超聲傳感器在局部放電故障監測中的應用
目前對電氣設備進(jìn)行狀態(tài)檢測和故障診斷通常采用電氣量測量法。由于電氣量所包含的故障信息一般性不明顯、難以檢測并且無(wú)先兆性,使得準確檢測故障變得十分困難。實(shí)際上在電氣設備故障前,盡管電氣量還沒(méi)有明顯改變,設備尚能工作,但是有些非電氣量的變化信息(如各種氣體的含量、溫度、壓力和機械變形等或者伴隨故障出現的發(fā)聲、發(fā)光、發(fā)熱等)卻包含了故障將要發(fā)生或者已經(jīng)發(fā)生的信息。因此,與電氣量測量法相比,利用非電氣量檢測法對電氣設備進(jìn)行故障診斷更為有效。
超聲傳感器結構及原理簡(jiǎn)介
超聲波局部放電測試儀使用的超聲檢測技術(shù)涉及到超聲波的發(fā)射和接受,這一功能主要由超聲傳感器來(lái)實(shí)現。超聲傳感器主要由傳感器外殼、壓電晶片、前置電路、吸附用磁鐵以及輸出端子等組成,結構如下圖
傳感器的核心元件是壓電晶片,一般采用鎬鈦酸鉛壓電陶瓷。這種壓電晶片具有較高的機電耦合常數,能有效的發(fā)射和接收超聲波。超聲傳感器的原理是基于壓電晶片的逆壓電效應(承受電場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生應力和應變)和壓電效應(受到應力在材料中產(chǎn)生電場(chǎng))。用適當的發(fā)射電路可以將電能施加到壓電晶片上使其作機械振動(dòng)而發(fā)射超聲波(逆壓電效應);反之,超聲波作用于傳感器的壓電晶片,由壓電晶片將其轉換成電信號(壓電效應),再經(jīng)前置電路中的帶通濾波器濾波和放大器發(fā)大,對壓電晶片射出的微弱電信號就近進(jìn)行放大再處理,以提高超聲傳感器的信噪比,同時(shí)有效地解決超聲傳感器與檢測儀器信號匹配的問(wèn)題。