(shè)備之間有隔離物，也不適合架設(shè)物理連接。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種多點(diǎn)同步測量微電流的系統(tǒng)，以克服現(xiàn)有測量方案的不足，不受環(huán)境和物理空間影響。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種多點(diǎn)同步測量微電流的系統(tǒng)，包括：

一個時鐘控制器，包括同步時鐘單元和無線通信單元，用于當(dāng)要進(jìn)行數(shù)據(jù)采集前，所述同步時鐘單元通過所述無線通信單元，向位于不同采集位的各個同步采集器發(fā)出時鐘同步命令和同步采樣命令；

所述同步采集器，所述同步采集器內(nèi)設(shè)有采集時鐘模塊、采樣傳感器和無線通信模塊，所述同步采集器通過所述無線通信模塊與所述時鐘控制器通信連接；

所述采集時鐘模塊根據(jù)所述時鐘同步信號進(jìn)行時鐘同步，所述時鐘控制器與采集時鐘模塊時鐘同步校驗(yàn)完成后，所述時鐘控制器發(fā)出同步采樣命令，所述采集時鐘模塊收到所述同步采樣命令后，控制所述采樣傳感器進(jìn)行信號采樣；采集信號通過所述無線通信模塊上傳給后臺主機(jī)；

所述后臺主機(jī)，分別與所述時鐘控制器、同步采集器無線通信連接，用于設(shè)置和控制遠(yuǎn)程的所述時鐘控制器；用于接收所述同步采集器采集的信號，進(jìn)行分析處理。

優(yōu)選的，所述時鐘控制器設(shè)有蓄電池和太陽能系統(tǒng)，所述太陽能系統(tǒng)作為時鐘控制器的后備電源。

最優(yōu)的，所述時鐘控制器、同步采集器均采用速率2.4g時鐘模塊。

優(yōu)選的，多個同步采集器所采集的信號，分時上傳給所述后臺主機(jī)。

所述時鐘控制器、同步采集器、后臺主機(jī)的均接入gsm/gprs無線網(wǎng)絡(luò)，通過gsm/gprs無線網(wǎng)絡(luò)通信。

所述同步采集器內(nèi)部設(shè)有蓄電池，所述蓄電池作為同步采集器的電源。為了降低功耗，同步采集器平時處于休眠狀態(tài)，每隔一定時間所有同步采集器自身喚醒，檢測有無時鐘控制器發(fā)出的啟動采樣命令。如沒有，則繼續(xù)休眠；如有“時鐘同步命令”則與時鐘控制器進(jìn)行時鐘校正。直到收到時鐘控制器發(fā)出的“同步采樣命令”時，在這個命令時鐘寬度內(nèi)開始采樣。

本發(fā)明有益效果在于：

1.實(shí)現(xiàn)微信號遠(yuǎn)程實(shí)時在線監(jiān)測。

2.監(jiān)測范圍廣，適用于復(fù)雜地理環(huán)境。

3.設(shè)備成本低：不依賴于衛(wèi)星通訊和有線通訊。避免了衛(wèi)星傳輸中電離層中電離子和對流層中水離子的影響。

4.所有設(shè)備都是開口-閉合式。不需要剪斷或拆接被檢測信號設(shè)備，不需要停電安裝；安裝過程對被檢測設(shè)備沒有任何影響；安裝位置靈活。

5.檢測精度高。采用速率2.4g模塊，時鐘精度可達(dá)2.4*10^-9秒。高于衛(wèi)星時鐘納秒級精度。

6.時鐘同步時間短：最短同步時間可達(dá)2.4*10^-9秒。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體說明。

圖1為本發(fā)明多點(diǎn)同步測量微電流的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2本發(fā)明的同步采集器的結(jié)構(gòu)框圖。

圖3為本發(fā)明的時鐘同步原理圖。

圖4為本發(fā)明具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

如圖1、圖2所示，多點(diǎn)同步測量微電流的系統(tǒng)，包括：

一個時鐘控制器1，包括同步時鐘單元10和無線通信單元11，當(dāng)要進(jìn)行數(shù)據(jù)采集前，同步時鐘單元10通過無線通信單元11，向位于不同采集位的各個同步采集器2發(fā)出時鐘同步命令和同步采樣命令；

同步采集器2內(nèi)設(shè)有采集時鐘模塊20、采樣傳感器21和無線通信模塊22，同步采集器通過無線通信模塊22與時鐘控制器1通信連接；

后臺主機(jī)3分別與時鐘控制器1、同步采集器2無線通信連接，后臺主機(jī)3設(shè)置和控制遠(yuǎn)程的時鐘控制器1，包括設(shè)置時鐘控制器1自動發(fā)出命令的時間間隔、采樣時鐘周期，或者直接向時鐘控制器1發(fā)出啟動信號，啟動時鐘控制器與同步采集器2的時鐘同步校驗(yàn)。

采集時鐘模塊20根據(jù)時鐘同步信號進(jìn)行時鐘同步，時鐘控制器1與采集時鐘模塊20時鐘同步校驗(yàn)完成后，時鐘控制器1發(fā)出同步采樣命令，采集時鐘模塊20收到同步采樣命令后，控制采樣傳感器21進(jìn)行信號采樣；采樣傳感器21采集信號通過無線通信模塊22上傳給后臺主機(jī)；多個同步采集器所采集的信號，分時上傳給所述后臺主機(jī)。后臺主機(jī)3接收同步采集器采集的信號，進(jìn)行分析處理。

時鐘控制器設(shè)有蓄電池和太陽能系統(tǒng)，太陽能系統(tǒng)作為時鐘控制器的后備電源。

時鐘控制器、同步采集器均采用速率2.4g時鐘模塊。

同步采集器2內(nèi)部設(shè)有蓄電池，蓄電池作為同步采集器的電源。為了降低功耗，同步采集器平時處于休眠狀態(tài)，每隔一定時間所有同步采集器自身喚醒，檢測有無時鐘控制器發(fā)出的啟動采樣命令。如沒有，則繼續(xù)休眠；如有“時鐘同步命令”則與時鐘控制器進(jìn)行時鐘校正。直到收到時鐘控制器發(fā)出的“同步采樣命令”時，在這個命令時鐘寬度內(nèi)開始采樣。

根據(jù)需要可以設(shè)置“時鐘”周期，一般設(shè)置為“秒”級或者“分鐘”級，最短時鐘周期可達(dá)2.4*10^-9s。

圖3是時鐘同步原理圖，從同步原理圖可以看出，盡管同步采集器被喚醒時間不同，最終都可以在“相同”時間進(jìn)行采樣工作。

具體實(shí)施例：

如圖4所示，多點(diǎn)同步測量微電流的系統(tǒng)包括：3個避雷器漏電流同步采集器41、42、43，分別“卡”在避雷器接地排51、52、53上，1個電壓相位采集器和1個后臺主機(jī)。電壓相位采集器既作為電壓相位的同步采集器，同時與時鐘控制器集成為一體。后臺主機(jī)接入gsm/gprs無線網(wǎng)絡(luò)，與避雷器漏電流同步采集器、電壓相位采集器網(wǎng)線通信。

(一)電壓相位采集器，實(shí)現(xiàn)以下功能：

采集一相電壓相位，自動匹配和計(jì)算傳輸線路中的三相電壓相位。

與避雷器漏電流傳感器之間采用2.4g抗干擾通訊模塊進(jìn)行通訊；

向3個避雷器漏電流同步采集器41、42、43發(fā)出時鐘同步命令并完成與線路a,b,c每一相避雷器漏電流傳感器的時鐘同步；

向3個避雷器漏電流同步采集器41、42、43發(fā)出同步采樣命令；

具有g(shù)sm/gprs功能，可以用短信方式進(jìn)行故障信息播報；

與后臺管理機(jī)使用有線/無線連接，并接收后臺管理命令。

電壓相位采集器內(nèi)部設(shè)有蓄電池，蓄電池作為同步采集器的主用電源。電壓相位采集器還設(shè)有太陽能系統(tǒng)，太陽能系統(tǒng)作為時鐘控制器的后備電源。

(二)3個避雷器漏電流同步采集器，各實(shí)現(xiàn)以下功能：

接收時鐘控制器命令，與時鐘控制器進(jìn)行時鐘校正；收到時鐘控制器發(fā)出的“同步采樣命令”時，采集避雷器漏電流值和相應(yīng)波形，分時上傳給主機(jī)。

與主機(jī)之間采用2.4g抗干擾通訊模塊進(jìn)行通訊。

(三)后臺主機(jī)，實(shí)現(xiàn)以下功能：

對電壓相位采集器進(jìn)行命令發(fā)送和參數(shù)設(shè)置；

對由電壓相位采集器發(fā)來的包括避雷器漏電流同步采集器的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算容性電流和阻性電流，判斷線路避雷器的工作狀態(tài)；

統(tǒng)計(jì)線路避雷器的雷擊次數(shù)以及相關(guān)避雷器相關(guān)狀態(tài)參數(shù)整理分析；

對于避雷器工作狀態(tài)，可以用短信方式進(jìn)行故障信息播報。

上述具體實(shí)施例的主要性能指標(biāo)如下：

電壓環(huán)境等級：5v—550kv

微電流等級:10ua～50ma

測量精度：±5％+5ua

監(jiān)測項(xiàng)目：過壓脈沖、全電流、阻性電流、容性電流、有功功率，諧波分析

電流測量方式：非接觸測量。

工作環(huán)境：-20℃～+75℃

通信方式：2.4g無線通訊和gprs/gsm

與已有技術(shù)比較，本發(fā)明具有以下兩個特點(diǎn)：

1.改進(jìn)了現(xiàn)有設(shè)備的時鐘“同步”方式。現(xiàn)有設(shè)備為了達(dá)到“同步”，采用每個設(shè)備之間用有線連接，有線連接的缺點(diǎn)是各個采樣點(diǎn)之間距離較遠(yuǎn)和采樣點(diǎn)之間有隔離物時，有線連接無法進(jìn)行。而采用無線時鐘同步方式則可以克服這個缺點(diǎn)。

2.改進(jìn)了設(shè)備安裝方式：

現(xiàn)有的安裝方式是：首先斷開避雷器接地排，然后把避雷器電流監(jiān)測設(shè)備串入接地排中。缺點(diǎn)是：(1)更改電網(wǎng)設(shè)備，不利于電網(wǎng)安全。(2)一旦串入的檢測設(shè)備出現(xiàn)問題，會影響避雷器的功能，直至影響整個電網(wǎng)的安全。而發(fā)明是“卡”住避雷器接地排，理論上不“接觸“電網(wǎng)，運(yùn)行中的電網(wǎng)不需要任何更改。所以對電網(wǎng)安全沒有任何影響。

最后所應(yīng)說明的是，以上具體實(shí)施方式僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。