[发明专利]基于无人机的输电线路电晕放电的电磁波检测装置及方法

权利要求书

1.一种基于无人机的输电线路电晕放电的电磁波检测方法，其特征在于，其步骤如下：

步骤一：以50MHz为步进的不同滤波器，通过高压放电实验平台对频率范围为0至1GHz的电晕信号进行测量记录与分析，找到干扰信号所在频段，再选取1GHz以内没有干扰信号分布的频段作为变频参考信号；将变频参考信号设置在信号源内；

步骤二：将射频检测模块（3）和紫外检测模块（2）固定在无人机（1）上，通过遥控器（5）将无人机移动到输电线附近待检测的设备附近；

步骤三：射频检测模块（3）的螺旋天线（31）用来接收电晕放电产生的微弱电磁波，无源滤波器用来滤除背景噪声信号，前置放大器实现微弱信号的放大，信号采集单元输出的信号与设有变频参考信号的信号源做乘法运算，滤除高倍频信号分量，保留差频信号分量，获得被测信号的幅值与相位信息，然后通过无线通信模块传送至第一显示模块，第一显示模块显示电磁波的频谱；

步骤四：紫外检测模块（2）的前端滤光系统接收设备放电产生的紫外光并滤光后传送至光电倍增管，光电倍增管将光信号转换为电压信号，并输入到第二信号处理模块中，经过一级信号放大电路放大之后，分别经脉冲甄别电路和A/D转换电路处理，再分别进行脉冲计数与数字积分处理后通过无线通信模块传送至单片机，由单片机进行数据处理，放电计数显示在第二显示模块上；

使用如下电磁波检测装置实现，电磁波检测装置包括无人机（1）、射频检测模块（3）、紫外检测模块（2）和上位机（4），无人机（1）与遥控器（5）相连接，无人机（1）的支架上固定有射频检测模块（3）和紫外检测模块（2），上位机（4）上设有无线通信模块、单片机、第一显示模块和第二显示模块，射频检测模块（3）通过无线通信模块与第一显示模块相连接；所述紫外检测模块（2）通过无线通信模块与单片机相连接，单片机与第二显示模块相连接。

2.根据权利要求1所述的基于无人机的输电线路电晕放电的电磁波检测方法，其特征在于，所述高压放电实验平台包括放电模块和信号检测模块，放电模块包括依次连接的调压器、50kV试验变压器、耐压10kV的绝缘子串，信号检测模块包括平面螺旋线圈和示波器，平面螺旋线圈与示波器相连接。

3.根据权利要求1所述的基于无人机的输电线路电晕放电的电磁波检测方法，其特征在于，所述射频检测模块（3）包括信号采集单元和第一信号处理模块，信号采集单元包括螺旋天线（31）、无源滤波器和前置放大器，螺旋天线（31）设置在射频检测模块（3）的一端，螺旋天线（31）与无源滤波器相连接，无源滤波器与前置放大器相连接，前置放大器与第一信号处理模块。

4.根据权利要求3所述的基于无人机的输电线路电晕放电的电磁波检测方法，其特征在于，所述第一信号处理模块包括信号源、第一乘法器、第二乘法器，第一滤波器、第二滤波器、第一模数转换器、第二模数转换器和加法器，射频检测模块（3）的前置放大器和信号源均与第一乘法器相连接，第一乘法器与第一滤波器相连接，第一滤波器与第一模数转换器相连接得到信号X；信号源相移90°后和射频检测模块（3）的前置放大器均与第二乘法器相连接，第二乘法器与第二滤波器相连接，第二滤波器与第二模数转换器相连接得到信号Y；信号X和信号Y均与加法器相连接，加法器通过无线通信模块与第一显示模块相连接。

5.根据权利要求1所述的基于无人机的输电线路电晕放电的电磁波检测方法，其特征在于，所述紫外检测模块（2）包括传感器模块和第二信号处理模块，传感器模块包括前端滤光系统和光电倍增管，前端滤光系统与光电倍增管相连接，光电倍增管与第二信号处理模块相连接；所述第二信号处理模块包括一级信号放大电路、次级放大滤波电路、A/D转换电路和脉冲甄别电路，光电倍增管与一级信号放大电路相连接，一级信号放大电路分别与次级放大滤波电路、脉冲甄别电路相连接，次级放大滤波电路与A/D转换电路相连接，脉冲甄别电路和A/D转换电路均通过无线通信模块与单片机相连接。

6.根据权利要求5所述的基于无人机的输电线路电晕放电的电磁波检测方法，其特征在于，所述单片机分别与键盘、蜂鸣器、存储器和串口相连接。