本實用新型涉及一種對超聲波傳感器提供防護功能的組件，屬于傳感器設(shè)備應(yīng)用領(lǐng)域，具體為一種具有防護功能的超聲波傳感器組件及其使用的測試桿。

背景技術(shù)：

超聲波傳感器是將超聲波信號轉(zhuǎn)換成其他能量信號(通常是電信號)的傳感器。超聲波是振動頻率高于20KHz的機械波。它具有頻率高、波長短、繞射現(xiàn)象小，特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點。超聲波對液體、固體的穿透本領(lǐng)很大，尤其是在陽光不透明的固體中。超聲波碰到雜質(zhì)或分界面會產(chǎn)生顯著反射形成反射成回波，碰到活動物體能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)。超聲波傳感器廣泛應(yīng)用在電氣工業(yè)、國防、生物醫(yī)學等方面。

中國第一代GIS早在上世紀80年代就投入運行，隨著老的GIS設(shè)備運行時間的不斷延續(xù)，新的GIS設(shè)備又不斷投入運行，GIS總體故障率上升的危險正變得越來越大。同時，隨著GIS變電站的增多，GIS設(shè)備的問題也慢慢的暴露出來，例如，GIS設(shè)備生產(chǎn)廠家良莠不齊，設(shè)備質(zhì)量相差很大，有些甚至有家族缺陷，在運行過程中常常發(fā)生設(shè)備沒有到達檢修周期而發(fā)生內(nèi)部故障的情況；又如GIS體積比較小，所有的電氣設(shè)備在一個有限的容器內(nèi)就必須分布得很緊密，一旦其中某個設(shè)備出現(xiàn)故障，就很可能會傳播到相鄰的設(shè)備，使故障擴大。GIS故障修復(fù)相當復(fù)雜，有時需要兩個星期或更長的時間才能修復(fù)。利用超聲波局放探測技術(shù)，能在設(shè)備不停電的條件下有效地揭示GIS內(nèi)部的許多缺陷，及時發(fā)現(xiàn)GIS內(nèi)部異常和故障的發(fā)生。

而傳統(tǒng)的超聲波局放探測技術(shù)中采用專業(yè)傳感器(探頭)，傳感器(探頭)在測試時與罐體接觸緊密與否對測試結(jié)果影響很大。測試人員在測試過程中手部輕微的抖動、手部對傳感器施加壓力不均勻都會對測試結(jié)果造成一定干擾；另外，在電場較強的區(qū)域探頭金屬部分會產(chǎn)生感應(yīng)電，使測試人員無法拿穩(wěn)，造成測量困難；而且受手臂長度的限制，對GIS站內(nèi)的電氣設(shè)備測量范圍有限，對于高處設(shè)備測試需要架設(shè)梯子并配人員進行扶梯工作，浪費人力、測試進度緩慢。且有些部位由于感應(yīng)電太大，試驗人員無法登梯進行測試，有可能遺漏缺陷或故障點；同時，由于很多試驗都是高空作業(yè)，試驗人員對傳感器的用力不好控制，接觸設(shè)備時容易導致力度過大，對傳感器探頭造成損傷，造成損失，由于傳感器探頭價值高昂，因損傷造成的損失數(shù)額巨大，且損傷出現(xiàn)概率不低，不解決此問題，造成損失的風險一直存在。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是，針對上述現(xiàn)有技術(shù)領(lǐng)域中存在的不足和問題，提供一種降低超聲波傳感器損壞率的組件，對超聲波傳感器提供防護作用，同時，提供該組件配套使用的測試桿，使得測試人員不用攀爬高處，不用人手直接接觸超聲波傳感器進行試驗，有效提高工作效率，降低安全隱患。

本實用新型是這樣實現(xiàn)的：一種具有防護功能的超聲波傳感器組件，包括有超聲波傳感器(1)、連接至超聲波傳感器(1)的測試線(2)，超聲波傳感器(1)半活動式安裝于外殼(3)內(nèi)部，外殼(3)的頂壁上開設(shè)有一個開孔，超聲波傳感器(1)的探頭表面從開孔處外露于外殼(3)外，超聲波傳感器(1)的背部連接至置于外殼(3)內(nèi)部壁上的緩沖彈簧(4)，外殼(3)于超聲波傳感器(1)的探頭所在面相鄰的一個側(cè)面上開設(shè)有豎向橫槽(5)，測試線(2)穿過橫槽(5)進入外殼(3)內(nèi)連接至超聲波傳感器(1)，測試線(2)靠近外殼(3)部分繞有一段繞線彈簧(6)。

進一步的，于開設(shè)橫槽(5)的側(cè)面所對的另一側(cè)面上安裝有固定底座，固定底座包括一個固定平面(7)和連接部(8)，固定平面(7)和連接部(8)呈T形連接，固定平面(7)通過螺栓固定在外殼(3)上，連接部(8)的底端處設(shè)有螺栓連接孔(9)。

進一步的，所述固定底座的連接部(8)與固定平面(7)相連接的夾角處設(shè)有連接件(10)，連接件(10)呈斜三角狀分布于連接部(8)與固定平面(7)相連處的四個邊緣處，每一個連接件(10)的斜邊到固定平面(7)之間的夾角均為120°；固定平面(7)上于連接部(8)的兩邊上分別開設(shè)有螺栓眼(11)。

進一步的，所述連接部(8)的底部連接有測試桿，所述測試桿為伸縮式或分段拼接式的絕緣桿(12)構(gòu)成，測試桿的端頭處套有連接頭(13)，連接頭(13)上設(shè)有與連接部(8)相適配的螺栓接孔(14)。

進一步的，所述螺栓接孔(14)的周圍分布有若干條固定凹槽(15)，固定凹槽(15)以所述螺栓接孔(14)為圓心徑向分布，連接部(8)上分布有與固定凹槽(15)相適配的若干條固定凸楞。

進一步的，所述測試桿的底部安裝連接有固定底架，固定底架包括底盤(16)，底盤(16)上設(shè)有兩個豎起的連接架(17)，一個上方開口的固定筒(19)的底部通過橫軸(18)置于連接架(17)中間，固定筒(19)能以連接架(17)上的橫軸(18)為軸線轉(zhuǎn)動。

本實用新型的工作原理介紹：一種具有防護功能的超聲波傳感器組件，包括有超聲波傳感器(1)、連接至超聲波傳感器(1)的測試線(2)，超聲波傳感器(1)半活動式安裝于外殼(3)內(nèi)部，外殼(3)的頂壁上開設(shè)有一個開孔，超聲波傳感器(1)的探頭表面從開孔處外露于外殼(3)外，超聲波傳感器(1)的背部連接至置于外殼(3)內(nèi)部壁上的緩沖彈簧(4)，外殼(3)于超聲波傳感器(1)的探頭所在面相鄰的一個側(cè)面上開設(shè)有豎向橫槽(5)，測試線(2)穿過橫槽(5)進入外殼(3)內(nèi)連接至超聲波傳感器(1)，測試線(2)靠近外殼(3)部分繞有一段繞線彈簧(6)。

探頭部分可以在外殼(3)內(nèi)部和外殼(3)的開孔之間上下活動，緩沖彈簧(4)是固定在外殼(3)內(nèi)部的底壁上用于支撐和連接超聲波傳感器(1)，靜止狀態(tài)下，緩沖彈簧(4)處于平衡狀態(tài)，當探頭部分受到外力作用，整個超聲波傳感器(1)因受力會往外殼(3)內(nèi)部回收下沉，此時，緩沖彈簧(4)處于被壓縮收緊的狀態(tài)，一方面能夠吸收外力作用于探頭的作用力，一方面提供探頭受力后的緩沖移動空間，從而達到保護探頭不會因外力作用過大而造成的損壞，當探頭外露于外殼(3)的部分全部受力回收到外殼(3)內(nèi)后，外殼(3)就能很好的對超聲波傳感器(1)起到更好的防護效果，大大降低了超聲波傳感器(1)因試驗過程中因受力過大造成損壞的概率，同時，試驗線在實際試驗操作過程中，有可能因為人為或者其他因素造成過分拉拽，造成試驗線與超聲波傳感器(1)接觸位置的試驗線拉傷或造成撕裂；也有可能造成對超聲波傳感器(1)的拉拽損壞，通過繞線彈簧(6)可以有效的解除該問題，但超聲波傳感器(1)于高空作業(yè)時，試驗線在自身重力的垂拉下，繞線彈簧(6)可以吸收和分散試驗線的作用力，降低連接位置處的形變度，從而達到有效的保護試驗線和超聲波傳感器(1)的作用，降低設(shè)備損壞的概率，提高了設(shè)備的使用安全性和使用壽命；

進一步的，于開設(shè)橫槽(5)的側(cè)面所對的另一側(cè)面上安裝有固定底座，固定底座包括一個固定平面(7)和連接部(8)，固定平面(7)和連接部(8)呈T形連接，固定平面(7)通過螺栓固定在外殼(3)上，連接部(8)的底端處設(shè)有螺栓連接孔(9)。外殼(3)具有六個面，上面為探頭所在的面，左面為橫槽(5)和試驗線所在的面，右面為連接有固定底座的面，固定平面(7)平整的安裝在外殼(3)的右面上，連接部(8)的底端朝試驗線延伸的相反方向延伸，螺栓連接孔(9)用于進行搭配測試桿時進行安裝固定用，固定底座用于支承外殼(3)和超聲波傳感器(1)，也用于可以提供本超聲波傳感器(1)組件進行安裝組裝于其他設(shè)備上的可能；

進一步的，所述固定底座的連接部(8)與固定平面(7)相連接的夾角處設(shè)有連接件(10)，連接件(10)呈斜三角狀分布于連接部(8)與固定平面(7)相連處的四個邊緣處，每一個連接件(10)的斜邊到固定平面(7)之間的夾角均為120°；固定平面(7)上于連接部(8)的兩邊上分別開設(shè)有螺栓眼(11)。連接件(10)的主要作用是提高連接部(8)與固定平面(7)二者之間的受力承受性，增加連接的穩(wěn)定性；固定平面(7)通過螺栓從螺栓眼(11)固定在外殼(3)的一個側(cè)面上，兩個螺栓固定能夠提供必要的穩(wěn)定牢固性；

連接部(8)的底部連接有測試桿，所述測試桿為伸縮式或分段拼接式的絕緣桿(12)構(gòu)成，測試桿的端頭處套有連接頭(13)，連接頭(13)上設(shè)有與連接部(8)相適配的螺栓接孔(14)。連接頭(13)上的螺栓接孔(14)用于與具有防護功能的超聲波傳感器(1)組件相連接固定用；

進一步的，所述螺栓接孔(14)的周圍分布有若干條固定凹槽(15)，固定凹槽(15)以所述螺栓接孔(14)為圓心徑向分布，連接部(8)上分布有與固定凹槽(15)相適配的若干條固定凸楞。通過調(diào)松連接部(8)與連接頭(13)后旋轉(zhuǎn)連接部(8)相對于連接頭(13)傾斜的角度來調(diào)整超聲波傳感器(1)所處的傾斜角度，再擰緊連接部(8)與連接頭(13)進行對該角度的固定，實現(xiàn)超聲波傳感器(1)相對于測試桿的角度可調(diào)性；

進一步的，所述測試桿的底部安裝連接有固定底架，固定底架包括底盤(16)，底盤(16)上設(shè)有兩個豎起的連接架(17)，一個上方開口的固定筒(19)的底部通過橫軸(18)置于連接架(17)中間，固定筒(19)能以連接架(17)上的橫軸(18)為軸線轉(zhuǎn)動。考慮到測試時需要人對測試桿進行扶舉，人為施力容易造成桿子移動導致測試不準確，固在測試桿的底部加裝固定底架，可以將測試桿底部插入固定筒(19)，通過放置在地面上的固定底架進行固定，從而使得無需人工一直抬測試桿，也提高了穩(wěn)定性，當測試桿長度大于GIL離地高度時，固定筒(19)能軸向旋轉(zhuǎn)，可采用通過旋轉(zhuǎn)固定筒(19)使得測試桿傾斜依靠GIL外殼(3)方式，使得傳感器與GIL貼合即可進行測試，滿足了對測試桿的傾斜移動的需求，提高實用性。

綜上所述，本實用新型提供的一種具有防護功能的超聲波傳感器組件及其使用的測試桿能提供對超聲波傳感器的保護作用，降低超聲波傳感器損壞率幾率，對超聲波傳感器提供防護作用，同時，提供該組件配套使用的測試桿，使得測試人員不用攀爬高處，不用人手直接接觸超聲波傳感器進行試驗，有效提高工作效率，降低安全隱患。

附圖說明

圖1為一種具有防護功能的超聲波傳感器組件結(jié)構(gòu)主視圖；

圖2為一種具有防護功能的超聲波傳感器組件的結(jié)構(gòu)左視圖；

圖3為固定底座的結(jié)構(gòu)的俯視圖；

圖4為固定底座的結(jié)構(gòu)的左視圖；

圖5為固定底座的結(jié)構(gòu)的主視圖；

圖6為一種具有防護功能的超聲波傳感器組件的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為一種具有防護功能的超聲波傳感器組件與使用其的測試桿的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為固定底架的結(jié)構(gòu)主視圖；

圖9為固定底架的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為具有防護功能的超聲波傳感器組件與使用其的測試桿的使用狀態(tài)參考圖；

其中：1—超聲波傳感器、2—測試線、3—外殼、4—緩沖彈簧、5—橫槽、6—繞線彈簧、7—固定平面、8—連接部、9—螺栓連接孔、10—連接件、11—螺栓眼、12—絕緣桿、13—連接頭、14—螺栓接孔、15—固定凹槽、16—底盤、17—連接架、18—橫軸、19—固定筒、20—局放儀。

具體實施方式

實施例1：如圖1～圖6所示，一種具有防護功能的超聲波傳感器組件，包括有超聲波傳感器1、連接至超聲波傳感器1的測試線2，超聲波傳感器1半活動式安裝于外殼3內(nèi)部，外殼3的頂壁上開設(shè)有一個開孔，超聲波傳感器1的探頭表面從開孔處外露于外殼3外，超聲波傳感器1的背部連接至置于外殼3內(nèi)部壁上的緩沖彈簧4，外殼3于超聲波傳感器1的探頭所在面相鄰的一個側(cè)面上開設(shè)有豎向橫槽5，測試線2穿過橫槽5進入外殼3內(nèi)連接至超聲波傳感器1，測試線2靠近外殼3部分繞有一段繞線彈簧6。外殼3的高度為34mm、寬度為30mm，長度為50mm，呈立方體狀，探頭部分可以在外殼3內(nèi)部和外殼3的開孔之間上下活動，緩沖彈簧4是固定在外殼3內(nèi)部的底壁上用于支撐和連接超聲波傳感器1，靜止狀態(tài)下，緩沖彈簧4處于平衡狀態(tài)，當探頭部分受到外力作用，整個超聲波傳感器1因受力會往外殼3內(nèi)部回收下沉，此時，緩沖彈簧4處于被壓縮收緊的狀態(tài)，一方面能夠吸收外力作用于探頭的作用力，一方面提供探頭受力后的緩沖移動空間，從而達到保護探頭不會因外力作用過大而造成的損壞，當探頭外露于外殼3的部分全部受力回收到外殼3內(nèi)后，外殼3就能很好的對超聲波傳感器1起到更好的防護效果，大大降低了超聲波傳感器1因試驗過程中因受力過大造成損壞的概率，同時，試驗線在實際試驗操作過程中，有可能因為人為或者其他因素造成過分拉拽，造成試驗線與超聲波傳感器1接觸位置的試驗線拉傷或造成撕裂；也有可能造成對超聲波傳感器1的拉拽損壞，通過繞線彈簧6可以有效的解除該問題，但超聲波傳感器1于高空作業(yè)時，試驗線在自身重力的垂拉下，繞線彈簧6可以吸收和分散試驗線的作用力，降低連接位置處的形變度，從而達到有效的保護試驗線和超聲波傳感器1的作用，降低設(shè)備損壞的概率，提高了設(shè)備的使用安全性和使用壽命；使用時，將試驗線連接至局放儀20，將超聲波傳感器1接觸GIL即可進行試驗測量；

進一步的，于開設(shè)橫槽5的側(cè)面所對的另一側(cè)面上安裝有固定底座，固定底座包括一個固定平面7和連接部8，固定平面7和連接部8呈T形連接，固定平面7通過螺栓固定在外殼3上，連接部8的底端處設(shè)有螺栓連接孔9。外殼3具有六個面，上面為探頭所在的面，左面為橫槽5和試驗線所在的面，右面為連接有固定底座的面，固定平面7平整的安裝在外殼3的右面上，連接部8的底端朝試驗線延伸的相反方向延伸，螺栓連接孔9用于進行搭配測試桿時進行安裝固定用，固定底座用于支承外殼3和超聲波傳感器1，也用于可以提供本超聲波傳感器1組件進行安裝組裝于其他設(shè)備上的可能；

進一步的，所述固定底座的連接部8與固定平面7相連接的夾角處設(shè)有連接件10，連接件10呈斜三角狀分布于連接部8與固定平面7相連處的四個邊緣處，每一個連接件10的斜邊到固定平面7之間的夾角均為120°；固定平面7上于連接部8的兩邊上分別開設(shè)有螺栓眼11。連接件10長度50mm、厚度5mm，固定平面7的長度為45mm、厚度4mm，連接件10的高度為22mm、厚度為4mm；連接件10的主要作用是提高連接部8與固定平面7二者之間的受力承受性，增加連接的穩(wěn)定性；固定平面7通過螺栓從螺栓眼11固定在外殼3的一個側(cè)面上，兩個螺栓固定能夠提供必要的穩(wěn)定牢固性；

如圖7～圖10所示，連接部8的底部連接有測試桿，所述測試桿為伸縮式或分段拼接式的絕緣桿12構(gòu)成，測試桿的端頭處套有連接頭13，連接頭13上設(shè)有與連接部8相適配的螺栓接孔14。連接頭13上的螺栓接孔14用于與具有防護功能的超聲波傳感器1組件相連接固定用；測試桿采用5節(jié)7米500kV拼接式絕緣桿12，可根據(jù)現(xiàn)場情況調(diào)整高度；

進一步的，所述螺栓接孔14的周圍分布有若干條固定凹槽15，固定凹槽15以所述螺栓接孔14為圓心徑向分布，連接部8上分布有與固定凹槽15相適配的若干條固定凸楞。通過調(diào)松連接部8與連接頭13后旋轉(zhuǎn)連接部8相對于連接頭13傾斜的角度來調(diào)整超聲波傳感器1所處的傾斜角度，再擰緊連接部8與連接頭13進行對該角度的固定，實現(xiàn)超聲波傳感器1相對于測試桿的角度可調(diào)性；

進一步的，所述測試桿的底部安裝連接有固定底架，固定底架包括底盤16，底盤16上設(shè)有兩個豎起的連接架17，一個上方開口的固定筒19的底部通過橫軸18置于連接架17中間，固定筒19能以連接架17上的橫軸18為軸線轉(zhuǎn)動?？紤]到測試時需要人對測試桿進行扶舉，人為施力容易造成桿子移動導致測試不準確，固在測試桿的底部加裝固定底架，可以將測試桿底部插入固定筒19，通過放置在地面上的固定底架進行固定，從而使得無需人工一直抬測試桿，也提高了穩(wěn)定性，當測試桿長度大于GIL離地高度時，固定筒19能軸向旋轉(zhuǎn)，可采用通過旋轉(zhuǎn)固定筒19使得測試桿傾斜依靠GIL外殼3方式，使得傳感器與GIL貼合即可進行測試，滿足了對測試桿的傾斜移動的需求，提高實用性。