本实用新型涉及电力设备安全监测技术领域，特别涉及一种用于变电站水平位置在线监测仪。
背景技术：
处平原地区的变电站长期运行会发生地势凹陷的情况造成设备外部运行条件发生变化，导致设备内部液体发生倾斜，缩短设备使用寿命及增加故障的概率。并且随着倾斜程度的加重存在倒塌损毁的风险，危及人身、设备、电网的安全。目前解决该问题主要依靠运维人员的工作经验，人工判断是否发生倾斜、倾斜程度等。这种方法存在严重不足，精度低，实时性差，误差较大，人为因素影响较大。
技术实现要素：
实用新型目的：针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种水平位置在线检测仪，通过倾角检测模块及时发现设备倾斜，提升设备的安全运行水平，提高了设备的使用寿命。
技术方案：本实用新型提供了一种水平位置在线检测仪，包括分析处理芯片、水平设置于待测设备上的倾角检测模块、倾角显示模块、超限报警模块以及电源模块，所述分析处理芯片与所述倾角检测模块连接，用于计算处理所述倾角检测模块检测的倾斜角；所述分析处理芯片通过端口与所述倾角显示模块、超限报警模块分别连接，将计算处理后的倾斜角显示于所述倾角显示模块，当所述倾斜角大于预设值，所述分析处理芯片通过端口发送控制指令至所述超限报警模块，控制其报警；所述电源模块与所述分析处理芯片连接。
进一步地，还包括通信模块与上位机，所述分析处理芯片通过通讯模块与所述上位机信号连接，将所述分析处理模块计算处理的倾斜角显示于所述上位机，所述上位机对所述分析处理芯片发布指令设定所述超限报警模块的预设值。
进一步地，所述分析处理芯片采用stm8s103f3处理芯片。
进一步地，所述倾角检测模块采用sca60cn1000060单轴倾角传感器，所述单轴角度传感器n1000060检测待测设备的倾斜角并输出0.5v~4.5v电压值，所述电压值输入至所述分析处理芯片内计算处理得到所述倾斜角并于所述倾角显示模块显示。
进一步地，所述倾角检测模块还包括四路差动比较器lm339以及两个led灯，所述四路差动比较器lm339输入端与所述单轴角度传感器n1000060输出端连接，所述四路差动比较器lm339的两个输出端分别与两个led灯连接；所述四路差动比较器lm339接收所述电压值并将其与预先设置于所述分析处理芯片内的两个设定值进行比较，若所述电压值大于设定值1，则其中一个led灯亮，提示倾斜角度超限；若所述电压值大于设定值2，则另一个led灯亮，提示倾斜角度超最大限。
进一步地，所述倾角显示模块包括3个数码管以及2个数码管驱动芯片，所述2个数码管驱动芯片分别实现位选功能和段选功能，其分别通过端口与所述分析处理芯片连接，所述3个数码管并联，其均通过端口与2个所述数码管驱动芯片连接。
进一步地，所述数码管驱动芯片为74hc573芯片。
进一步地，所述超限报警模块包括蜂鸣器以及pnp型三极管，所述pnp型三极管驱动所述蜂鸣器报警。
进一步地，所述电源模块由三端稳压芯片ht7833构成，输入5v电源，经稳压芯片转化成3.3v为所述分析处理芯片提供电源。
有益效果：
1、现有依靠人工实现变电站设备水平位置检测方法受人为因素影响误差大、实时性低，检测不准确，不能及时发现设备倾斜缺陷，无疑将会给变电站运维人员带来一定困扰，不仅耗费了大量的人力物力，也可能导致由于设备倾斜调整不及时给电网运行稳定性带来破坏。本实用新型与现有技术相比，基于sca60c-n1000060单轴倾角传感器，采用stm8s103f3为控制核心，通过uart实现与上位机之间的通信，实时检测变电站设备水平位置倾斜角度，有效减少了现有依靠人工检测设备倾斜角度所造成的误差及运维人员的工作量。
2、本实用新型采用一体化设计，体积小，重量轻，安装方便。水平位置倾斜角度可通过数码管进行显示，并可以通过硬件设置倾斜报警角。若角度倾斜程度超过设定值时，则报警装置警报。通过uart通信方式实现上位机通信的功能，上位机可以将受到的数据进行存储，并且亦可远程设置报警角度。
附图说明
图1是本实用新型在线检测仪的结构框图；
图2是本实用新型uart通信及stm8s103f3系统原理图；
图3是本实用新型倾角检测模块原理图；
图4是本实用新型倾角显示模块原理图；
图5是本实用新型超限报警模块原理图；
图6是本实用新型5.0v和3.3v电源接线原理图；
图7是本实用新型水平位置在线检测仪工作流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进行详细的介绍。
本实用新型为了解决现有技术中人为检测待测设备倾斜程度时，误差大、实时性低，检测不准确，不能及时发现设备倾斜缺陷等问题，公开了一种水平位置在线检测仪，其结构框图参见附图1，主要包括分析处理芯片、水平设置于待测设备上的倾角检测模块、倾角显示模块、超限报警模块以及电源模块，分析处理芯片与倾角检测模块连接，用于计算处理倾角检测模块检测的倾斜角。分析处理芯片通过端口与倾角显示模块、超限报警模块分别连接，将计算处理后的倾斜角显示于倾角显示模块，当倾斜角大于预设值，分析处理芯片通过端口发送控制指令至超限报警模块，控制其报警。电源模块与分析处理芯片连接，用于为单片机供电。
本实施方式中，该检测仪还包括通信模块与上位机，分析处理芯片通过通讯模块与上位机信号连接，将分析处理模块计算处理的倾斜角显示于上位机，上位机对分析处理芯片发布指令设定超限报警模块的预设值。
在本实施方式中，分析处理模块采用stm8s103f3处理芯片。stm8s103f3处理芯片通过uart（通信模块）实现与上位机之间的通信，参见附图2。
倾角检测模块采用sca60cn1000060单轴倾角传感器，参见附图3，左右倾斜角度报警范围0-90°90-180°全范围可调，调整精度为±1°，模拟电压输出0-180°对应0.5-4.5v可单片机ad采集。单轴角度传感器n1000060检测待测设备的倾斜角并输出0.5v~4.5v电压值，电压值输入至分析处理芯片内计算处理得到倾斜角并于倾角显示模块显示。
该倾角检测模块还包括四路差动比较器lm339以及两个led灯，四路差动比较器lm339输入端与单轴角度传感器n1000060输出端连接，四路差动比较器lm339的两个输出端分别与两个led灯连接。四路差动比较器lm339接收电压值并将其与预先设置于分析处理芯片内的两个设定值进行比较，参加附图3，两个led灯为d1与d2，其分别与lm339的两个输出端do1与do2连接，当输入电压大于设定值1，则其中一个led灯d1亮，提示倾斜角度超限。若电压值大于设定值2，则另一个led灯d2亮，提示倾斜角度超最大限。图3中另一个led灯为d3，其为电源灯，当电源正常输入5v时，d3正常亮。
为了便于显示倾斜角度，倾角显示模块采用数码管进行倾角显示，主要包括3个数码管以及2个数码管驱动芯片，参加附图4，2个数码管驱动芯片分别实现位选功能和段选功能，其采用74hc573芯片，分别通过端口与分析处理芯片连接，3个数码管并联，其均通过端口与2个所述数码管驱动芯片连接。
三个数码管的a、b~g、dp8个引脚分别与其中1个数码管驱动芯片74hc573（记为第一数码管驱动芯片）的q0~q7引脚连接。三个数码管的k引脚分别与另一个数码管驱动芯片74hc573（记为第二数码管驱动芯片）的q0~q2引脚连接，详细引脚连接参见附图4。第一数码管驱动芯片的d0~d7引脚分别与stm8s103f3处理芯片的pa1、pa2、pa3、pc3~pc7的引脚连接，第一数码管驱动芯片的le引脚与stm8s103f3处理芯片的pb4连接。第二数码管驱动芯片的d0~d2引脚分别与stm8s103f3处理芯片的pa1、pa2、pa3引脚连接，第二数码管驱动芯片的le引脚与stm8s103f3处理芯片的pb5连接。
超限报警模块包括蜂鸣器以及pnp型三极管，pnp型三极管驱动所述蜂鸣器报警采用pnp型三极管驱动蜂鸣器报警，当倾斜角大于预设值时，采取三种不同频率驱动蜂鸣器鸣笛。参见附图5，其通过beep与stm8s103f3处理芯片的pd4引脚连接，通过pd4引脚输出控制蜂鸣器报警的信号。
在本实施方式中，电源模块由三端稳压芯片ht7833构成，输入5v电源，经稳压芯片转化成3.3v为分析处理芯片提供电源。
上述实施方式只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
1.一种水平位置在线检测仪，其特征在于，包括分析处理芯片、水平设置于待测设备上的倾角检测模块、倾角显示模块、超限报警模块以及电源模块，所述分析处理芯片与所述倾角检测模块连接，用于计算处理所述倾角检测模块检测的倾斜角；所述分析处理芯片通过端口与所述倾角显示模块、超限报警模块分别连接，将计算处理后的倾斜角显示于所述倾角显示模块，当所述倾斜角大于预设值，所述分析处理芯片通过端口发送控制指令至所述超限报警模块，控制其报警；所述电源模块与所述分析处理芯片连接。
2.根据权利要求1所述的水平位置在线检测仪，其特征在于，还包括通信模块与上位机，所述分析处理芯片通过通讯模块与所述上位机信号连接，将所述分析处理模块计算处理的倾斜角显示于所述上位机，所述上位机对所述分析处理芯片发布指令设定所述超限报警模块的预设值。
3.根据权利要求2所述的水平位置在线检测仪，其特征在于，所述分析处理芯片采用stm8s103f3处理芯片。
4.根据权利要求1所述的水平位置在线检测仪，其特征在于，所述倾角检测模块采用sca60cn1000060单轴倾角传感器，所述单轴角度传感器n1000060检测待测设备的倾斜角并输出0.5v~4.5v电压值，所述电压值输入至所述分析处理芯片内计算处理得到所述倾斜角并于所述倾角显示模块显示。
5.根据权利要求4所述的水平位置在线检测仪，其特征在于，所述倾角检测模块还包括四路差动比较器lm339以及两个led灯，所述四路差动比较器lm339输入端与所述单轴角度传感器n1000060输出端连接，所述四路差动比较器lm339的两个输出端分别与两个led灯连接；所述四路差动比较器lm339接收所述电压值并将其与预先设置于所述分析处理芯片内的两个设定值进行比较，若所述电压值大于设定值1，则其中一个led灯亮，提示倾斜角度超限；若所述电压值大于设定值2，则另一个led灯亮，提示倾斜角度超最大限。
6.根据权利要求1所述的水平位置在线检测仪，其特征在于，所述倾角显示模块包括3个数码管以及2个数码管驱动芯片，所述2个数码管驱动芯片分别实现位选功能和段选功能，其分别通过端口与所述分析处理芯片连接，所述3个数码管并联，其均通过端口与2个所述数码管驱动芯片连接。
7.根据权利要求6所述的水平位置在线检测仪，其特征在于，所述数码管驱动芯片为74hc573芯片。
8.根据权利要求1所述的水平位置在线检测仪，其特征在于，所述超限报警模块包括蜂鸣器以及pnp型三极管，所述pnp型三极管驱动所述蜂鸣器报警。
9.根据权利要求1至8任一所述的水平位置在线检测仪，其特征在于，所述电源模块由三端稳压芯片ht7833构成，输入5v电源，经稳压芯片转化成3.3v为所述分析处理芯片提供电源。
技术总结