本技術(shù)涉及電力設(shè)備故障檢測(cè)，具體涉及一種基于太赫茲波的電纜故障檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
1、在當(dāng)今高度依賴(lài)電子設(shè)備與復(fù)雜線路系統(tǒng)的時(shí)代，電力傳輸、通信網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域的穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。一旦這些系統(tǒng)中的設(shè)備或線路出現(xiàn)故障，將會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的后果，如電力供應(yīng)中斷影響工業(yè)生產(chǎn)與居民生活，通信線路故障導(dǎo)致信息傳輸受阻，造成經(jīng)濟(jì)損失與社會(huì)不便。因此，高效、精準(zhǔn)的故障檢測(cè)技術(shù)成為保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。目前，在電力傳輸領(lǐng)域，常用的故障定位方法有阻抗法和行波法。阻抗法是通過(guò)測(cè)量故障點(diǎn)到測(cè)量端的線路阻抗來(lái)估算故障位置，然而，這種方法易受線路參數(shù)、負(fù)荷變化等因素影響，在長(zhǎng)距離輸電線路或復(fù)雜電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中，定位精度往往難以保證。行波法利用故障產(chǎn)生的行波在輸電線路上的傳播特性來(lái)確定故障位置，雖然相對(duì)阻抗法有一定進(jìn)步，但在實(shí)際應(yīng)用中，行波的傳播會(huì)受到線路分布參數(shù)、故障類(lèi)型等因素干擾，導(dǎo)致行波信號(hào)的提取和分析存在困難，尤其是對(duì)于微弱故障信號(hào)，難以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的故障定位。在通信線路檢測(cè)方面，光時(shí)域反射儀（otdr）是檢測(cè)光纖線路故障的常用設(shè)備。它通過(guò)向光纖中注入光脈沖，并測(cè)量反射光信號(hào)來(lái)判斷光纖的狀態(tài)和故障位置。但對(duì)于光纖中的一些微小故障，如微彎損耗、局部應(yīng)力集中等，otdr?的檢測(cè)靈敏度有限，無(wú)法及時(shí)準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)這些潛在故障。此外，對(duì)于一些特殊的光纖材料或復(fù)雜的光纖網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，otdr?的檢測(cè)效果也會(huì)受到影響。
2、太赫茲波作為一種介于微波與紅外光之間的電磁波，其頻率范圍在?0.1?-?10thz?之間，具有一系列獨(dú)特且極為適合故障定位檢測(cè)的特性。首先，太赫茲波具有很強(qiáng)的穿透性。它能夠輕松穿透許多傳統(tǒng)材料，如塑料、陶瓷、紙張等。在電力設(shè)備的絕緣材料檢測(cè)中，太赫茲波可以穿透絕緣層，探測(cè)到內(nèi)部的缺陷或損傷，而傳統(tǒng)的檢測(cè)方法往往難以做到這一點(diǎn)。對(duì)于通信線路中的光纖，太赫茲波也能夠穿透光纖的包層，對(duì)纖芯內(nèi)部的狀況進(jìn)行檢測(cè)，有效彌補(bǔ)了?otdr?在檢測(cè)微小故障時(shí)的不足。其次，太赫茲波的光子能量較低，這使得它對(duì)被檢測(cè)物體的損傷極小，甚至可以忽略不計(jì)，非常適合用于對(duì)一些敏感材料或精密設(shè)備的無(wú)損檢測(cè)。在電力傳輸和通信領(lǐng)域，許多設(shè)備和線路的材料對(duì)檢測(cè)手段的損傷程度極為敏感，太赫茲波的這一特性使其成為理想的檢測(cè)工具。再者，太赫茲波的波長(zhǎng)較短，能夠提供較高的空間分辨率。與傳統(tǒng)的檢測(cè)方法相比，太赫茲波能夠檢測(cè)到尺寸更小的缺陷或故障，可用于檢測(cè)微小的裂紋、孔洞等故障。在通信線路中，對(duì)于一些納米級(jí)別的缺陷，太赫茲波檢測(cè)技術(shù)能夠更精準(zhǔn)地定位故障位置，提高檢測(cè)的精度和可靠性。
3、另外，不同物質(zhì)對(duì)太赫茲波的吸收和散射特性存在顯著差異。通過(guò)分析太赫茲波與物質(zhì)相互作用后的信號(hào)變化，可以獲取物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和成分信息，從而有助于判斷故障的類(lèi)型和位置。在電力設(shè)備中，當(dāng)絕緣材料發(fā)生老化或受潮時(shí)，其對(duì)太赫茲波的吸收和散射特性會(huì)發(fā)生變化，通過(guò)檢測(cè)這些變化，能夠準(zhǔn)確判斷絕緣材料的狀態(tài)和故障情況。
4、綜上所述，現(xiàn)有的電纜故障定位檢測(cè)設(shè)備雖然在一定程度上能夠滿足部分檢測(cè)需求，但仍存在檢測(cè)精度有限、對(duì)微弱故障信號(hào)檢測(cè)能力不足、檢測(cè)效率較低，適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境能力差、設(shè)備成本較高。而太赫茲波技術(shù)對(duì)于絕緣材料的故障檢測(cè)具有廣闊的應(yīng)用前景。因此，研發(fā)一種基于太赫茲波的電纜故障檢測(cè)裝置，對(duì)于提高電力傳輸、通信網(wǎng)絡(luò)等系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于太赫茲波的電纜故障檢測(cè)裝置，以解決現(xiàn)有檢測(cè)裝置存在檢測(cè)精度有限、對(duì)微弱故障信號(hào)檢測(cè)能力不足、檢測(cè)效率較低的問(wèn)題。
2、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：
3、一種基于太赫茲波的電纜故障檢測(cè)裝置，包括箱體、量子級(jí)聯(lián)激光器、太赫茲波接收單元、信號(hào)處理單元、單片機(jī)模塊、存儲(chǔ)單元、顯示單元和電源模塊；量子級(jí)聯(lián)激光器、太赫茲波接收單元、信號(hào)處理單元、單片機(jī)模塊、存儲(chǔ)單元和電源模塊設(shè)置在箱體內(nèi)，顯示單元設(shè)置在箱體的上表面；量子級(jí)聯(lián)激光器與單片機(jī)模塊電連接，用于向檢測(cè)對(duì)象發(fā)射太赫茲波；太赫茲波接收單元用于接收從檢測(cè)對(duì)象反射回來(lái)的太赫茲波信號(hào)，并將太赫茲波信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；信號(hào)處理單元的輸入端與太赫茲波接收單元的輸出端電連接，用于對(duì)電信號(hào)進(jìn)行信號(hào)放大和濾波處理；單片機(jī)模塊的輸入端與信號(hào)處理單元的輸出端電連接，用于接收信號(hào)處理單元處理后的電信號(hào)并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；單片機(jī)模塊與存儲(chǔ)單元電連接，單片機(jī)模塊內(nèi)置有算法模型，存儲(chǔ)單元內(nèi)置有標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)信息，單片機(jī)模塊用于根據(jù)算法模型以及結(jié)合存儲(chǔ)單元內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)信息將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為故障信息；顯示單元與單片機(jī)模塊電連接，用于顯示故障信息；電源模塊用于提供工作電壓。
4、本實(shí)用新型的有益效果是：
5、本實(shí)用新型提供的基于太赫茲波的電纜故障檢測(cè)裝置，將檢測(cè)裝置放置在合適的位置，通過(guò)量子級(jí)聯(lián)激光器產(chǎn)生特定頻率和功率的太赫茲波，并將太赫茲波定向發(fā)射到被測(cè)電纜上，被測(cè)電纜內(nèi)部物質(zhì)將太赫茲波反射回來(lái)，太赫茲波接收單元接收反射回來(lái)的太赫茲波，并將太赫茲波信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，發(fā)送至信號(hào)處理單元，信號(hào)處理單元對(duì)電信號(hào)進(jìn)行放大和濾波處理之后發(fā)送至單片機(jī)模塊，單片機(jī)模塊將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，通過(guò)其內(nèi)置的算法模型并結(jié)合存儲(chǔ)單元中的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)信息對(duì)對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行特征提取，得到與故障相關(guān)的特征參數(shù)，如信號(hào)的幅度、頻率、相位等，將特征參數(shù)與存儲(chǔ)單元的標(biāo)準(zhǔn)信息進(jìn)行比對(duì)，最終得出被測(cè)電纜的故障類(lèi)型和位置，顯示單元將故障信息直觀的顯示出來(lái)，由此，該故障檢測(cè)裝置利用太赫茲波波長(zhǎng)較短、空間分辨率高的特性，精確探測(cè)電纜內(nèi)部微小缺陷或故障，將故障定位精度大幅提升，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位，降低誤差范圍，同時(shí)，還能快速完成電纜故障檢測(cè)，大幅縮短檢測(cè)時(shí)間，減少電纜停止運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)，提升電力和通信網(wǎng)絡(luò)可靠性，降低經(jīng)濟(jì)損失。
1.一種基于太赫茲波的電纜故障檢測(cè)裝置，其特征在于：包括箱體（1）、量子級(jí)聯(lián)激光器（2）、太赫茲波接收單元（3）、信號(hào)處理單元（4）、單片機(jī)模塊（5）、存儲(chǔ)單元（6）、顯示單元（7）和電源模塊（8）；其中，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于太赫茲波的電纜故障檢測(cè)裝置，其特征在于：所述太赫茲波接收單元（3）包括探測(cè)器（31）以及和探測(cè)器（31）連接的接收天線（32），接收天線（32）設(shè)置在箱體（1）外，用于接收反射回來(lái)的太赫茲波，探測(cè)器（31）設(shè)置在箱體（1）內(nèi)，用于將太赫茲波信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，其輸出端與信號(hào)處理單元（4）的輸入端電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于太赫茲波的電纜故障檢測(cè)裝置，其特征在于：還包括與單片機(jī)模塊（5）連接的usb模塊（9），所述usb模塊（9）包括usb接口電路和usb轉(zhuǎn)串口電路，usb接口電路的接口端（91）設(shè)置在箱體（1）的表面，其輸出端與usb轉(zhuǎn)串口電路的輸入端電連接，usb轉(zhuǎn)串口電路的輸出端與單片機(jī)模塊（5）的輸入端電連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于太赫茲波的電纜故障檢測(cè)裝置，其特征在于：還包括與單片機(jī)模塊（5）電連接的通信模塊（10），通信模塊（10）包括wifi模塊和串口通信模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于太赫茲波的電纜故障檢測(cè)裝置，其特征在于：所述電源模塊（8）包括蓄電池（81）和太陽(yáng)能光伏板（82），所述蓄電池（81）設(shè)置在箱體（1）內(nèi)，太陽(yáng)能光伏板（82）設(shè)置在箱體（1）的表面，用于給蓄電池（81）充電。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于太赫茲波的電纜故障檢測(cè)裝置，其特征在于：所述箱體（1）的表面設(shè)置有通風(fēng)柵格（11）。