超聲傳感器在局部放電故障監(jiān)測中的應(yīng)用

目前對電氣設(shè)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、難以檢測并且無先兆性，使得準(zhǔn)確檢測故障變得十分困難。實際上在電氣設(shè)備故障前，盡管電氣量還沒有明顯改變，設(shè)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(xiàn)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(shè)備進(jìn)行故障診斷更為有效。

超聲傳感器結(jié)構(gòu)及原理簡介

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實現(xiàn)。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(jié)構(gòu)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(shù)，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(yīng)（承受電場時產(chǎn)生應(yīng)力和應(yīng)變）和壓電效應(yīng)（受到應(yīng)力在材料中產(chǎn)生電場）。用適當(dāng)?shù)陌l(fā)射電路可以將電能施加到壓電晶片上使其作機械振動而發(fā)射超聲波（逆壓電效應(yīng)）；反之，超聲波作用于傳感器的壓電晶片，由壓電晶片將其轉(zhuǎn)換成電信號（壓電效應(yīng)），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，同時有效地解決超聲傳感器與檢測儀器信號匹配的問題。