專利名稱：一種陣列式超聲波定位傳感器及其定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種定位傳感器及其定位方法，尤其是涉及一種陣列式超聲波定位傳感器及其定位方法。
背景技術(shù)：
電力設(shè)備局部放電是指發(fā)生在電極之間但并未貫穿電極的放電，它是由于設(shè)備絕緣內(nèi)部存在弱點或生產(chǎn)過程中造成的缺陷，在高電場強(qiáng)度作用下發(fā)生重復(fù)擊穿和熄滅的現(xiàn)象。它表現(xiàn)為絕緣內(nèi)氣體的擊穿、小范圍內(nèi)固體或液體介質(zhì)的局部擊穿或金屬表面的邊緣及尖角部位場強(qiáng)集中引起局部擊穿放電等。這種放電的能量是很小的，所以它的短時間存在并不影響到電氣設(shè)備的絕緣強(qiáng)度。但若電氣設(shè)備絕緣在運(yùn)行電壓下不斷出現(xiàn)局部放電，這些微弱的放電將產(chǎn)生累積效應(yīng)會使絕緣的介電性能逐漸劣化并使局部缺陷擴(kuò)大，最后導(dǎo)致整個絕緣擊穿。因此確定放電點的位置是排查絕緣隱患的關(guān)鍵。局部放電會產(chǎn)生超聲波。超聲波在氣體和液體中以縱波傳播，而在固體中以橫波傳播，這樣就存在有表面波，因此對同一種固體物質(zhì)，在各方面超聲波傳播的速度就會有不同。由于超聲波的波長較短，因此它的方向性較強(qiáng)，從而它的能量較為集中，也就是說它對于方向性有很好的鑒別能力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的技術(shù)問題；提供了一種定位準(zhǔn)確，方便查找的一種蜂窩式音頻定位傳感器及其定位方法。本發(fā)明還有一目的是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的技術(shù)問題；提供了一種可以進(jìn)行接近于360度的各方向的監(jiān)測，監(jiān)測角度大，基本無盲區(qū)的一種蜂窩式音頻定位傳感器及其定位方法。本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的
一種陣列式超聲波定位傳感器，其特征在于，包括一個矩形本體以及設(shè)置的矩形本體上的傳感組件。在上述的一種陣列式超聲波定位傳感器，所述傳感組件包括若干均勻設(shè)置在矩形本體表面的正方形安置孔以及設(shè)置在正方形安置孔上的若干超聲波傳感單元。在上述的一種陣列式超聲波定位傳感器，所述正方形安置孔的六個角上分別設(shè)置有超聲波傳感單元。在上述的一種陣列式超聲波定位傳感器，所述正方形安置孔均與覆蓋在上述矩形本體的整個外表面。一種陣列式超聲波定位傳感器的定位方法，其特征在于，包括以下步驟
步驟1，定義正方形安置孔的四個角點分別為第一角點A、第二角點B、第三角點C以及第四角點D，定義正方形安置孔中心點為第五角點E ;并定義第一角點C為原點；并且定義正方形安置孔邊長為a ；步驟2，定義待檢測點M距離所述第一角點A、第二角點B、第三角點C、第四角點D以及第五角點E距離分別為第一距離LA、第二距離LB、第三距離LC、第四距離LD以及第五距離LE ；
步驟3，定義聲音最先到 達(dá)第四角點D，到達(dá)第一角點A、第二角點B、第三角點C以及第五角點E的時間差分別為為AtA，AtB, AtC, A tE，并定義聲音的傳播速度為V ;
步驟4，由步驟1、2、3獲取M點坐標(biāo)(x，y，z),由此獲取M點位置信息。因此，本發(fā)明具有如下優(yōu)點1.可較準(zhǔn)確的測定放電位置，且接收的信號與系統(tǒng)電源沒有任何店的關(guān)系，不會受到電源系統(tǒng)的電信號干擾，因此進(jìn)行局部放電測量時，可以得到很好的測量效果；2.陣列結(jié)構(gòu)的組合，可以同時測量到多個點的局放情況。


附圖I是本發(fā)明的中超聲波傳感單元的主視結(jié)構(gòu)示意圖。附圖2是本發(fā)明的定位方法的原理示意圖。附圖3是本發(fā)明中正方形安置孔以及超聲波傳感單元的安裝示意圖。
具體實施例方式下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。圖中，金屬外殼I、陶瓷振動子2、底座3、填充樹脂4、引出腳5、超聲波傳感單兀6。實施例
本發(fā)明的陣列式超聲波定位傳感器，包括一個矩形本體以及設(shè)置的矩形本體上的傳感組件，傳感組件包括若干均勻設(shè)置在矩形本體表面的正方形安置孔以及設(shè)置在正方形安置孔上的若干超聲波傳感單元6，正方形安置孔的六個角上分別設(shè)置有超聲波傳感單元6，并且正方形安置孔均與覆蓋在上述矩形本體的整個外表面。下面介紹本陣列式超聲波定位傳感器的定位方法，包括以下步驟
步驟1，定義正方形安置孔的四個角點分別為第一角點A、第二角點B、第三角點C以及第四角點D，定義正方形安置孔中心點為第五角點E ;并定義第一角點C為原點；并且定義正方形安置孔邊長為a ；
步驟2，定義待檢測點M距離所述第一角點A、第二角點B、第三角點C、第四角點D以及第五角點E距離分別為第一距離LA、第二距離LB、第三距離LC、第四距離LD以及第五距離LE ；
步驟3，定義聲音最先到達(dá)第四角點D，到達(dá)第一角點A、第二角點B、第三角點C以及第五角點E的時間差分別為為AtA，AtB, AtC, A tE，并定義聲音的傳播速度為V ;
步驟4，由步驟1、2、3可以得到以下方程
LD-LC= AtD*vLA-LC= AtA*vLB-LC= AtB抑LE-LC= AtE抑代入坐標(biāo)及邊長關(guān)系得
(x+l/2a) 2+ (y+l/2a)2+z2=LE2x2+y2 +Z2=LC2(x+a ) 2+ (y+a) 2+z2=LA2x2+(y+a)2+z2=LB2(x+a)2+y2+z2=LD2化簡得
T (~\1 一2 I 2 I 2
LC - x +y +z
(x+a ) 2+ (y+a) 2+z2= (LC+AtA*v)2X2+ (y+a) 2+z2= (LC+AtB*v)2(x+a) 2+y2+z2= (LC+AtD*v)2(x+l/2a)2+(y+l/2a) 2+z2= (LC+AtE*v)2
由以上方程組中有3個未知數(shù)，4個獨(dú)立的方程，利用計算機(jī)編程可以迅速解出M點坐標(biāo)，由此獲取M點位置信息。在本實施例中，超聲波傳感單元6采用壓電式超聲波傳感器，傳感器的最小單元及陣列狀組合結(jié)構(gòu)，安裝在被試品外殼表面不帶電的任意部位，可準(zhǔn)確的測定放電位置，且接收的信號與系統(tǒng)電源沒有任何的關(guān)系，不會受到電源系統(tǒng)的電信號干擾。本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。盡管本文較多地使用了金屬外殼I、陶瓷振動子2、底座3、填充樹脂4、引出腳5、超聲波傳感單元6等術(shù)語，但并不排除使用其它術(shù)語的可能性。使用這些術(shù)語僅僅是為了更方便地描述和解釋本發(fā)明的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發(fā)明精神相違背的。
權(quán)利要求
1.一種陣列式超聲波定位傳感器，其特征在于，包括一個矩形本體以及設(shè)置的矩形本體上的傳感組件。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種陣列式超聲波定位傳感器，其特征在于，所述傳感組件包括若干均勻設(shè)置在矩形本體表面的正方形安置孔以及設(shè)置在正方形安置孔上的若干超聲波傳感單元(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種陣列式超聲波定位傳感器，其特征在于，所述正方形安置孔的六個角上分別設(shè)置有超聲波傳感單元(6 )。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種陣列式超聲波定位傳感器，其特征在于，所述正方形安置孔均與覆蓋在上述矩形本體的整個外表面。
5.一種權(quán)利要求I所述的陣列式超聲波定位傳感器的定位方法，其特征在于，包括以下步驟 步驟1，定義正方形安置孔的四個角點分別為第一角點A、第二角點B、第三角點C以及第四角點D，定義正方形安置孔中心點為第五角點E ;并定義第一角點C為原點；并且定義正方形安置孔邊長為a ； 步驟2，定義待檢測點M距離所述第一角點A、第二角點B、第三角點C、第四角點D以及第五角點E距離分別為第一距離LA、第二距離LB、第三距離LC、第四距離LD以及第五距離LE ； 步驟3，定義聲音最先到達(dá)第四角點D，到達(dá)第一角點A、第二角點B、第三角點C以及第五角點E的時間差分別為為AtA，AtB, AtC, A tE，并定義聲音的傳播速度為V ; 步驟4，由步驟1、2、3獲取M點坐標(biāo)(x，y，z),由此獲取M點位置信息。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種定位傳感器及其定位方法，尤其是涉及一種陣列式超聲波定位傳感器及其定位方法。一種陣列式超聲波定位傳感器，其特征在于，包括一個矩形本體以及設(shè)置的矩形本體上的傳感組件。因此，本發(fā)明具有如下優(yōu)點1.可較準(zhǔn)確的測定放電位置，且接收的信號與系統(tǒng)電源沒有任何店的關(guān)系，不會受到電源系統(tǒng)的電信號干擾，因此進(jìn)行局部放電測量時，可以得到很好的測量效果；2.陣列結(jié)構(gòu)的組合，可以同時測量到多個點的局放情況。
文檔編號G01R31/12GK102621461SQ20121010813
公開日2012年8月1日 申請日期2012年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月13日
發(fā)明者伍一鋒, 操立軍 申請人:湖北中試電力科技有限公司