本發(fā)明涉及高壓電氣設(shè)備的局部放電檢測和故障定位技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種吸盤式局部放電超聲波傳感器。

背景技術(shù)：
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局部放電是評估高壓電氣設(shè)備的絕緣性能的重要指標。高壓電器內(nèi)部產(chǎn)生局部放電現(xiàn)象，其瞬間釋放的能量使分子間產(chǎn)生劇烈碰撞，并在宏觀上形成一種壓力產(chǎn)生超聲波脈沖，此時局部放電源如同一個聲源，向外發(fā)出超聲波?，F(xiàn)有的超聲波傳感器一般都是磁吸附式的，能夠吸附在材料為鐵的外壁上，例如變壓器、電抗器等，但是有些高壓設(shè)備外殼材料為鋁，例如GIS等開關(guān)設(shè)備，磁吸附超聲傳感器無法吸附GIS外壁，需要操作人員用手一直按住，容易導致測量誤差，嚴重影響工作效率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
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本發(fā)明的目的是提供一種吸盤式局部放電超聲波傳感器，不僅對超聲波具有較高的接收靈敏度，而且抗電磁干擾能力強，能夠保證在各種材質(zhì)和不同形狀的高壓電氣設(shè)備外壁有效接觸，實現(xiàn)準確監(jiān)測，且安裝方便，工作效率高，特別適于檢測材質(zhì)為鋁的高壓電氣設(shè)備內(nèi)部局部放電產(chǎn)生的超聲波信號。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)的：

一種吸盤式局部放電超聲波傳感器，包括不銹鋼外殼、不銹鋼外殼內(nèi)設(shè)置的超聲波調(diào)理板、不銹鋼外殼上設(shè)有的輸出接頭、不銹鋼外殼前端設(shè)有的連接桿、跟連接桿連接的屏蔽罩、屏蔽罩內(nèi)設(shè)置的隔音筒、隔音筒腔體內(nèi)設(shè)有的壓電陶瓷振子、隔音筒前端的硅膠吸盤，此外還包括密封擋板和螺紋狀硅膠外壁，所述螺紋狀硅膠外壁跟不銹鋼外殼連接，所述密封擋板、螺紋狀硅膠外壁和硅膠吸盤形成真空氣室，所述連接桿貫穿密封擋板跟屏蔽罩連接。

所述超聲波調(diào)理板包括阻抗變換模塊、第一級放大線路、第二級放大線路、第三級放大線路和第四級放大線路，先由阻抗變換模塊中阻抗匹配三極管對輸入信號進行阻抗變換，在第一級放大線路將壓電陶瓷振子接收到的超聲波信號濾波放大5倍，然后信號經(jīng)過第二級放大線路放大20倍，接著由第三級放大線路放大50倍，最后由第四級放大線路放大100倍通過射頻線連接輸出接頭輸出。

特別地，所述壓電陶瓷振子為片狀。

所述吸盤式局部放電超聲波傳感器采用壓電陶瓷振子耦合超聲波信號，并通過隔音筒與其它金屬部件隔離，壓電陶瓷振子通過連接桿連接超聲波調(diào)理板，所述超聲波調(diào)理板先由阻抗匹配三極管進行阻抗變換，在第一級放大線路將壓電陶瓷振子接收到的超聲波信號濾波放大5倍，然后信號經(jīng)過第二級放大線路放大20倍，接著由第三級放大線路放大50倍，最后由第四級放大線路放大100倍，最后經(jīng)過阻抗變換由輸出接頭輸出有效的超聲波信號，由后臺處理數(shù)據(jù)，進行AD轉(zhuǎn)換，得到超聲信號幅值，相位，能量，放電次數(shù)，確定放電故障點位置。

利用連接桿壓緊壓電陶瓷振子，按壓密封擋板，壓縮真空氣室，利用硅膠吸盤的密封性，在真空氣室內(nèi)部產(chǎn)生負壓，保證壓電陶瓷振子與高壓電氣設(shè)備外壁有效可靠接觸。

不銹鋼外殼能夠有效的保護超聲波調(diào)理板和輸出接頭應(yīng)對外部應(yīng)力的沖擊，防止外力損壞超聲波調(diào)理板和輸出接頭。

本發(fā)明的有益效果如下：

本發(fā)明不僅對超聲波具有較高的接收靈敏度，而且抗電磁干擾能力強，使用非常方便，能夠保證在各種材質(zhì)和不同形狀的高壓電氣設(shè)備外壁有效接觸，實現(xiàn)準確監(jiān)測，且安裝方便，工作效率高，特別適于檢測材質(zhì)為鋁的高壓電氣設(shè)備內(nèi)部局部放電產(chǎn)生的超聲波信號。

附圖說明：

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)縱剖面示意圖；

其中，1、不銹鋼外殼，2、超聲波調(diào)理板，3、輸出接頭，4、連接桿，5、屏蔽罩，6、隔音筒，7、壓電陶瓷振子，8、硅膠吸盤，9、密封擋板，10、螺紋狀硅膠外壁，11、真空氣室。

圖2是超聲波調(diào)理板原理圖；

其中，Q1是阻抗匹配三極管，U1是第一級放大線路，放大5倍，U2是第二級放大線路，放大20倍，U3是第3級放大線路，放大50倍，U4是第四級放大線路，放大100倍。

具體實施方式：

以下是對本發(fā)明的進一步說明，而不是對本發(fā)明的限制。

如圖1所示的一種吸盤式局部放電超聲波傳感器，包括不銹鋼外殼1、不銹鋼外殼1內(nèi)設(shè)置的超聲波調(diào)理板2、不銹鋼外殼1上設(shè)有的輸出接頭3、不銹鋼外殼1前端設(shè)有的連接桿4、跟連接桿4連接的屏蔽罩5、屏蔽罩5內(nèi)設(shè)置的隔音筒6、隔音筒6腔體內(nèi)設(shè)有的片狀壓電陶瓷振子7、隔音筒6前端的硅膠吸盤8，此外還包括密封擋板9和螺紋狀硅膠外壁10，所述螺紋狀硅膠外壁10跟不銹鋼外殼1連接，所述密封擋板9、螺紋狀硅膠外壁10和硅膠吸盤8形成真空氣室11，所述連接桿4貫穿密封擋板9跟屏蔽罩5連接。

所述超聲波調(diào)理板2包括阻抗變換模塊、第一級放大線路、第二級放大線路、第三級放大線路和第四級放大線路，先由阻抗變換模塊中阻抗匹配三極管Q1對輸入信號進行阻抗變換，在第一級放大線路U1將壓電陶瓷振子接收到的超聲波信號濾波放大5倍，然后信號經(jīng)過第二級放大線路U2放大20倍，接著由第三級放大線路U3放大50倍，最后由第四級放大線路U4放大100倍，通過射頻線連接輸出接頭3輸出。

在高壓電氣設(shè)備中局部放電產(chǎn)生的超聲波以球面波形式向周圍傳播，產(chǎn)生超聲波的類型分析縱波和橫波，超聲波傳到外壁時，分為兩部分，一部分穿越箱壁，仍以縱波形式向外傳播，另一部分則以橫波形式沿箱壁向周圍傳播。使用時，利用連接桿4壓緊壓電陶瓷振子7，按壓密封擋板9，壓縮真空氣室11，利用硅膠吸盤8的密封性，在真空氣室11內(nèi)部產(chǎn)生負壓，保證壓電陶瓷振子7與高壓電氣設(shè)備外壁有效可靠接觸，所述吸盤式局部放電超聲波傳感器采用片狀由壓電陶瓷振子7耦合超聲波信號，并通過隔音筒6與其它金屬部件隔離，壓電陶瓷振子7通過連接桿4將超聲信號傳輸給超聲波調(diào)理板2，如圖2所示，超聲波調(diào)理板2先由阻抗匹配三極管Q1進行阻抗變換，在第一級放大線路U1將壓電陶瓷振子接收到的超聲波信號濾波放大5倍，然后信號經(jīng)過第二級放大線路U2，放大20倍，接著由第三級放大線路U3，放大50倍，最后由第四級放大線路U4放大100倍，最后經(jīng)過阻抗變換由輸出接頭3輸出有效的50歐姆匹配超聲波信號，由后臺處理數(shù)據(jù)，進行AD轉(zhuǎn)換，得到超聲信號幅值，相位，能量，放電次數(shù)，確定放電故障點位置。

不銹鋼外殼能夠有效的保護超聲波調(diào)理板和輸出接頭應(yīng)對外部應(yīng)力的沖擊，防止外力損壞超聲波調(diào)理板和輸出接頭。