应用于绝缘子裂纹检测中的超声波信号自动调节装置制造方法及图纸

应用于绝缘子裂纹检测中的超声波信号自动调节装置，包括上位机、监测仪、超声检测单元；所述监测仪通过天线与上位机无线通讯；所述监测仪包括采用镶嵌方式安装于绝缘子、用于监测绝缘子温湿度变化的温湿度传感器；所述超声检测单元设置在绝缘子表面并与所述上位机连接，该超声检测单元包括信号激励端及信号接收端，所述信号激励端用于接收上位机发送的脉冲信号以产生超声波信号，所述信号接收端用于接收绝缘子表面的反馈超声波信号并发送至上位机。位机。位机。

【技术实现步骤摘要】
应用于绝缘子裂纹检测中的超声波信号自动调节装置


[0001]本技术涉及一种信号调节装置，尤其是涉及一种应用于绝缘子裂纹中的超声波信号自动调节装置，属于基于超声导波的绝缘子裂纹检测


技术介绍

[0002]气体绝缘全封闭组合电器(GIS)被广泛应用于各种电压等级的电力系统中，盆式绝缘子是GI S重要的绝缘部件之一。盆式绝缘子制作工艺复杂，在材料固化过程中因残余应力及脱模产生的界面状态会造成绝缘子自身缺陷，长期运行过程中因电
‑
热
‑
应力耦合作用造成材料老化并会使原有缺陷扩大。绝缘缺陷扩大将降低绝缘子的绝缘特性，引发局部放电和闪络。基于超声波的绝缘子缺陷检测技术利用超声波在界面发生发射和折射以及超声波在传播过程中的衰减，来判断试件内部是否有缺陷以及缺陷大小、位置，具有成本低、检测效率高、检测速度快等诸多优点。
[0003]但是，在基于超声导波的绝缘子缺陷检测过程中，通过开展一系列现场检测，对监测点进行定期数据采集与对比分析可知，对于同一已知缺陷，在绝缘子所处环境温湿度发生较大变化时，缺陷的识别位置发生偏移，甚至会超过检测允许的定位误差，因此需要监测绝缘子环境温湿度并基于此自动调节超声导波信号大小，提高超声导波检测绝缘子缺陷的检测效率。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术中的不足，本技术公开一种应用于绝缘子裂纹中的超声波信号自动调节装置，其技术方案如下：
[0005]一种应用于绝缘子裂纹中的超声波信号自动调节装置，包括上位机、监测仪、超声检测单元；所述监测仪通过天线与上位机无线通讯；其特征为：所述监测仪包括采用镶嵌方式安装于绝缘子、用于监测绝缘子温湿度变化的温湿度传感器；所述超声检测单元设置在绝缘子表面并与所述上位机连接，该超声检测单元包括信号激励端及信号接收端，所述信号激励端用于接收上位机发送的脉冲信号以产生超声波信号，所述信号接收端用于接收绝缘子表面的反馈超声波信号并发送至上位机。
[0006]优选为：所述温湿度传感器嵌入绝缘子的凹槽内，并在该凹槽内涂一层导热硅脂。
[0007]优选为：所述上位机用于对接收到的所述超声波信号进行处理，以得到对应的超声信号能量衰减率，实现对绝缘子的表面裂纹检测。
[0008]优选为：监测仪通过无线局域网与上位机实现无线通信。
[0009]优选为：所述上位机根据温湿度传感器采集的数据调节输出的脉冲信号大小，并发送至超声检测单元激励端。
[0010]有益效果
[0011]本技术考虑了温湿度对超声波信号的影响，能够根据绝缘子温湿度变化适时调节超声波大小强度，从而降低绝缘子裂纹检测精度，提高检测结果的准确性。
附图说明
[0012]图1为本技术的设备参考图；
[0013]图2为本技术的流程示意图；
[0014]图3中(a)和(b)为现有技术中恒定温度下湿度与超声波声速的关系示意图。
[0015]附图标记说明
[0016]1上位机；2监测仪；3超声检测单元；4绝缘子。
具体实施方式
[0017]下面结合附图1
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3和实施例对本技术进一步说明。
[0018]一种应用于绝缘子裂纹中的超声波信号自动调节装置，包括上位机1、监测仪2、超声检测单元3；所述监测仪2通过天线与上位机无线通讯；其特征为：所述监测仪2包括采用镶嵌方式安装于绝缘子4、用于监测绝缘子4温湿度变化的温湿度传感器；所述超声检测单元3设置在绝缘子表面并与所述上位机连接，该超声检测单元包括信号激励端及信号接收端，所述信号激励端用于接收上位机发送的脉冲信号以产生超声波信号，所述信号接收端用于接收绝缘子表面的反馈超声波信号并发送至上位机。所述温湿度传感器嵌入绝缘子的凹槽内，并在该凹槽内涂一层导热硅脂。所述上位机用于对接收到的所述超声波信号进行处理，以得到对应的超声信号能量衰减率，实现对绝缘子的表面裂纹检测；监测仪通过无线局域网与上位机实现无线通信；所述上位机根据温湿度传感器采集的数据调节输出的脉冲信号大小，并发送至超声检测单元激励端。
[0019]本技术是依赖于现有技术公开的技术方案，如文章《温度对超声波检测缺陷定位定量的影响》(作者孙钟，期刊《无损检测》2011年第33卷第4期)记载了超声波检测受温度影响原理：
[0020]在弹性介质中，声速有：
[0021][0022][0023]式中，E为介质杨氏弹性模量，G为介质刚性模量，或称剪切弹性模量；ρ为介质密度，σ为泊松比，不同温度下，材料中弹性模量发生变化，一般来说，弹性模量随着温度的升高而减小，所以不同温度下，超声波的声速会发生变化，随着温度升高，一般固体介质中超声波的传播速度降低，对于材料缝隙的超声波探伤，一般使用横波斜探头，当超声波通过异质界面时，发生波形转换，其规律符合折射定律：
[0024][0025]当温度发生变化时，影响对应介质中传播速度，因此折射角受声速变化影响而发生变化，导致超声波检测中的检测结果产生变化，同时超声波在介质中传播或或多或少存
在损耗，所以其幅度和强度随着距离的增加而减小。
[0026]通过对实验采集的不同组数据进行仔细分析比较，得出如下结论：在
‑
20
°‑
120
°
温度范围内，随着温度的升高，横波/纵波声速逐渐下降，其下降趋势近似一条直线，纵波直探伤中对定位的影响不太明显，横波斜探伤深度定位根据公式D
实际
＝[c
m
·
cosθ
m
/(c
校准
·
cosθ
校准
)]·
D
m
进行补偿。此外，参考文章《不同热湿环境对超声波测量影响》(期刊《传感器与微系统》，2019年38卷第9期，作者王月明等)记载可知：不同湿度环境下，对超声波声速的影响情况。如图3所示为不同温度、湿度超声波声速变化关系图。其中，x轴为相对湿度，y轴为超声波声速，图3中五条曲线分别为在16，19，21，24，27℃5组温度下测量的超声波声速数据实验。
[0027]总之，空气中的温湿度对超声波的声速测量有一定影响，且在一定范围内，温度对超声波声速的影响比湿度对超声波声速的影响大。在空气温度恒定时，相对湿度的增加会使超声波声速增大。在空气相对湿度恒定时，温度的增加会使超声波声速增大。温度越高，超声波传播速度会随之变大；相对湿度越高，超声波传播速度也会随之增大，且空气中的湿度对超声波声速的影响比温度对超声波声速的影响小。本技术原理是结合上述现有技术，首先在上位机中根据上述公知内容，设计一条温湿度变化对超声波影响的阈值曲线，并将温湿度
‑
超声波声波振幅曲线对应的阈值作为基准，与绝缘子环境采集的温湿度数据经过A/D转换等数据处理后与上位机中基准做出比较，从而将比差信号作为控制命令调整超声波的大小。
[0028]本实施例的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.应用于绝缘子裂纹检测中的超声波信号自动调节装置，包括上位机、监测仪、超声检测单元；所述监测仪通过天线与上位机无线通讯；其特征为：所述监测仪包括采用镶嵌方式安装于绝缘子、用于监测绝缘子温湿度变化的温湿度传感器；所述超声检测单元设置在绝缘子表面并与所述上位机连接，该超声检测单元包括信号激励端及信号接收端，所述信号激励端用于接收上位机发送的脉冲信号以产生超声波信号，所述信号接收端用于接收绝缘子表面的反馈超声波信号并发送至上位机。2.根据权利要求1所述的应用于绝缘子裂纹中的超声波信号自动调节装置，其特征为：所述温湿度传感器嵌入绝...

【专利技术属性】
技术研发人员：李阳，王延瑞，杨建峰，徐兴龙，张晓林，黎建东，沈裕棋，夏云伟，和晓勇，谭一元，唐琰，陈辉，刘君伟，周金旺，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司丽江供电局，
类型：新型
国别省市：