CN118275778A - 基于电压测量的阻抗谱测量方法、装置、设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种基于电压测量的阻抗谱测量方法、装置、设备及介质，方法采用阻抗谱测量电路，阻抗谱测量电路包括开关装置、连接电缆、电压信号采集装置、T形连接头和波形发生装置，方法包括：获取连接电缆的长度和传播系数并控制波形发生装置产生激励信号；闭合开关装置，并采集注入激励信号至待测电缆***的第一电压和第一频率；断开开关装置，并采集未注入激励信号至待测电缆***的第二电压和第二频率；利用阻抗谱分析算法，根据长度、传播系数、第一电压、第一频率、第二电压和第二频率得到阻抗谱数据。由此，解决了在相关技术的阻抗谱测试方案中电流测量带来影响等问题，规避了电流测量带来的误差，提升了得到的阻抗谱的准确度。
Description
技术领域
本申请涉及高电压领域，特别涉及一种基于电压测量的阻抗谱测量方法、装置、设备及介质。
背景技术
电缆作为城市配电网中的重要组成部分，若出现隐患缺陷，将会威胁城市电网的安全稳定运行。因此，有必要检测出隐患缺陷所在的位置，给电缆***运维人员提供日常巡检工作给出指导性的参考。
相关技术中，定位隐患缺陷的方法分为行波法和阻抗法，行波法较阻抗法具有更高的精度，是现在高精度定位电缆隐患缺陷的重要方法。其中，基于行波反射法的频域反射法因能够检测出更微小的隐患缺陷而在现在研究中备受瞩目。但是频域反射法中无论是首端阻抗谱还是首端反射系数谱都需要昂贵的精密分析仪器测量得到，这限制了频域反射法的推广。一种替代性的方案是通过测量电缆***端口的电压和电流，利用端口电压电流的关系，推导出待测***的阻抗谱。
然而，在上述的替代性方案中，由于电缆通常存在屏蔽层，针对电流的测量需要特别考虑：采用感应电流法测量时需要注意信号同步和分布参数模型的影响；采用采样电阻法测量时需要考虑采样电阻对电缆***传输线模型的影响，而这些影响在操作不当或者电路参数选择不合理情况下将会影响到最终测试的结果，亟待改进。
发明内容
本申请提供一种基于电压测量的阻抗谱测量方法、装置、设备及介质，以解决在相关技术的阻抗谱测试方案中电流测量带来的影响等问题。
本申请第一方面实施例提供一种基于电压测量的阻抗谱测量方法，所述方法采用阻抗谱测量电路，所述阻抗谱测量电路包括开关装置、连接电缆、电压信号采集装置、T形连接头和波形发生装置，所述连接电缆的一端与所述波形发生装置相连，所述连接电缆的另一端与所述T形连接头的输入端相连，所述T形连接头的第一输出端与所述电压信号采集装置相连，所述T形连接头的第二输出端与所述开关装置的一端相连，所述开关装置的另一端与待测电缆***相连，其中，所述方法包括以下步骤：
获取所述连接电缆的长度和传播系数，并控制所述波形发生装置产生激励信号；
闭合所述开关装置，并采集注入所述激励信号至所述待测电缆***的第一电压和第一频率；
断开所述开关装置，并采集未注入所述激励信号至所述待测电缆***的第二电压和第二频率；
利用阻抗谱分析算法，根据所述长度、所述传播系数、所述第一电压、所述第一频率、所述第二电压和所述第二频率得到阻抗谱数据。
根据本申请的一个实施例，所述利用阻抗谱分析算法，根据所述长度、所述传播系数、所述第一电压、所述第一频率、所述第二电压和所述第二频率得到阻抗谱数据，包括：
分别对所述第一电压、所述第一频率、所述第二电压和所述第二频率进行滤波操作，得到第一滤波后电压、第一滤波后频率、第二滤波后电压和第二滤波后频率；
对所述第一滤波后电压和所述第一滤波后频率进行快速傅立叶变换得到第一傅立叶变换结果，并对所述第二滤波后电压和所述第二滤波后频率进行快速傅立叶变换得到第二傅立叶变换结果；
基于预设的阻抗谱计算公式，根据所述长度、所述传播系数、所述第一傅立叶变换结果和所述第二傅立叶变换结果计算得到所述阻抗谱数据。
根据本申请的一个实施例，所述预设的阻抗谱计算公式为：
其中，Zin为预设的阻抗谱，Zi为信号发生装置的输入电阻，Z0为连接电缆的特征阻抗，tanh(.)为双曲正切函数，γ0为连接电缆的传播系数，l0为连接电缆的长度，Fo,f为第二傅立叶变换结果，Fc,f为第一傅立叶变换结果。
根据本申请的一个实施例，在获取所述连接电缆的长度和传播系数，并控制所述波形发生装置产生激励信号之前，还包括：
检测所述阻抗谱测量电路是否满足预设电连接条件；
若所述阻抗谱测量电路不满足所述预设电连接条件，则进行连接有误提醒。
根据本申请的一个实施例，所述激励信号为预设脉宽、预设重复频率的方波信号。
根据本申请实施例的基于电压测量的阻抗谱测量方法，该方法采用阻抗谱测量电路，获取连接电缆的长度和传播系数并控制波形发生装置产生激励信号；闭合开关装置，并采集注入激励信号至待测电缆***的第一电压和第一频率；断开开关装置，并采集未注入激励信号至待测电缆***的第二电压和第二频率；利用阻抗谱分析算法，根据长度、传播系数、第一电压、第一频率、第二电压和第二频率得到阻抗谱数据。由此，解决了在相关技术的阻抗谱测试方案中电流测量带来的影响等问题，规避了电流测量带来的误差，提升了得到的阻抗谱的准确度。
本申请第二方面实施例提供一种基于电压测量的阻抗谱测量装置，所述装置采用阻抗谱测量电路，所述阻抗谱测量电路包括开关装置、连接电缆、电压信号采集装置、T形连接头和波形发生装置，所述连接电缆的一端与所述波形发生装置相连，所述连接电缆的另一端与所述T形连接头的输入端相连，所述T形连接头的第一输出端与所述电压信号采集装置相连，所述T形连接头的第二输出端与所述开关装置的一端相连，所述开关装置的另一端与待测电缆***相连，其中，所述基于电压测量的阻抗谱测量装置包括：
获取模块，用于获取所述连接电缆的长度和传播系数，并控制所述波形发生装置产生激励信号；
第一处理模块，用于闭合所述开关装置，并采集注入所述激励信号至所述待测电缆***的第一电压和第一频率；
第二处理模块，用于断开所述开关装置，并采集未注入所述激励信号至所述待测电缆***的第二电压和第二频率；
测量模块，用于利用阻抗谱分析算法，根据所述长度、所述传播系数、所述第一电压、所述第一频率、所述第二电压和所述第二频率得到阻抗谱数据。
根据本申请的一个实施例，所述测量模块，用于：
分别对所述第一电压、所述第一频率、所述第二电压和所述第二频率进行滤波操作，得到第一滤波后电压、第一滤波后频率、第二滤波后电压和第二滤波后频率；
对所述第一滤波后电压和所述第一滤波后频率进行快速傅立叶变换得到第一傅立叶变换结果，并对所述第二滤波后电压和所述第二滤波后频率进行快速傅立叶变换得到第二傅立叶变换结果；
基于预设的阻抗谱计算公式，根据所述长度、所述传播系数、所述第一傅立叶变换结果和所述第二傅立叶变换结果计算得到所述阻抗谱数据。
根据本申请的一个实施例，所述预设的阻抗谱计算公式为：
其中，Zin为预设的阻抗谱，Zi为信号发生装置的输入电阻，Z0为连接电缆的特征阻抗，tanh(.)为双曲正切函数，γ0为连接电缆的传播系数，l0为连接电缆的长度，Fo,f为第二傅立叶变换结果，Fc,f为第一傅立叶变换结果。
根据本申请的一个实施例，在获取所述连接电缆的长度和传播系数，并控制所述波形发生装置产生激励信号之前，所述获取模块，还用于：
检测所述阻抗谱测量电路是否满足预设电连接条件；
若所述阻抗谱测量电路不满足所述预设电连接条件，则进行连接有误提醒。
根据本申请的一个实施例，所述激励信号为预设脉宽、预设重复频率的方波信号。
根据本申请实施例的基于电压测量的阻抗谱测量装置，采用阻抗谱测量电路，获取连接电缆的长度和传播系数并控制波形发生装置产生激励信号；闭合开关装置，并采集注入激励信号至待测电缆***的第一电压和第一频率；断开开关装置，并采集未注入激励信号至待测电缆***的第二电压和第二频率；利用阻抗谱分析算法，根据长度、传播系数、第一电压、第一频率、第二电压和第二频率得到阻抗谱数据。由此，解决了在相关技术的阻抗谱测试方案中电流测量带来的影响等问题，规避了电流测量带来的误差，提升了得到的阻抗谱的准确度。
本申请第三方面实施例提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如上述实施例所述的基于电压测量的阻抗谱测量方法。
本申请第四方面实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行，以用于实现如上述实施例所述的基于电压测量的阻抗谱测量方法。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本申请一个实施例的阻抗谱测量电路设计示意图；
图2为根据本申请实施例提供的一种基于电压测量的阻抗谱测量方法的流程图；
图3为根据本申请一个实施例的采集到的第一电压时域波形示意图；
图4为根据本申请一个实施例的采集到的第二电压时域波形示意图；
图5为根据本申请一个实施例的分析得到的阻抗谱示意图；
图6为根据本申请实施例的基于电压测量的阻抗谱测量装置的方框示意图；
图7为根据本申请实施例的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
下面参照附图描述根据本申请实施例的基于电压测量的阻抗谱测量方法、装置、设备及介质，针对上述背景技术中提到的阻抗谱测试方案中电流测量带来影响问题，本申请提供了一种基于电压测量的阻抗谱测量方法，在该方法中，采用阻抗谱测量电路，获取连接电缆的长度和传播系数并控制波形发生装置产生激励信号；闭合开关装置，并采集注入激励信号至待测电缆***的第一电压和第一频率；断开开关装置，并采集未注入激励信号至待测电缆***的第二电压和第二频率；利用阻抗谱分析算法，根据长度、传播系数、第一电压、第一频率、第二电压和第二频率得到阻抗谱数据。由此，解决了在相关技术的阻抗谱测试方案中电流测量带来的影响等问题，规避了电流测量带来的误差，提升了得到的阻抗谱的准确度。
在介绍本申请实施例之前，首先介绍一下本申请实施例的基于电压测量的阻抗谱测量方法所采用的采用阻抗谱测量电路，如图1所示，该阻抗谱测量电路包括开关装置、连接电缆、电压信号采集装置、T形连接头和波形发生装置，连接电缆的一端与波形发生装置相连，连接电缆的另一端与T形连接头的输入端相连，T形连接头的第一输出端与电压信号采集装置相连，T形连接头的第二输出端与开关装置的一端相连，开关装置的另一端与待测电缆***相连。
其中，波形发生装置用于产生注入到待测电缆***中的激励信号，电压信号采集装置用于采集待测电缆***端口的电压信号，T形连接头则用于将电压信号采集装置、波形发生装置和待测电缆***连接起来。连接电缆是在测量端加入的已知参数的信号电缆，由于波形发生装置、信号采集装置和待测电缆***之间必须存在电气连接，因此，本申请实施例可以采用同轴信号电缆连接，并且该连接对测试的影响不可忽略，开关装置用于连接或者断开和待测电缆***的连接。
优选地，在实际测试中，为了尽可能降低测试***本身对测试结果的影响，本申请实施例的波形发生装置可以选用与连接电缆之间阻抗匹配的内阻。电压信号采集装置的输入阻抗可以设置在MΩ级别，近似开路状态。
具体而言，图2为本申请实施例提供的一种基于电压测量的阻抗谱测量方法的流程示意图。
需要说明的是，本申请的基于电压测量的阻抗谱测量方法能够应用于在现场仅具备测量电压条件或者电流信号微弱不方便测量时的阻抗谱测试，提高了测试***的实用性。
如图2所示，该基于电压测量的阻抗谱测量方法包括以下步骤：
在步骤S201中，获取连接电缆(连接信号电缆)的长度和传播系数，并控制波形发生装置产生激励信号。
其中，在一些实施例中，激励信号为预设脉宽、预设重复频率的方波信号。波形发生装置可以为波形发生器。
具体地，本申请实施例可以通过测距仪获取连接电缆的长度，还可以通过时域反射计获取连接电缆的传播系数。需要说明的是，上述通过获取连接电缆的长度和传播系数的方式仅为示例性的，不作为对本申请的限制，本领域技术人员可以根据实际情况采取其他方式获取连接电缆的长度和传播系数，为避免冗余，在此不做详细赘述。
进一步地，在一些实施例中，在获取连接电缆的长度和传播系数，并控制波形发生装置产生激励信号之前，还包括：检测阻抗谱测量电路是否满足预设电连接条件；若阻抗谱测量电路不满足预设电连接条件，则进行连接有误提醒。
其中，预设电连接条件可以是本领域技术人员预先设定的电连接条件，可以是通过有限次实验获取的电连接条件，也可以是通过有限次计算机仿真得到的电连接条件，在此不做具体限定。优选地，预设电连接条件可以为通过检查阻抗谱测量电路，得到电路连接电气可靠。
具体地，当检测阻抗谱测量电路连接电气不可靠时，可以通过发光二极管闪烁红灯的方式提醒电路连接有误，此外还可以通过蜂鸣器发出“滴滴滴”的声音进行电路连接有误提醒，在此不做具体限定。
进一步地，在连接阻抗谱测量电路并检测到电路电气连接可靠之后，波形发生装置输出脉宽为w、重复频率为f的方波信号，打开电压信号采集装置，准备采集稳态时单个周期内的端口电压信号。
在步骤S202中，闭合开关装置，并采集注入激励信号至待测电缆***的第一电压和第一频率。
其中，第一频率为单位时间内从连续信号中提取并组成离散信号的采样个数。
具体地，闭合开关装置K，此时待测电缆***注入波形发生装置产生的激励信号，通过电压信号采集装置采集此时的第一电压，还可以通过采样器采集此时的第一频率。
在步骤S203中，断开开关装置K，并采集未注入激励信号至待测电缆***的第二电压和第二频率。
具体地，断开开关装置K，此时待测电缆***未注入波形发生装置产生的激励信号，通过电压信号采集装置采集此时的第二电压，还可以通过采样器采集此时的第二频率。
在步骤S204中，利用阻抗谱分析算法，根据长度、传播系数、第一电压、第一频率、第二电压和第二频率得到阻抗谱数据。
进一步地，在一些实施例中，利用阻抗谱分析算法，根据长度、传播系数、第一电压、第一频率、第二电压和第二频率得到阻抗谱数据，包括：分别对第一电压、第一频率、第二电压和第二频率进行滤波操作，得到第一滤波后电压、第一滤波后频率、第二滤波后电压和第二滤波后频率；对第一滤波后电压和第一滤波后频率进行快速傅立叶变换得到第一傅立叶变换结果，并对第二滤波后电压和第二滤波后频率进行快速傅立叶变换得到第二傅立叶变换结果；基于预设的阻抗谱计算公式，根据长度、传播系数、第一傅立叶变换结果和第二傅立叶变换结果计算得到阻抗谱数据。
其中，在一些实施例中，预设的阻抗谱计算公式为：
其中，Zin为预设的阻抗谱，Zi为信号发生装置的输入电阻，Z0为连接电缆的特征阻抗，tanh(.)为双曲正切函数，γ0为连接电缆的传播系数，l0为连接电缆的长度，Fo,f为第二傅立叶变换结果，Fc,f为第一傅立叶变换结果。
具体地，首先对步骤S203中采集到的第一电压、第一频率和步骤S204中采集到的第二电压、第二频率进行滤波操作，得到第一滤波后电压、第一滤波后频率、第二滤波后电压和第二滤波后频率，进而对滤波后的电压信号和频率信号分别进行快速傅里叶变换，得到第一傅里叶变换结果和第二傅里叶变换结果，再通过上述的预设的阻抗谱计算公式，从而得到阻抗谱数据。
由此，本申请提出了仅需要测量端口电压的方法，通过测试采集不接入电缆***和接入电缆***的首端电压数据，通过分析剔除测试***中连接电缆对测量结果的影响，使得得到的待测电缆的阻抗谱测试结果更加精确，并且得到的阻抗谱可作为频域反射法的分析对象，从而定位出电缆***中潜在的隐患缺陷。
可选地，当上述预设的阻抗谱计算公式中连接电缆的长度l0→0时，可以得到：
通过上述分析方式，能够分析得到目标频率范围的阻抗谱，规避了利用阻抗分析仪测试的弊端，同时，由于测试回路是用来采集时域信号，可以通过加入电阻、电容无源器件或滤波器、放大器、运算电路等有源电路，实现基于电压信号的阻抗谱在线分析，在***在线监测中具有应用前景。
为了便于本领域技术人员更直观地了解到本申请的基于电压测量的阻抗谱测量方法，下面结合展示利用上述的阻抗谱测量方法，获取阻抗谱的实例。
具体地，本实施例的待测试电缆***为80米长的10kV单芯同轴电力电缆，信号采集装置选用Tektronix TBS2074B，采样间隔为1e-9s；信号发生装置采用TektronixAWG31251，选用的信号连接电缆为20cm长的RG136同轴电缆。
进一步地，利用上述的测量步骤，采集到的第一电压和第二电压分别如图3和图4所示。根据采集到的时域波形，进行阻抗谱的分析，最后得到待测电缆***的阻抗谱如图5所示(频率范围0～50MHz)。根据图5显示的结果，利用本申请提出的阻抗谱测量方法，能够获取到待测***的阻抗谱，即能够实现通过电压测量的阻抗谱测试。
由此，采用时域测试的方法测量阻抗谱，降低了设备的要求和测试成本，在仅测量电压的情况下，分析得到测试对象的阻抗谱，规避了电流测量带来的误差，提升了最终得到的阻抗谱的准确度。
根据本申请实施例的基于电压测量的阻抗谱测量方法，采用阻抗谱测量电路，获取连接电缆的长度和传播系数并控制波形发生装置产生激励信号；闭合开关装置，并采集注入激励信号至待测电缆***的第一电压和第一频率；断开开关装置，并采集未注入激励信号至待测电缆***的第二电压和第二频率；利用阻抗谱分析算法，根据长度、传播系数、第一电压、第一频率、第二电压和第二频率得到阻抗谱数据。由此，解决了在相关技术的阻抗谱测试方案中电流测量带来的影响等问题，规避了电流测量带来的误差，提升了得到的阻抗谱的准确度。
其次参照附图描述根据本申请实施例提出的基于电压测量的阻抗谱测量装置。
图6是本申请实施例的基于电压测量的阻抗谱测量装置的方框示意图。
该基于电压测量的阻抗谱测量装置采用阻抗谱测量电路，阻抗谱测量电路包括开关装置、连接电缆、电压信号采集装置、T形连接头和波形发生装置，连接电缆的一端与波形发生装置相连，连接电缆的另一端与T形连接头的输入端相连，T形连接头的第一输出端与电压信号采集装置相连，T形连接头的第二输出端与开关装置的一端相连，开关装置的另一端与待测电缆***相连。
如图6所示，该基于电压测量的阻抗谱测量装置10包括：获取模块100、第一处理模块200、第二处理模块300和测量模块400。
其中，获取模块，用于获取连接电缆的长度和传播系数，并控制波形发生装置产生激励信号；第一处理模块，用于闭合开关装置，并采集注入激励信号至待测电缆***的第一电压和第一频率；第二处理模块，用于断开开关装置，并采集未注入激励信号至待测电缆***的第二电压和第二频率；测量模块，用于利用阻抗谱分析算法，根据长度、传播系数、第一电压、第一频率、第二电压和第二频率得到阻抗谱数据。
进一步地，在一些实施例中，测量模块，用于：分别对第一电压、第一频率、第二电压和第二频率进行滤波操作，得到第一滤波后电压、第一滤波后频率、第二滤波后电压和第二滤波后频率；对第一滤波后电压和第一滤波后频率进行快速傅立叶变换得到第一傅立叶变换结果，并对第二滤波后电压和第二滤波后频率进行快速傅立叶变换得到第二傅立叶变换结果；基于预设的阻抗谱计算公式，根据长度、传播系数、第一傅立叶变换结果和第二傅立叶变换结果计算得到阻抗谱数据。
进一步地，在一些实施例中，预设的阻抗谱计算公式为：
其中，Zin为预设的阻抗谱，Zi为信号发生装置的输入电阻，Z0为连接电缆的特征阻抗，tanh(.)为双曲正切函数，γ0为连接电缆的传播系数，l0为连接电缆的长度，Fo,f为第二傅立叶变换结果，Fc,f为第一傅立叶变换结果。
进一步地，在一些实施例中，在获取连接电缆的长度和传播系数，并控制波形发生装置产生激励信号之前，获取模块，还用于：检测阻抗谱测量电路是否满足预设电连接条件；若阻抗谱测量电路不满足预设电连接条件，则进行连接有误提醒。
进一步地，在一些实施例中，激励信号为预设脉宽、预设重复频率的方波信号。
需要说明的是，前述对基于电压测量的阻抗谱测量方法实施例的解释说明也适用于该实施例的基于电压测量的阻抗谱测量装置，此处不再赘述。
根据本申请实施例的基于电压测量的阻抗谱测量装置，采用阻抗谱测量电路，获取连接电缆的长度和传播系数并控制波形发生装置产生激励信号；闭合开关装置，并采集注入激励信号至待测电缆***的第一电压和第一频率；断开开关装置，并采集未注入激励信号至待测电缆***的第二电压和第二频率；利用阻抗谱分析算法，根据长度、传播系数、第一电压、第一频率、第二电压和第二频率得到阻抗谱数据。由此，解决了在相关技术的阻抗谱测试方案中电流测量带来的影响等问题，规避了电流测量带来的误差，提升了得到的阻抗谱的准确度。
图7为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。该电子设备可以包括：
存储器701、处理器702及存储在存储器701上并可在处理器702上运行的计算机程序。
处理器702执行程序时实现上述实施例中提供的基于电压测量的阻抗谱测量方法。
进一步地，电子设备还包括：
通信接口703，用于存储器701和处理器702之间的通信。
存储器701，用于存放可在处理器702上运行的计算机程序。
存储器701可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。
如果存储器701、处理器702和通信接口703独立实现，则通信接口703、存储器701和处理器702可以通过总线相互连接并完成相互间的通信。总线可以是工业标准体系结构(Industry Standard Architecture，简称为ISA)总线、外部设备互连(PeripheralComponent，简称为PCI)总线或扩展工业标准体系结构(Extended Industry StandardArchitecture，简称为EISA)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图7中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
可选的，在具体实现上，如果存储器701、处理器702及通信接口703，集成在一块芯片上实现，则存储器701、处理器702及通信接口703可以通过内部接口完成相互间的通信。
处理器702可能是一个中央处理器(Central Processing Unit，简称为CPU)，或者是特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称为ASIC)，或者是被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上的基于电压测量的阻抗谱测量方法。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或N个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种基于电压测量的阻抗谱测量方法，其特征在于，所述方法采用阻抗谱测量电路，所述阻抗谱测量电路包括开关装置、连接电缆、电压信号采集装置、T形连接头和波形发生装置，所述连接电缆的一端与所述波形发生装置相连，所述连接电缆的另一端与所述T形连接头的输入端相连，所述T形连接头的第一输出端与所述电压信号采集装置相连，所述T形连接头的第二输出端与所述开关装置的一端相连，所述开关装置的另一端与待测电缆***相连，其中，所述方法包括以下步骤：
获取所述连接电缆的长度和传播系数，并控制所述波形发生装置产生激励信号；
闭合所述开关装置，并采集注入所述激励信号至所述待测电缆***的第一电压和第一频率；
断开所述开关装置，并采集未注入所述激励信号至所述待测电缆***的第二电压和第二频率；
利用阻抗谱分析算法，根据所述长度、所述传播系数、所述第一电压、所述第一频率、所述第二电压和所述第二频率得到阻抗谱数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用阻抗谱分析算法，根据所述长度、所述传播系数、所述第一电压、所述第一频率、所述第二电压和所述第二频率得到阻抗谱数据，包括：
分别对所述第一电压、所述第一频率、所述第二电压和所述第二频率进行滤波操作，得到第一滤波后电压、第一滤波后频率、第二滤波后电压和第二滤波后频率；
对所述第一滤波后电压和所述第一滤波后频率进行快速傅立叶变换得到第一傅立叶变换结果，并对所述第二滤波后电压和所述第二滤波后频率进行快速傅立叶变换得到第二傅立叶变换结果；
基于预设的阻抗谱计算公式，根据所述长度、所述传播系数、所述第一傅立叶变换结果和所述第二傅立叶变换结果计算得到所述阻抗谱数据。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设的阻抗谱计算公式为：
其中，Zin为预设的阻抗谱，Zi为信号发生装置的输入电阻，Z0为连接电缆的特征阻抗，tanh(.)为双曲正切函数，γ0为连接电缆的传播系数，l0为连接电缆的长度，Fo,f为第二傅立叶变换结果，Fc,f为第一傅立叶变换结果。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在获取所述连接电缆的长度和传播系数，并控制所述波形发生装置产生激励信号之前，还包括：
检测所述阻抗谱测量电路是否满足预设电连接条件；
若所述阻抗谱测量电路不满足所述预设电连接条件，则进行连接有误提醒。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述激励信号为预设脉宽、预设重复频率的方波信号。
6.一种基于电压测量的阻抗谱测量装置，其特征在于，所述装置采用阻抗谱测量电路，所述阻抗谱测量电路包括开关装置、连接电缆、电压信号采集装置、T形连接头和波形发生装置，所述连接电缆的一端与所述波形发生装置相连，所述连接电缆的另一端与所述T形连接头的输入端相连，所述T形连接头的第一输出端与所述电压信号采集装置相连，所述T形连接头的第二输出端与所述开关装置的一端相连，所述开关装置的另一端与待测电缆***相连，其中，所述基于电压测量的阻抗谱测量装置包括：
获取模块，用于获取所述连接电缆的长度和传播系数，并控制所述波形发生装置产生激励信号；
第一处理模块，用于闭合所述开关装置，并采集注入所述激励信号至所述待测电缆***的第一电压和第一频率；
第二处理模块，用于断开所述开关装置，并采集未注入所述激励信号至所述待测电缆***的第二电压和第二频率；
测量模块，用于利用阻抗谱分析算法，根据所述长度、所述传播系数、所述第一电压、所述第一频率、所述第二电压和所述第二频率得到阻抗谱数据。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述测量模块，用于：
分别对所述第一电压、所述第一频率、所述第二电压和所述第二频率进行滤波操作，得到第一滤波后电压、第一滤波后频率、第二滤波后电压和第二滤波后频率；
对所述第一滤波后电压和所述第一滤波后频率进行快速傅立叶变换得到第一傅立叶变换结果，并对所述第二滤波后电压和所述第二滤波后频率进行快速傅立叶变换得到第二傅立叶变换结果；
基于预设的阻抗谱计算公式，根据所述长度、所述传播系数、所述第一傅立叶变换结果和所述第二傅立叶变换结果计算得到所述阻抗谱数据。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述预设的阻抗谱计算公式为：
其中，Zin为预设的阻抗谱，Zi为信号发生装置的输入电阻，Z0为连接电缆的特征阻抗，tanh(.)为双曲正切函数，γ0为连接电缆的传播系数，l0为连接电缆的长度，Fo,f为第二傅立叶变换结果，Fc,f为第一傅立叶变换结果。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如权利要求1-5中任一项所述的基于电压测量的阻抗谱测量方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行，以用于实现如权利要求1-5中任一项所述的基于电压测量的阻抗谱测量方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410426709.1A CN118275778A (zh) | 2024-04-10 | 2024-04-10 | 基于电压测量的阻抗谱测量方法、装置、设备及介质 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410426709.1A CN118275778A (zh) | 2024-04-10 | 2024-04-10 | 基于电压测量的阻抗谱测量方法、装置、设备及介质 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN118275778A true CN118275778A (zh) | 2024-07-02 |
Family
ID=91646606
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202410426709.1A Pending CN118275778A (zh) | 2024-04-10 | 2024-04-10 | 基于电压测量的阻抗谱测量方法、装置、设备及介质 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN118275778A (zh) |
-
2024
- 2024-04-10 CN CN202410426709.1A patent/CN118275778A/zh active Pending
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