專利名稱：一種用于復合絕緣子傘裙老化無損檢測的核磁共振傳感器的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種核磁共振傳感器，特別涉及ー種用于復合絕緣子傘裙老化無損檢測的核磁共振傳感器。
背景技術(shù)：
復合絕緣子由于其重量輕，機械強度高，不易破碎，耐污性能好的優(yōu)良性能廣泛應用于高壓輸電線路中。復合絕緣子傘裙是復合絕緣子的外絕緣，用來保護芯棒不受大氣的侵蝕，提供必要的爬電距離，提高耐污性能。在掛網(wǎng)運行過程中，復合絕緣子傘裙在承受電網(wǎng)過電壓和自然環(huán)境的侵蝕下會出現(xiàn)老化或擊穿問題，對供電可靠性構(gòu)成潛在威脅，所以復合絕緣子傘裙材料在線無損檢測意義重大。目前復合絕緣子傘裙材料在線檢測方法主要 有直接觀察法、紫外成像法、紅外成像法、憎水性檢測法等。直接觀測法，即用雙筒望遠鏡在塔下觀察以發(fā)現(xiàn)傘裙表面有無開裂、電蝕損、粉化、漏電痕跡等缺陷。但地面觀察不夠可靠，還需登塔檢測。紫外成像法，利用電子紫外光學控傷儀帶電檢測復合絕緣子傘裙表面由于局部放電而形成的碳化通道和電蝕損，其原理是局部放電過程中帶電粒子復合會放出紫外線，當絕緣子傘裙表面形成導電性碳化通道時，局部放電加劇。但該方法要求在夜間、正常溫度環(huán)境下操作，另外要求檢測時正在發(fā)生局部放電，這要求檢測應在高濕度甚至有降雨的環(huán)境中進行，這就加大了作業(yè)的難度和危險性。紅外成像法通過絕緣子局部溫度升高成像來檢測局部放電、泄漏電流流過絕緣物質(zhì)時的介電損耗或電阻損耗等。但該方法儀器造價高且測量易受陽光、大風、潮氣、環(huán)境溫度及一些能引起絕緣子表面溫度急劇變化因素的影響。憎水性檢測法，即噴水分級法。該方法將復合絕緣子傘裙表面的憎水性分為7級并給出分級判據(jù)和標準圖片，HC-I級和HC-7級分別對應憎水性最強和最差(即完全親水)的狀態(tài)。試驗中，用普通噴壺對試品表面噴灑水霧，觀察水分在試品表面的分布情況，對比分級判據(jù)和標準圖片，得出絕緣子表面的憎水性狀況。近年來，數(shù)碼攝像技術(shù)和計算機數(shù)字圖像處理技術(shù)的發(fā)展為人們更為客觀和精確地評價復合絕緣子表面的憎水性提供了一條新的道路。但該研究僅停留在實驗室階段，缺乏對復雜情況下復雜表面的分析；雖然對現(xiàn)場在線測試做了可行性預測，但并沒有付諸實施。以上提到的復合絕緣子傘裙老化在線檢測方法都存在自身的不足，本發(fā)明從材料學角度，采用核磁共振技術(shù)來實現(xiàn)復合絕緣子傘裙老化無損檢測，并設計出用于此目的的開放式核磁共振傳感器。核磁共振技術(shù)作為ー種無損檢測手段，廣泛應用于生命醫(yī)療，食品分析，質(zhì)量控制，材料科學領域和地球物理領域等。核磁共振技術(shù)利用H原子核的磁共振特性，得到H核的磁共振譜(MRS)，并根據(jù)MRS的一些特征，如譜線的寬度、形狀與面積來了解原子核的性質(zhì)和所處的環(huán)境，以確定分子結(jié)構(gòu)?；诤舜殴舱竦膹秃辖^緣子傘裙老化無損檢測原理是復合絕緣子的傘裙主要成分為聚ニ甲基硅氧烷，分子中以重復的Si-O鍵為主鏈，Si原子上直接連接有甲基、こ烯基等聚合物。復合絕緣子傘裙材料在長期惡劣的環(huán)境下，Si-O鍵的鍵能會減弱，甚至斷裂，使得分子式中H原子數(shù)量及狀態(tài)的變化，通過核磁共振技術(shù)檢測絕緣子傘群中含H量及狀態(tài)的變化，對應的反演峰面積和橫向弛豫時間變化，來衡量傘裙的老化程度。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供ー種用于復合絕緣子傘裙老化無損檢測的新方法，即采用核磁共振傳感器對復合絕緣子傘裙的老化程度進行無損檢測。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的
本發(fā)明提供的ー種用于復合絕緣子傘裙老化無損檢測的核磁共振傳感器，包括永磁體結(jié)構(gòu)和平面線圈；所述永磁體結(jié)構(gòu)用于產(chǎn)生靜態(tài)磁場；所述平面線圈用于產(chǎn)生激勵射頻磁 場，并檢測設置于永磁體結(jié)構(gòu)之間的被測樣品所產(chǎn)生的回波信號。進ー步，所述永磁體結(jié)構(gòu)包括永磁體結(jié)構(gòu)第一子模塊和永磁體結(jié)構(gòu)第二子模塊；所述永磁體結(jié)構(gòu)第一子模塊和永磁體結(jié)構(gòu)第二子模塊通過可調(diào)距移動部件同軸設置。進ー步，所述可調(diào)距移動部件包括滑軌以及設置于滑軌上的固定件和滑動件；所述永磁體結(jié)構(gòu)第一子模塊設置于滑動件上，所述永磁體結(jié)構(gòu)第二子模塊設置于固定件上，所述固定件上開設有滑槽，所述滑動件通過滑塊在滑槽中移動。進ー步，所述永磁體結(jié)構(gòu)第一子模塊和永磁體結(jié)構(gòu)第二子模塊為結(jié)構(gòu)相同的兩個永磁體結(jié)構(gòu)子模塊，所述每個永磁體結(jié)構(gòu)子模塊包括鋁制托盤、鉄片、永磁體片和鋁制薄蓋板；所述鋁制托盤開設有與鉄片相配合的空腔，所述鐵片和永磁體片依次放置于鋁制托盤的空腔內(nèi)部，所述鋁制薄蓋板覆蓋與鋁制托盤的空腔上。進ー步，所述鐵片為圓柱形鉄片，所述永磁體片為圓柱形銣鐵硼永磁體片。進ー步，所述平面線圈包括在同一平面上串聯(lián)的兩個螺旋線圈，所述兩個螺旋線圈形成的射頻磁場在平面線圈上方中心區(qū)域與平面線圈所在平面平行，所述兩個螺旋線圈形成的射頻磁場方向相反。進ー步，所述平面線圈是蝕刻在PCB板上的平面射頻線圈，所述PCB板固定設置于永磁體結(jié)構(gòu)第二子模塊上靠近永磁體結(jié)構(gòu)第一子模塊ー側(cè)。本發(fā)明的優(yōu)點在干本發(fā)明提供的這種用于復合絕緣子傘裙老化無損檢測的核磁共振傳感器，結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕，性能可靠，可實現(xiàn)復合絕緣子的無損檢測，便于エ程現(xiàn)場檢測。本發(fā)明的其它優(yōu)點、目標和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發(fā)明的實踐中得到教導。本發(fā)明的目標和其它優(yōu)點可以通過下面的說明書，權(quán)利要求書，以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。


為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細描述，其中
圖I為本發(fā)明實施例提供的永磁體結(jié)構(gòu)整體示意圖；圖2為本發(fā)明實施例提供的平面射頻線圈結(jié)構(gòu)示意 圖3為本發(fā)明實施例提供的永磁體結(jié)構(gòu)子模塊Ml結(jié)構(gòu)示意 圖4為本發(fā)明實施例提供的永磁場在目標區(qū)域軸向磁場分布 圖5為本發(fā)明實施例提供的目標區(qū)域BO場和BI場正交情況。
具體實施例方式以下將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細的描述；應當理解，優(yōu)選實施例僅為了說明本發(fā)明，而不是為了限制本發(fā)明的保護范圍。圖I為本發(fā)明實施例提供的永磁體結(jié)構(gòu)整體示意圖，圖2為本發(fā)明實施例提供的平面射頻線圈結(jié)構(gòu)示意圖，圖3為本發(fā)明實施例提供的永磁體結(jié)構(gòu)子模塊Ml結(jié)構(gòu)示意圖，圖4為本發(fā)明實施例提供的主磁場在目標區(qū)域軸向磁場分布圖，圖5為本發(fā)明實施例提供的目標區(qū)域BO場和BI場正交情況。如圖所示，本發(fā)明提供的ー種用于復合絕緣子傘裙老 化無損檢測的核磁共振傳感器，包括永磁體結(jié)構(gòu)和平面線圈；所述永磁體結(jié)構(gòu)用于產(chǎn)生靜態(tài)磁場；所述平面線圈用于產(chǎn)生激勵射頻磁場，并檢測設置于永磁體結(jié)構(gòu)之間的被測樣品所產(chǎn)生的回波信號。所述永磁體結(jié)構(gòu)包括永磁體結(jié)構(gòu)第一子模塊Ml和永磁體結(jié)構(gòu)第二子模塊M2 ;所述永磁體結(jié)構(gòu)第一子模塊和永磁體結(jié)構(gòu)第二子模塊通過可調(diào)距移動部件同軸設置。通過移動可調(diào)距移動部件，可以調(diào)節(jié)兩個永磁體結(jié)構(gòu)子模塊之間的距離，以適合不同厚度的絕緣子傘裙材料。所述可調(diào)距移動部件包括滑軌以及設置于滑軌上的固定件和滑動件；所述永磁體結(jié)構(gòu)第一子模塊設置于滑動件上，所述永磁體結(jié)構(gòu)第二子模塊設置于固定件上，所述固定件上開設有滑槽，所述滑動件通過滑塊在滑槽中移動。所述永磁體結(jié)構(gòu)第一子模塊Ml和永磁體結(jié)構(gòu)第二子模塊M2為結(jié)構(gòu)相同的兩個永磁體結(jié)構(gòu)子模塊，所述每個永磁體結(jié)構(gòu)子模塊包括鋁制托盤I、鉄片2、永磁體片3和鋁制薄蓋板4 ;所述鋁制托盤I開設有與鉄片2相配合的空腔，所述鐵片2和永磁體片3依次放置于鋁制托盤I的空腔內(nèi)部，所述鋁制薄蓋板4覆蓋于鋁制托盤I的空腔上，并通過螺釘5將鋁制薄蓋板4固定于鋁制托盤I上。所述鐵片為圓柱形鉄片，所述永磁體片為圓柱形銣鐵硼永磁體片。所述平面線圈包括在同一平面上串聯(lián)的兩個螺旋線圈，所述兩個螺旋線圈形成的射頻磁場與平面線圈所在平面平行，所述兩個螺旋線圈形成的射頻磁場方向相反，整體呈“8”字形結(jié)構(gòu)，所述平面線圈是蝕刻在PCB板上的平面射頻線圈，所述PCB板固定設置于永磁體結(jié)構(gòu)第二子模塊上靠近永磁體結(jié)構(gòu)第一子模塊ー側(cè)。下面詳細描述本發(fā)明實施例所提供的用于復合絕緣子傘裙老化無損檢測的核磁共振傳感器
本發(fā)明具體實施方式
是由兩片同樣大小的圓柱形銣鐵硼永磁體片構(gòu)成永磁體結(jié)構(gòu)，由“8”字形平面線圈構(gòu)成射頻線圈結(jié)構(gòu)。圖I為永磁體結(jié)構(gòu)整體示意圖。M1、M2為永磁體結(jié)構(gòu)子模塊，其中子模塊Ml固定在可在軌道中移動的滑動件上，子模塊M2固定在開槽的滑軌固定件上。兩個永磁體結(jié)構(gòu)子模塊相對同軸放置，通過安裝螺絲ZA，可以調(diào)節(jié)兩個永磁體結(jié)構(gòu)子模塊之間的距離，以適合不同厚度的絕緣子傘裙材料。子模塊之間的間隙區(qū)域即為本發(fā)明實施例所提供的傳感器所產(chǎn)生的靜態(tài)磁場均勻區(qū)域。圖2為平面射頻線圈結(jié)構(gòu)示意圖。平面射頻線圈由在同一平面上的兩個螺旋線圈串聯(lián)而成，兩個螺旋線圈的磁場方向相反，整體呈“8”字形結(jié)構(gòu)，在兩個螺旋線圈的上方區(qū)域，產(chǎn)生與線圈所在平面水平的射頻磁 場BI。平面射頻線圈安放在兩個永磁體結(jié)構(gòu)子模塊之間，并固定在不可滑動的永磁體子模塊M2的表面。圖3是永磁體結(jié)構(gòu)子模塊Ml結(jié)構(gòu)的具體實施方式
。Ml子模塊包括I個覆蓋永磁體片的鋁制薄蓋板、I個圓柱形銣鐵硼永磁體片、I個圓柱形鉄片和I個帶有圓形槽的鋁制材料托盤。如圖3所示，將圓柱形鉄片2放入鋁制材料托盤I的圓形槽中，圓柱形銣鐵硼永磁體片3摞在鉄片上，蓋上鋁制薄蓋板4后用4個不銹鋼螺釘5將永磁片和鉄片固定在鋁制材料托盤上，從而得到永磁體結(jié)構(gòu)子模塊Ml。子模塊M2和子模塊Ml結(jié)構(gòu)上基本相同，所不同的是蝕刻有平面射頻線圈的圓形PCB板用強カ膠固定在子模塊M2上。該實施例中圓柱形永磁體片的直徑為25. 4mm,厚度為3. 18mm ;圓柱形鐵片的直徑為25. 4mm,厚度為2mm ；鋁制材料托盤圓形槽的直徑為25. 4mm，深度為5. 2mm ;射頻線圈的導體材料為銅，導體橫截面為O. 5mmX O. 2mm的矩形，PCB板厚度為I. 5_。 圖4為本發(fā)明實施例提供的永磁體在目標區(qū)域軸向磁場分布圖。在y=0的層面上，ImmX2mm區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生均勻度為1400ppm的均勻磁場。圖5為本發(fā)明實施例提供的目標區(qū)域BO場和BI場正交情況。BO表示靜磁場，BI表示射頻磁場,分別取永磁體在z=0層面上沿X軸方向-1. 5mm I. 5mm,沿y軸方向O 2mm區(qū)域的磁場分量數(shù)據(jù)和射頻線圈在z=0層面上沿X軸(與線圈平行方向)-O. 6mm O. 6mm,沿y軸(與線圈垂直方向)Imm I. 5mm區(qū)域(目標區(qū)域)的磁場分量數(shù)據(jù)，得到的BO場和BI場正交情況。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并不用于限制本發(fā)明，顯然，本領域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于復合絕緣子傘裙老化無損檢測的核磁共振傳感器，其特征在于包括永磁體結(jié)構(gòu)和平面線圈；所述永磁體結(jié)構(gòu)用于產(chǎn)生靜態(tài)磁場；所述平面線圈用于產(chǎn)生激勵射頻磁場，并檢測設置于永磁體結(jié)構(gòu)之間的被測樣品所產(chǎn)生的回波信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于復合絕緣子傘裙老化無損檢測的核磁共振傳感器，其特征在于所述永磁體結(jié)構(gòu)包括永磁體結(jié)構(gòu)第一子模塊和永磁體結(jié)構(gòu)第二子模塊；所述永磁體結(jié)構(gòu)第一子模塊和永磁體結(jié)構(gòu)第二子模 塊通過可調(diào)距移動部件同軸設置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于復合絕緣子傘裙老化無損檢測的核磁共振傳感器，其特征在于所述可調(diào)距移動部件包括滑軌以及設置于滑軌上的固定件和滑動件；所述永磁體結(jié)構(gòu)第一子模塊設置于滑動件上，所述永磁體結(jié)構(gòu)第二子模塊設置于固定件上，所述固定件上開設有滑槽，所述滑動件通過滑塊在滑槽中移動。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于復合絕緣子傘裙老化無損檢測的核磁共振傳感器，其特征在于所述永磁體結(jié)構(gòu)第一子模塊和永磁體結(jié)構(gòu)第二子模塊為結(jié)構(gòu)相同的兩個永磁體結(jié)構(gòu)子模塊，所述每個永磁體結(jié)構(gòu)子模塊包括鋁制托盤、鐵片、永磁體片和鋁制薄蓋板；所述鋁制托盤開設有與鐵片相配合的空腔，所述鐵片和永磁體片依次放置于鋁制托盤的空腔內(nèi)部，所述鋁制薄蓋板覆蓋與鋁制托盤的空腔上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于復合絕緣子傘裙老化無損檢測的核磁共振傳感器，其特征在于所述鐵片為圓柱形鐵片，所述永磁體片為圓柱形銣鐵硼永磁體片。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于復合絕緣子傘裙老化無損檢測的核磁共振傳感器，其特征在于所述平面線圈包括在同一平面上串聯(lián)的兩個螺旋線圈，所述兩個螺旋線圈形成的射頻磁場在平面線圈上方中心區(qū)域與平面線圈所在平面平行，所述兩個螺旋線圈形成的射頻磁場方向相反。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于復合絕緣子傘裙老化無損檢測的核磁共振傳感器，其特征在于所述平面線圈是蝕刻在PCB板上的平面射頻線圈，所述PCB板固定設置于永磁體結(jié)構(gòu)第二子模塊上靠近永磁體結(jié)構(gòu)第一子模塊一側(cè)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于復合絕緣子傘裙老化無損檢測的核磁共振傳感器。該傳感器由永磁體結(jié)構(gòu)和平面射頻線圈構(gòu)成。永磁體結(jié)構(gòu)主要由兩片同樣規(guī)格的圓柱形永磁體片相對同軸放置構(gòu)成，用于產(chǎn)生靜態(tài)主磁場B0，且配有滑動機構(gòu)調(diào)節(jié)永磁體片間距，以適合不同厚度的傘裙。平面射頻線圈由在同一平面上的兩個螺旋線圈按磁場方向相反串聯(lián)而成，用于在目標區(qū)域產(chǎn)生與主磁場正交的射頻磁場B1，并檢測樣品產(chǎn)生的回波信號。復合絕緣子傘裙老化檢測時，調(diào)節(jié)滑動機構(gòu)使傳感器夾住待測傘裙，測量傘群的橫向弛豫時間T2值，根據(jù)T2值判斷傘群的老化程度。該開放式核磁共振傳感器體積小，重量輕，便于工程現(xiàn)場檢測。
文檔編號G01N24/08GK102735706SQ20121024888
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月18日
發(fā)明者徐征, 趙書杰, 郭盼 申請人:重慶大學