用于超聲波局部放電傳感器性能的檢定裝置

1.一種用于超聲波局部放電傳感器性能的檢定裝置，其特征在于：包括調(diào)頻調(diào)幅正弦信號(hào)發(fā)生器（1）、聲發(fā)射傳感器（2）、試塊（3）、參考傳感器（4）、示波器（5）和信號(hào)采集模塊（6），所述調(diào)頻調(diào)幅正弦信號(hào)發(fā)生器（1）的輸出端和聲發(fā)射傳感器（2）相連，所述聲發(fā)射傳感器（2）設(shè)于試塊（3）的一側(cè)，所述參考傳感器（4）和被測(cè)超聲波局部放電傳感器（7）共同布置于試塊（3）的另一側(cè)，所述參考傳感器（4）的輸出端和示波器（5）相連，所述被測(cè)超聲波局部放電傳感器（7）通過(guò)信號(hào)采集模塊（6）將檢測(cè)到的超聲波信號(hào)輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于超聲波局部放電傳感器性能的檢定裝置，其特征在于：
所述聲發(fā)射傳感器（2）和試塊（3）之間設(shè)有耦合劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于超聲波局部放電傳感器性能的檢定裝置，其特征在于：
所述參考傳感器（4）、被測(cè)超聲波局部放電傳感器（7）兩者和試塊（3）之間均有耦合劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的用于超聲波局部放電傳感器性能的檢定裝置，其特征在于：所述聲發(fā)射傳感器（2）和參考傳感器（4）布置于同一條直線上，且所述參考傳感器（4）、被測(cè)超聲波局部放電傳感器（7）對(duì)稱布置于試塊（3）的同一側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于超聲波局部放電傳感器性能的檢定裝置，其特征在于：
所述調(diào)頻調(diào)幅正弦信號(hào)發(fā)生器（1）的輸出端通過(guò)同軸電纜和聲發(fā)射傳感器（2）相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于超聲波局部放電傳感器性能的檢定裝置，其特征在于：
所述參考傳感器（4）的輸出端通過(guò)同軸電纜和示波器（5）相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于超聲波局部放電傳感器性能的檢定裝置，其特征在于：
所述試塊（3）為鋼制塊。

用于超聲波局部放電傳感器性能的檢定裝置\n技術(shù)領(lǐng)域\n[0001] 本實(shí)用新型涉及電力工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于超聲波局部放電傳感器性能的檢定裝置，可實(shí)現(xiàn)超聲波局部放電傳感器的線性度和穩(wěn)定性的性能檢定。\n背景技術(shù)\n[0002] 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各行業(yè)對(duì)電網(wǎng)供電的可靠性和穩(wěn)定性的要求越來(lái)越高，電力設(shè)備的停電試驗(yàn)次數(shù)也將隨之減少，帶電檢測(cè)將逐步取代停電試驗(yàn)，成為獲取電力設(shè)備狀態(tài)信息的主要手段之一。電力設(shè)備絕緣內(nèi)部發(fā)生局部放電時(shí)，同時(shí)伴隨產(chǎn)生超聲波信號(hào)。超聲波信號(hào)由局部放電源沿著絕緣介質(zhì)和金屬件傳導(dǎo)到電力設(shè)備外殼，并通過(guò)介質(zhì)和縫隙向周圍空氣傳播。通過(guò)在電力設(shè)備外殼或設(shè)備附近安裝的超聲波傳感器，可以耦合到局部放電產(chǎn)生的超聲波信號(hào)，進(jìn)而判斷電力設(shè)備的局部放電情況。超聲波局部放電帶電檢測(cè)作為檢測(cè)電氣設(shè)備健康狀況的重要手段，在組合電器(GIS)、變壓器、開(kāi)關(guān)柜、電力電纜等電氣設(shè)備故障檢測(cè)中發(fā)揮了重要作用，隨著超聲波局部放電檢測(cè)的應(yīng)用逐漸增多，超聲波局部放電傳感器的性能也引起人們的重視。在對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行超聲波局部放電檢測(cè)時(shí)，測(cè)試結(jié)果是否準(zhǔn)確，超聲波局部放電傳感器的性能參數(shù)至關(guān)重要。\n實(shí)用新型內(nèi)容\n[0003] 本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述問(wèn)題，提供一種能夠解決超聲波傳感器的性能檢定問(wèn)題、易于實(shí)施、能夠滿足超聲波局部放電檢測(cè)儀的性能檢定要求、調(diào)頻調(diào)幅正弦信號(hào)發(fā)生器幅值和頻率調(diào)節(jié)方便的用于超聲波局部放電傳感器性能的檢定裝置。\n[0004] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：\n[0005] 本實(shí)用新型提供一種用于超聲波局部放電傳感器性能的檢定裝置，包括調(diào)頻調(diào)幅正弦信號(hào)發(fā)生器、聲發(fā)射傳感器、試塊、參考傳感器、示波器和信號(hào)采集模塊，所述調(diào)頻調(diào)幅正弦信號(hào)發(fā)生器的輸出端和聲發(fā)射傳感器相連，所述聲發(fā)射傳感器設(shè)于試塊的一側(cè)，所述參考傳感器和被測(cè)超聲波局部放電傳感器共同布置于試塊的另一側(cè)，所述參考傳感器的輸出端和示波器相連，所述被測(cè)超聲波局部放電傳感器通過(guò)信號(hào)采集模塊將檢測(cè)到的超聲波信號(hào)輸出。\n[0006] 所述聲發(fā)射傳感器和試塊之間設(shè)有耦合劑。\n[0007] 所述參考傳感器、被測(cè)超聲波局部放電傳感器兩者和試塊之間均有耦合劑。\n[0008] 所述聲發(fā)射傳感器和參考傳感器布置于同一條直線上，且所述參考傳感器、被測(cè)超聲波局部放電傳感器對(duì)稱布置于試塊的同一側(cè)。\n[0009] 所述調(diào)頻調(diào)幅正弦信號(hào)發(fā)生器的輸出端通過(guò)同軸電纜和聲發(fā)射傳感器相連。\n[0010] 所述參考傳感器的輸出端通過(guò)同軸電纜和示波器相連。\n[0011] 所述試塊為鋼制塊。\n[0012] 本實(shí)用新型用于超聲波局部放電傳感器性能的檢定裝置具有下述優(yōu)點(diǎn)：本實(shí)用新型包括調(diào)頻調(diào)幅正弦信號(hào)發(fā)生器、聲發(fā)射傳感器、試塊、參考傳感器、示波器和信號(hào)采集模塊，采用調(diào)頻調(diào)幅正弦信號(hào)發(fā)生器、聲發(fā)射傳感器作為超聲波信號(hào)激勵(lì)源，試塊作為超聲波信號(hào)傳遞介質(zhì)，參考傳感器和示波器作為被測(cè)超聲波局部放電傳感器接收超聲波信號(hào)的參考，通過(guò)信號(hào)采集模塊輸出被測(cè)超聲波局部放電傳感器的檢測(cè)信號(hào)，能夠?yàn)槌暡ň植糠烹妭鞲衅鞯木€性度和穩(wěn)定性檢測(cè)提供基礎(chǔ)硬件，能夠解決超聲波傳感器的性能檢定問(wèn)題、易于實(shí)施、能夠滿足超聲波局部放電檢測(cè)儀的性能檢定要求、調(diào)頻調(diào)幅正弦信號(hào)發(fā)生器幅值和頻率調(diào)節(jié)方便。\n附圖說(shuō)明\n[0013] 圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例裝置的框架結(jié)構(gòu)示意圖。\n[0014] 圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例裝置的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。\n[0015] 圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例方法進(jìn)行線性度檢定的基本流程圖。\n[0016] 圖例說(shuō)明：1、調(diào)頻調(diào)幅正弦信號(hào)發(fā)生器；2、聲發(fā)射傳感器；3、試塊；4、參考傳感器；5、示波器；6、信號(hào)采集模塊；7、超聲波局部放電傳感器。\n具體實(shí)施方式\n[0017] 如圖1和圖2所示，本實(shí)施例用于超聲波局部放電傳感器性能的檢定裝置包括調(diào)頻調(diào)幅正弦信號(hào)發(fā)生器1、聲發(fā)射傳感器2、試塊3、參考傳感器4、示波器5和信號(hào)采集模塊\n6，調(diào)頻調(diào)幅正弦信號(hào)發(fā)生器1的輸出端和聲發(fā)射傳感器2相連，聲發(fā)射傳感器2設(shè)于試塊\n3的一側(cè)，參考傳感器4和被測(cè)超聲波局部放電傳感器7共同布置于試塊3的另一側(cè)，參考傳感器4的輸出端和示波器5相連，被測(cè)超聲波局部放電傳感器7通過(guò)信號(hào)采集模塊6將檢測(cè)到的超聲波信號(hào)輸出。調(diào)頻調(diào)幅正弦信號(hào)發(fā)生器1主要用于提供信號(hào)源(或激勵(lì)源)，可提供幅值為0～10V、頻率為0～10MHz的電流，本實(shí)施例中調(diào)頻調(diào)幅正弦信號(hào)發(fā)生器1具體采用北京譜源精電科技有限公司生產(chǎn)的DG4102信號(hào)發(fā)生器，在工作狀態(tài)下調(diào)頻調(diào)幅正弦信號(hào)發(fā)生器1通過(guò)聲發(fā)射傳感器2產(chǎn)生將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為超聲波信號(hào)，并向試塊3傳輸，以檢定被測(cè)超聲波傳感器7的線性度和穩(wěn)定性。聲發(fā)射傳感器2用于將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為頻率大于20kHz的超聲波信號(hào)。試塊3用于作為超聲波信號(hào)的傳播介質(zhì)，超聲波信號(hào)可在試塊3內(nèi)傳播，并被下一級(jí)超聲波傳感器(參考傳感器4和被測(cè)超聲波局部放電傳感器7所接收。\n參考傳感器4用于將超聲波信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，并被示波器5所接收，用于SF6設(shè)備局部放電超聲波檢測(cè)的超聲波信號(hào)頻率f為20kHz～80kHz，用于充油設(shè)備局部放電超聲波檢測(cè)的超聲波信號(hào)頻率f為80kHz～200kHz。示波器5用于顯示參考傳感器4輸出的電壓。信號(hào)采集模塊6用于將被測(cè)超聲波局部放電傳感器7的電信號(hào)進(jìn)行調(diào)理和A/D轉(zhuǎn)換后輸出給上位機(jī)或者處理器，以便上位機(jī)或者處理器對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理。被測(cè)超聲波局部放電傳感器7同樣也會(huì)將超聲波信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，并通過(guò)信號(hào)采集模塊6將信號(hào)輸出(輸出給上位機(jī)或者處理器)，同樣地，用于SF6設(shè)備局部放電超聲波檢測(cè)的超聲波信號(hào)頻率f為20kHz～\n80kHz，用于充油設(shè)備局部放電超聲波檢測(cè)的超聲波信號(hào)頻率f為80kHz～200kHz。\n[0018] 本實(shí)施例中，聲發(fā)射傳感器2和試塊3之間設(shè)有耦合劑，耦合劑能夠排除聲發(fā)射傳感器2和試塊3之間的空氣間隙，使得聲發(fā)射傳感器2和試塊3之間的超聲波信號(hào)傳遞更保真。\n[0019] 本實(shí)施例中，參考傳感器4、被測(cè)超聲波局部放電傳感器7兩者和試塊3之間均有耦合劑，耦合劑能夠排除參考傳感器4、被測(cè)超聲波局部放電傳感器7兩者和試塊3之間的空氣間隙，使得參考傳感器4、被測(cè)超聲波局部放電傳感器7兩者和試塊3之間的超聲波信號(hào)傳遞更保真。\n[0020] 如圖2所示，本實(shí)施例中聲發(fā)射傳感器2和參考傳感器4布置于同一條直線上，且參考傳感器4、被測(cè)超聲波局部放電傳感器7對(duì)稱布置于試塊3的同一側(cè)，上述結(jié)構(gòu)能夠確保參考傳感器4檢測(cè)超聲波信號(hào)的強(qiáng)度，并保證被測(cè)超聲波局部放電傳感器7對(duì)稱布置于試塊3兩者之間信號(hào)差異較小。\n[0021] 本實(shí)施例中，調(diào)頻調(diào)幅正弦信號(hào)發(fā)生器1的輸出端通過(guò)同軸電纜和聲發(fā)射傳感器\n2相連。本實(shí)施例中，參考傳感器4的輸出端通過(guò)同軸電纜和示波器5相連。同軸電纜自帶屏蔽層，抗干擾性好，特別適合于電力工程的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。\n[0022] 本實(shí)施例中，試塊3為鋼制塊，此外也可以根據(jù)需要采用其他金屬塊。\n[0023] 需要說(shuō)明的是，示波器5既可以根據(jù)需要采用傳統(tǒng)示波器，也可以根據(jù)需要采用數(shù)字示波器。在使用數(shù)字示波器的情況下，也可以將示波器5直接或者通過(guò)信號(hào)采集模塊\n6連接到上位機(jī)或者微處理器，但是其目標(biāo)都是讀取示波器5上的值，因此其原理與本實(shí)施例相同，故在具體實(shí)現(xiàn)形式在此不再贅述。\n[0024] 如圖3所示，本實(shí)施例用于超聲波局部放電傳感器性能的檢定裝置的檢定方法包括下述線性度檢定的步驟：\n[0025] 1.1)初始化連接前述用于超聲波局部放電傳感器性能的檢定裝置，初始化連接好的檢定裝置的結(jié)構(gòu)可參見(jiàn)圖2和圖3；\n[0026] 1.2)設(shè)置調(diào)頻調(diào)幅正弦信號(hào)發(fā)生器1輸出頻率為指定的目標(biāo)設(shè)備頻率f的正弦波信號(hào)，調(diào)節(jié)調(diào)頻調(diào)幅正弦信號(hào)發(fā)生器1的輸出，使得被測(cè)超聲波局部放電傳感器7的輸出為被測(cè)超聲波局部放電傳感器7的滿量程值A(chǔ)max，記錄此時(shí)示波器5顯示的參考傳感器4輸出的峰值電壓Umax；如果被測(cè)超聲波局部放電傳感器7用于檢測(cè)SF6設(shè)備局部放電超聲波檢測(cè)，則指定的目標(biāo)設(shè)備頻率f為20kHz～80kHz，如果被測(cè)超聲波局部放電傳感器7用于充油設(shè)備局部放電超聲波檢測(cè)，則指定的目標(biāo)設(shè)備頻率f為80kHz～200kHz；\n[0027] 1.3)針對(duì)參數(shù)λ初始化設(shè)置一組大于0且小于1的取值λi；本實(shí)施例中，針對(duì)參數(shù)λ初始化設(shè)置一組λi的值為{0.8、0.6、0.4、0.2}，毫無(wú)以為也可以根據(jù)需要增加大于0且小于1的其他離散值，在此不再贅述。\n[0028] 1.4)針對(duì)參數(shù)λ的每一個(gè)取值λi，調(diào)節(jié)調(diào)頻調(diào)幅正弦信號(hào)發(fā)生器1的輸出，使得示波器5顯示的參考傳感器4輸出的電壓為λ*Umax，記錄被測(cè)超聲波局部放電傳感器7的輸出值A(chǔ)λ；并根據(jù)式(1)計(jì)算該取值λi對(duì)應(yīng)的性度誤差值δi；\n[0029] \n[0030] 式(1)中，δi為參數(shù)λ的第i個(gè)取值λi對(duì)應(yīng)的性度誤差值δi，Aλ為參數(shù)λ的第i個(gè)取值λi對(duì)應(yīng)的被測(cè)超聲波局部放電傳感器7的輸出值，λi為參數(shù)λ的第i個(gè)取值，Amax為被測(cè)超聲波局部放電傳感器7的滿量程值。\n[0031] 本實(shí)施例用于超聲波局部放電傳感器性能的檢定裝置的檢定方法還包括下述穩(wěn)定性檢定的步驟：\n[0032] 2.1)設(shè)置調(diào)頻調(diào)幅正弦信號(hào)發(fā)生器1輸出頻率為指定的目標(biāo)設(shè)備頻率f的正弦波信號(hào)，調(diào)節(jié)調(diào)頻調(diào)幅正弦信號(hào)發(fā)生器1的輸出，使得被測(cè)超聲波局部放電傳感器7的輸出為初始幅值；在調(diào)頻調(diào)幅正弦信號(hào)發(fā)生器1持續(xù)工作指定時(shí)長(zhǎng)后跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟2.2)；本實(shí)施例中，指定時(shí)長(zhǎng)具體為1小時(shí)，此外也可以根據(jù)需要采用其他時(shí)長(zhǎng)，其原理與本實(shí)施例相同；\n[0033] 2.2)記錄被測(cè)超聲波局部放電傳感器7的輸出值；\n[0034] 2.3)將所述初始幅值和記錄的被測(cè)超聲波局部放電傳感器7的輸出值做差，作為穩(wěn)定性檢定的結(jié)果輸出。\n[0035] 以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本實(shí)用新型思路下的技術(shù)方案均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理前提下的若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。