一種變電站超聲波成像定位檢測裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種變電站超聲波成像定位檢測裝置，包括通過同軸電纜相連的成像顯示機(jī)構(gòu)和超聲波探測機(jī)構(gòu)，所述超聲波探測機(jī)構(gòu)包括矩陣設(shè)置于二次曲面結(jié)構(gòu)上的超聲波傳感器和信號(hào)預(yù)處理電路；所述成像顯示機(jī)構(gòu)包括顯示器、處理器和與所述處理器連接的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；所述處理器設(shè)置聲強(qiáng)映射處理模塊用以驅(qū)動(dòng)顯示聲強(qiáng)映射圖來快速判斷超聲波源。本實(shí)用新型根據(jù)變電站待測設(shè)備位置，建立二次曲面的立方體數(shù)據(jù)模型，基于該模型建立三維坐標(biāo)系，并對(duì)相關(guān)超聲波信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理和顯示處理，利用偽圖像信息進(jìn)行超聲波成像，并且利用色環(huán)帶分析實(shí)現(xiàn)快速故障定位。本實(shí)用新型有效提高了變電站檢修維護(hù)的工作效率，簡便實(shí)用，具有很好的推廣應(yīng)用價(jià)值。
【專利說明】一種變電站超聲波成像定位檢測裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及超聲波定位設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種變電站超聲波成像定位檢測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電力企業(yè)管理精細(xì)化、服務(wù)人性化、資料規(guī)范化，對(duì)電器設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)的周期性試驗(yàn)和抽試要求越來越高、越來越細(xì),傳統(tǒng)的聽聲辯位已經(jīng)很難徹底地解決現(xiàn)場技術(shù)問題；研究發(fā)現(xiàn)，任何電氣設(shè)備在運(yùn)行中，由于受到交變電流的作用，都會(huì)發(fā)生各種聲音和振動(dòng)，其中包括能聽見噪聲和超聲波，這些聲音和振動(dòng)是運(yùn)行設(shè)備所特有的，是表示設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的一種特征。例如，變電站多是處在一個(gè)有多種噪聲的環(huán)境下，其中大多是工頻聲信號(hào)，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，必然會(huì)伴隨產(chǎn)生超聲波信號(hào)，這些超聲波和工頻聲信號(hào)混雜在環(huán)境聲響中。但是，變電站同時(shí)又是一個(gè)環(huán)境比較特殊的場所，在變電站運(yùn)行狀態(tài)下是不允許人靠近設(shè)備的，屬于危險(xiǎn)區(qū)域，工作期間禁止人員接近，因此，設(shè)備故障無法預(yù)知、設(shè)備故障后無法定位，對(duì)其故障缺陷的檢測十分困難。而在定期的檢修期間，技術(shù)人員又無法重現(xiàn)高壓時(shí)的故障現(xiàn)象，這個(gè)問題一直沒有得到解決突破，只能人工憑經(jīng)驗(yàn)推斷，大面積更換設(shè)備，但對(duì)于異常聲音的定位，特別是超聲波信號(hào)，僅憑耳朵是很難做到的。所以如何在嘈雜環(huán)境下進(jìn)行聲源定位就顯得尤為重要，并且在其他行業(yè)也極具應(yīng)用價(jià)值。目前，變電站的異常超聲波源的查找方法智能化程度很低，無法快速準(zhǔn)確的查找超聲波源、排除故障，以此來減少設(shè)備故障對(duì)變電站帶來的巨大損失。機(jī)械科學(xué)與技術(shù)期刊2008年6月，第二十七卷第六期“超聲波遠(yuǎn)距離振動(dòng)信號(hào)檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)”記載:在機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷中，振動(dòng)信號(hào)是一個(gè)重要的狀態(tài)參量，文章針對(duì)壓電式、電渦流傳感器等常規(guī)的振動(dòng)測量方法和儀器在特殊環(huán)境中的局限性，提出了基于超聲波的非接觸式檢測方法，研究并設(shè)計(jì)了系統(tǒng)檢測裝置，該檢測裝置主要由超聲波發(fā)生模塊、超聲波接收模塊和基于L abV IEW的數(shù)據(jù)采集赴理3個(gè)部分組成，利用該裝置對(duì)振動(dòng)對(duì)象進(jìn)行遠(yuǎn)距離測量。但是上述檢測裝置需要對(duì)振動(dòng)對(duì)象發(fā)射超聲波信號(hào)，利用振動(dòng)對(duì)超聲波信號(hào)調(diào)制之后再進(jìn)行信號(hào)接收，處理確定故障點(diǎn)，結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜。CN 101865789 A公開了一種工業(yè)檢測領(lǐng)域的近場聲全息聲像模式識(shí)別的故障檢測裝置及其檢測方法，包括傳聲器陣列、掃描架、參考源、固支肋板、激振源和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。利用機(jī)械正常與故障狀態(tài)下聲壓幅值和分布的變化，借鑒圖像診斷技術(shù)在其他領(lǐng)域的應(yīng)用，采用圖像處理、特征提取和模式識(shí)別技術(shù)對(duì)近場聲全息圖像進(jìn)行處理。但是對(duì)于信號(hào)采集量較大，數(shù)據(jù)處理麻煩，準(zhǔn)確率比較低，同時(shí)對(duì)于裝置的要求較高，不便于推廣使用。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的在于解決上述問題，提供一種方便觀察、操作安全的變電站超聲波成像定位檢測裝置。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:一種變電站超聲波成像定位檢測裝置，包括通過同軸電纜相連的成像顯示機(jī)構(gòu)和超聲波探測機(jī)構(gòu)，所述超聲波探測機(jī)構(gòu)包括矩陣設(shè)置于二次曲面結(jié)構(gòu)上的超聲波傳感器和信號(hào)預(yù)處理電路。
[0005]所述成像顯示機(jī)構(gòu)包括顯示器、處理器和與所述處理器連接的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；所述處理器輸入端連接超聲波探測機(jī)構(gòu)的輸出端，所述處理器的輸出端連接所述顯示器。
[0006]所述處理器設(shè)置聲強(qiáng)映射處理模塊，所述聲強(qiáng)映射處理模塊生成的聲強(qiáng)映射圖通過閾值電路在所述顯示器以不同顏色的像素點(diǎn)顯示出來，所述相同顏色像素點(diǎn)組成的色環(huán)帶代表相同聲強(qiáng)閾值。
[0007]所述二次曲面結(jié)構(gòu)上的超聲波傳感器數(shù)量設(shè)置為16個(gè)或32個(gè)或者64個(gè)。
[0008]所述信號(hào)預(yù)處理電路包括自適應(yīng)放大電路、低通濾波電路、分幀電路和加窗電路，所述分巾貞電路設(shè)置巾貞移為10ms。
[0009]所述超聲波傳感器包括設(shè)置于所述二次曲面結(jié)構(gòu)上的一端開口一端封閉的中空型塑料殼體，所述中空型塑料殼體內(nèi)設(shè)置壓電陶瓷片及與壓電陶瓷片下端面相連接的匹配層，所述中空型塑料殼體內(nèi)部填充屏蔽材料，所述匹配層上端面設(shè)有圍繞在壓所述電陶瓷片周圍的金屬環(huán)，所述金屬環(huán)與所述壓電陶瓷片之間形成一個(gè)諧振腔，所述壓電陶瓷片的負(fù)極與金屬環(huán)電連接，外部連接端子的正極與壓電陶瓷片的正極電連接，外部連接端子的負(fù)極與金屬環(huán)電連接。
[0010]所述二次曲面結(jié)構(gòu)弧面前端周向設(shè)置前伸的喇叭形導(dǎo)音板。
[0011]所述二次曲面結(jié)構(gòu)下方設(shè)置支撐架，所述支撐架下部設(shè)置萬向輪，所述支撐架上設(shè)置升降構(gòu)件。
[0012]所述處理器連接報(bào)警裝置，所述報(bào)警裝置包括聲音和閃光報(bào)警器。
[0013]本實(shí)用新型包括通過同軸電纜相連的成像顯示機(jī)構(gòu)和超聲波探測機(jī)構(gòu)，所述超聲波探測機(jī)構(gòu)包括矩陣設(shè)置于二次曲面結(jié)構(gòu)上的超聲波傳感器和信號(hào)預(yù)處理電路；所述成像顯示機(jī)構(gòu)包括顯示器、處理器和與所述處理器連接的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；所述處理器輸入端連接超聲波探測機(jī)構(gòu)的輸出端，所述處理器的輸出端連接所述顯示器；通過所述二次曲面結(jié)構(gòu)上的超聲波傳感器采集所述振動(dòng)超聲波源信號(hào)的球面波信號(hào)，利用其立體結(jié)構(gòu)進(jìn)行定位，結(jié)合信號(hào)預(yù)處理電路，確定超聲波源信息并進(jìn)行后期處理和顯示，方便故障診斷和預(yù)警分析，提高變電站系統(tǒng)安全運(yùn)行。
[0014]所述處理器設(shè)置聲強(qiáng)映射處理模塊，所述聲強(qiáng)映射圖通過閾值電路在所述顯示器以不同顏色的像素點(diǎn)顯示出來，所述相同顏色像素點(diǎn)組成的色環(huán)帶代表相同聲強(qiáng)閾值，顯示結(jié)果清晰明了，方便使用者進(jìn)行觀察和分析，對(duì)于快速故障診斷具有顯著的意義。
[0015]所述二次曲面結(jié)構(gòu)上的超聲波傳感器數(shù)量設(shè)置為16個(gè)或32個(gè)或者64個(gè)，不僅便于對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行二進(jìn)制處理分析，而且布置規(guī)范；所述信號(hào)預(yù)處理電路包括自適應(yīng)放大電路、低通濾波電路、分幀電路和加窗電路，通過對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大，然后低通濾波濾除高頻和多倍頻信號(hào)，減少高頻以及倍頻信號(hào)的干擾，減輕數(shù)據(jù)分析難度，并以分幀電路和加窗電路對(duì)采集是數(shù)據(jù)進(jìn)行量化分析和顯示，便于形成聲強(qiáng)映射圖的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息。
[0016]所述超聲波傳感器包括設(shè)置于所述二次曲面結(jié)構(gòu)上的一端開口一端封閉的中空型塑料殼體，所述中空型塑料殼體內(nèi)設(shè)置壓電陶瓷片及與壓電陶瓷片下端面相連接的匹配層，所述中空型塑料殼體內(nèi)部填充屏蔽材料，所述匹配層上端面設(shè)有圍繞在壓所述電陶瓷片周圍的金屬環(huán)，所述金屬環(huán)與所述壓電陶瓷片之間形成一個(gè)諧振腔，所述壓電陶瓷片的負(fù)極與金屬環(huán)電連接，外部連接端子的正極與壓電陶瓷片的正極電連接，外部連接端子的負(fù)極與金屬環(huán)電連接；采用所述超聲波傳感器通過所述諧振腔產(chǎn)生共振，相對(duì)于單純的壓電陶瓷片其收到能量大、機(jī)械振幅強(qiáng)，于是壓電陶瓷片產(chǎn)生更強(qiáng)的電信號(hào)，提高了對(duì)信號(hào)采集的高靈敏度。
[0017]所述二次曲面結(jié)構(gòu)弧面前端周向設(shè)置前伸的喇叭形導(dǎo)音板，不僅可以提高收集到信號(hào)的準(zhǔn)確度，也可以減少非檢測范圍內(nèi)其他超聲波信號(hào)的疊加干擾，影響判斷的準(zhǔn)確性和可靠性；所述二次曲面結(jié)構(gòu)下方設(shè)置支撐架，所述支撐架下部設(shè)置萬向輪，可以方便使用時(shí)候調(diào)整與被檢測對(duì)象的距離，并且運(yùn)輸、攜帶方便；所述支撐架上設(shè)置升降構(gòu)件，可以根據(jù)被檢測部位的高度進(jìn)行初步調(diào)整，提高檢測準(zhǔn)確性；所述處理器連接報(bào)警裝置，所述報(bào)警裝置包括聲音和閃光報(bào)警器，在處理器對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理后結(jié)合數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行對(duì)比分析，初步預(yù)警故障信息，給后續(xù)按照聲強(qiáng)映射圖的信息進(jìn)行精確定位提供良好的基礎(chǔ)條件。
[0018]本實(shí)用新型創(chuàng)新性的把超聲波信號(hào)獲取和處理分開，系統(tǒng)前端超聲波信號(hào)采集部件具有便攜、定位準(zhǔn)確、預(yù)處理迅速等特點(diǎn)，處理、顯示部件具有功能豐富、顯示明細(xì)、預(yù)警及時(shí)的功能優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型變電站超聲波成像定位檢測裝置從根本上解決了變電站設(shè)備故障無法準(zhǔn)確預(yù)警，故障位置不能準(zhǔn)確判斷等難題，能夠?yàn)榧皶r(shí)掌握變電站設(shè)備運(yùn)行情況提供技術(shù)保障，為設(shè)備故障點(diǎn)的準(zhǔn)確判斷提供理論依據(jù)。該偵測系統(tǒng)還具有以下特點(diǎn):
[0019]I)采集和處理分開，保證了超聲波源定位的準(zhǔn)確性；
[0020]2)到達(dá)時(shí)間采集模塊采用全硬件電路實(shí)現(xiàn)，確保了數(shù)據(jù)信息傳輸處理可靠性和定位的精度；
[0021]3)自帶時(shí)鐘并定時(shí)與中心端進(jìn)行時(shí)鐘校準(zhǔn)，保證時(shí)鐘的準(zhǔn)確性；
[0022]4)可以存儲(chǔ)信息，便于后期分析和打印記錄的動(dòng)作狀態(tài)信息如:超聲波源位置坐標(biāo)、超聲波源出現(xiàn)時(shí)間、超聲波源所處機(jī)柜信息等；
[0023]5)整套設(shè)備裝置制作小巧、精致，現(xiàn)場安裝接線更簡單、方便。
[0024]本實(shí)用新型根據(jù)變電站待測設(shè)備位置，建立二次曲面的立方體數(shù)據(jù)模型，基于該模型建立三維坐標(biāo)系，在該模型各定點(diǎn)位置設(shè)設(shè)置至少16個(gè)超聲波傳感器，并對(duì)相關(guān)超聲波信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理和顯示處理，利用偽圖像信息進(jìn)行成像，獲得模擬全景超聲波信號(hào)并實(shí)現(xiàn)超聲波成像，并且利用色環(huán)帶使分析簡便，可以實(shí)現(xiàn)快速故障定位。驗(yàn)證得出檢測的變電站靜態(tài)目標(biāo)與超聲波相應(yīng)目標(biāo)相互吻合，超聲波成像信息可靠度高。本實(shí)用新型通過利于超聲波探測定位，并所述成像顯示機(jī)構(gòu)和超聲波探測機(jī)構(gòu)設(shè)置為一體的結(jié)構(gòu)，有效地解決了人耳無法知覺和定位的變電站異常振動(dòng)，確保設(shè)備運(yùn)行在正常的狀態(tài)下，在設(shè)備出現(xiàn)運(yùn)行故障前，找到問題并解決掉，防患于未然，有效提高了變電站檢修維護(hù)的工作效率，本實(shí)用新型簡便實(shí)用效率高，具有很好的推廣應(yīng)用價(jià)值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說明:
[0026]圖1是本實(shí)用新型中變電站超聲波成像定位檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2是本實(shí)用新型中變電站超聲波成像定位檢測裝置的信號(hào)處理框圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0028]具體實(shí)施例一
[0029]如圖1和圖2所示，一種變電站超聲波成像定位檢測裝置，包括通過同軸電纜相連的成像顯示機(jī)構(gòu)和超聲波探測機(jī)構(gòu)，所述超聲波探測機(jī)構(gòu)包括矩陣設(shè)置于二次曲面結(jié)構(gòu)I上的超聲波傳感器12和信號(hào)預(yù)處理電路。
[0030]所述成像顯示機(jī)構(gòu)包括顯示器2、處理器3和與所述處理器3連接的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器4 ;所述處理器3輸入端連接超聲波探測機(jī)構(gòu)的輸出端，所述處理器3的輸出端連接所述顯示器2。
[0031 ] 所述處理器3設(shè)置聲強(qiáng)映射處理模塊5，所述聲強(qiáng)映射處理模塊5生成的聲強(qiáng)映射圖通過閾值電路在所述顯示器2以不同顏色的像素點(diǎn)顯示出來，所述相同顏色像素點(diǎn)組成的色環(huán)帶6代表相同聲強(qiáng)閾值。
[0032]所述二次曲面結(jié)構(gòu)I上的超聲波傳感器2數(shù)量設(shè)置為64個(gè)。
[0033]所述信號(hào)預(yù)處理電路包括自適應(yīng)放大電路、低通濾波電路、分幀電路和加窗電路，所述分巾貞電路設(shè)置巾貞移為10ms。
[0034]所述超聲波傳感器12包括設(shè)置于所述二次曲面結(jié)構(gòu)上的一端開口一端封閉的中空型塑料殼體，所述中空型塑料殼體內(nèi)設(shè)置壓電陶瓷片及與壓電陶瓷片下端面相連接的匹配層，所述中空型塑料殼體內(nèi)部填充屏蔽材料，所述匹配層上端面設(shè)有圍繞在壓所述電陶瓷片周圍的金屬環(huán)，所述金屬環(huán)與所述壓電陶瓷片之間形成一個(gè)諧振腔，所述壓電陶瓷片的負(fù)極與金屬環(huán)電連接，外部連接端子的正極與壓電陶瓷片的正極電連接，外部連接端子的負(fù)極與金屬環(huán)電連接。
[0035]所述二次曲面結(jié)構(gòu)I的弧面前端周向設(shè)置前伸的喇叭形導(dǎo)音板7。
[0036]所述二次曲面結(jié)構(gòu)I下方設(shè)置支撐架8，所述支撐架8下部設(shè)置萬向輪9，所述支撐架8上設(shè)置升降構(gòu)件10。
[0037]所述處理器3連接報(bào)警裝置11，所述報(bào)警裝置11包括聲音和閃光報(bào)警器。
[0038]具體實(shí)施例二
[0039]與具體實(shí)施例一區(qū)別僅在于:所述二次曲面結(jié)構(gòu)I上的超聲波傳感器2數(shù)量設(shè)置為16個(gè)或32個(gè)。
[0040]上述實(shí)施例中，本實(shí)用新型包括通過同軸電纜相連的成像顯示機(jī)構(gòu)和超聲波探測機(jī)構(gòu)，所述超聲波探測機(jī)構(gòu)包括矩陣設(shè)置于二次曲面結(jié)構(gòu)I上的超聲波傳感器12和信號(hào)預(yù)處理電路；所述成像顯示機(jī)構(gòu)包括顯示器2、處理器3和與所述處理器3連接的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器4 ;所述處理器3輸入端連接超聲波探測機(jī)構(gòu)的輸出端，所述處理器3的輸出端連接所述顯示器2 ;通過所述二次曲面結(jié)構(gòu)I上的超聲波傳感器12采集所述振動(dòng)超聲波源信號(hào)的球面波信號(hào)，利用其立體結(jié)構(gòu)進(jìn)行定位，結(jié)合信號(hào)預(yù)處理電路，確定超聲波源信息并進(jìn)行后期處理和顯示，方便故障診斷和預(yù)警分析，提高變電站系統(tǒng)安全運(yùn)行；
[0041]所述處理器3設(shè)置聲強(qiáng)映射處理模塊5，所述聲強(qiáng)映射圖通過閾值電路在所述顯示器2以不同顏色的像素點(diǎn)顯示出來，所述相同顏色像素點(diǎn)組成的色環(huán)帶6代表相同聲強(qiáng)閾值，顯示結(jié)果清晰明了，方便使用者進(jìn)行觀察和分析，對(duì)于快速故障診斷具有顯著的意義；
[0042]所述二次曲面結(jié)構(gòu)I上的超聲波傳感器12數(shù)量設(shè)置為16個(gè)或32個(gè)或者64個(gè)，不僅便于對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行二進(jìn)制處理分析，而且布置規(guī)范；
[0043]所述信號(hào)預(yù)處理電路包括自適應(yīng)放大電路、低通濾波電路、分幀電路和加窗電路，通過對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大，然后低通濾波濾除高頻和多倍頻信號(hào)，減少高頻以及倍頻信號(hào)的干擾，減輕數(shù)據(jù)分析難度，并以分幀電路和加窗電路對(duì)采集是數(shù)據(jù)進(jìn)行量化分析和顯示，便于形成聲強(qiáng)映射圖的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息；
[0044]所述超聲波傳感器12包括設(shè)置于所述二次曲面結(jié)構(gòu)I上的一端開口一端封閉的中空型塑料殼體，所述中空型塑料殼體內(nèi)設(shè)置壓電陶瓷片及與壓電陶瓷片下端面相連接的匹配層，所述中空型塑料殼體內(nèi)部填充屏蔽材料，所述匹配層上端面設(shè)有圍繞在壓所述電陶瓷片周圍的金屬環(huán)，所述金屬環(huán)與所述壓電陶瓷片之間形成一個(gè)諧振腔，所述壓電陶瓷片的負(fù)極與金屬環(huán)電連接，外部連接端子的正極與壓電陶瓷片的正極電連接，外部連接端子的負(fù)極與金屬環(huán)電連接；采用所述超聲波傳感器12通過所述諧振腔產(chǎn)生共振，相對(duì)于單純的壓電陶瓷片其收到能量大、機(jī)械振幅強(qiáng)，于是壓電陶瓷片產(chǎn)生更強(qiáng)的電信號(hào)，提高了對(duì)信號(hào)采集的高靈敏度；
[0045]所述二次曲面結(jié)構(gòu)I弧面前端周向設(shè)置前伸的喇叭形導(dǎo)音板7，不僅可以提高收集到信號(hào)的準(zhǔn)確度，也可以減少非檢測范圍內(nèi)其他超聲波信號(hào)的疊加干擾，影響判斷的準(zhǔn)確性和可靠性；
[0046]所述二次曲面結(jié)構(gòu)I下方設(shè)置支撐架8，所述支撐架8下部設(shè)置萬向輪9，可以方便使用時(shí)候調(diào)整與被檢測對(duì)象的距離，并且運(yùn)輸、攜帶方便；所述支撐架8上設(shè)置升降構(gòu)件10,可以根據(jù)被檢測部位的聞度進(jìn)行初步調(diào)整,提聞檢測準(zhǔn)確性；
[0047]所述處理器3連接報(bào)警裝置11，所述報(bào)警裝置11包括聲音和閃光報(bào)警器，在處理器3對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理后結(jié)合數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器4內(nèi)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行對(duì)比分析，初步預(yù)警故障信息，給后續(xù)按照聲強(qiáng)映射圖的信息進(jìn)行精確定位提供良好的基礎(chǔ)條件。
[0048]本實(shí)用新型創(chuàng)新性的把超聲波信號(hào)獲取和處理分開，系統(tǒng)前端超聲波信號(hào)采集部件具有便攜、定位準(zhǔn)確、預(yù)處理迅速等特點(diǎn)，處理、顯示部件具有功能豐富、顯示明細(xì)、預(yù)警及時(shí)的功能優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型變電站超聲波成像定位檢測裝置從根本上解決了變電站設(shè)備故障無法準(zhǔn)確預(yù)警，故障位置不能準(zhǔn)確判斷等難題，能夠?yàn)榧皶r(shí)掌握變電站設(shè)備運(yùn)行情況提供技術(shù)保障，為設(shè)備故障點(diǎn)的準(zhǔn)確判斷提供理論依據(jù)。該偵測系統(tǒng)還具有以下特點(diǎn):
[0049]I)采集和處理分開，保證了超聲波源定位的準(zhǔn)確性；
[0050]2)到達(dá)時(shí)間采集模塊采用全硬件電路實(shí)現(xiàn)，確保了數(shù)據(jù)信息傳輸處理可靠性和定位的精度；
[0051]3)自帶時(shí)鐘并定時(shí)與中心端進(jìn)行時(shí)鐘校準(zhǔn)，保證時(shí)鐘的準(zhǔn)確性；
[0052]4)可以存儲(chǔ)信息，便于后期分析和打印記錄的動(dòng)作狀態(tài)信息如:超聲波源位置坐標(biāo)、超聲波源出現(xiàn)時(shí)間、超聲波源所處機(jī)柜信息等；
[0053]5)整套設(shè)備裝置制作小巧、精致，現(xiàn)場安裝接線更簡單、方便。
[0054]本實(shí)用新型根據(jù)變電站待測設(shè)備位置，建立二次曲面的立方體數(shù)據(jù)模型，基于該模型建立三維坐標(biāo)系，在該模型各定點(diǎn)位置設(shè)設(shè)置至少16個(gè)超聲波傳感器12，并對(duì)相關(guān)超聲波信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理和顯示處理，利用偽圖像信息進(jìn)行成像，獲得模擬全景超聲波信號(hào)并實(shí)現(xiàn)超聲波成像，并且利用色環(huán)帶6使分析簡便，可以實(shí)現(xiàn)快速故障定位。驗(yàn)證得出檢測的變電站靜態(tài)目標(biāo)與超聲波相應(yīng)目標(biāo)相互吻合，超聲波成像信息可靠度高。本實(shí)用新型通過利于超聲波探測定位，并所述成像顯示機(jī)構(gòu)和超聲波探測機(jī)構(gòu)設(shè)置為一體的結(jié)構(gòu)，有效地解決了人耳無法知覺和定位的變電站異常振動(dòng)，確保設(shè)備運(yùn)行在正常的狀態(tài)下，在設(shè)備出現(xiàn)運(yùn)行故障前，找到問題并解決掉，防患于未然，有效提高了變電站檢修維護(hù)的工作效率，本實(shí)用新型簡便實(shí)用效率高，具有很好的推廣應(yīng)用價(jià)值。
【權(quán)利要求】
1.一種變電站超聲波成像定位檢測裝置，其特征在于:包括通過同軸電纜相連的超聲波探測機(jī)構(gòu)和成像顯示機(jī)構(gòu)，所述超聲波探測機(jī)構(gòu)包括矩陣設(shè)置于二次曲面結(jié)構(gòu)上的超聲波傳感器和信號(hào)預(yù)處理電路；所述成像顯示機(jī)構(gòu)包括顯示器、處理器和與所述處理器連接的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，所述處理器輸入端連接超聲波探測機(jī)構(gòu)的輸出端，所述處理器的輸出端連接所述顯示器。
2.如權(quán)利要求1所述變電站超聲波成像定位檢測裝置，其特征在于:所述處理器設(shè)置聲強(qiáng)映射處理模塊，所述聲強(qiáng)映射處理模塊生成的聲強(qiáng)映射圖通過閾值電路在所述顯示器上以不同顏色的像素點(diǎn)顯示出來，所述相同顏色像素點(diǎn)組成代表相同聲強(qiáng)閾值的色環(huán)帶。
3.如權(quán)利要求1所述變電站超聲波成像定位檢測裝置，其特征在于:所述二次曲面結(jié)構(gòu)上的超聲波傳感器數(shù)量設(shè)置為16個(gè)或32個(gè)或者64個(gè)。
4.如權(quán)利要求1所述變電站超聲波成像定位檢測裝置，其特征在于:所述信號(hào)預(yù)處理電路包括自適應(yīng)放大電路、低通濾波電路、分幀電路和加窗電路，所述分幀電路設(shè)置幀移為IOms0
5.如權(quán)利要求1所述變電站超聲波成像定位檢測裝置，其特征在于:所述超聲波傳感器包括設(shè)置于所述二次曲面結(jié)構(gòu)上的一端開口一端封閉的中空型塑料殼體，所述中空型塑料殼體內(nèi)設(shè)置壓電陶瓷片及與壓電陶瓷片下端面相連接的匹配層，所述中空型塑料殼體內(nèi)部填充屏蔽材料，所述匹配層上端面設(shè)有圍繞在壓所述電陶瓷片周圍的金屬環(huán)，所述金屬環(huán)與所述壓電陶瓷片之間形成一個(gè)諧振腔，所述壓電陶瓷片的負(fù)極與金屬環(huán)電連接，外部連接端子的正極與壓電陶瓷片的正極電連接，外部連接端子的負(fù)極與金屬環(huán)電連接。
6.如權(quán)利要求1一5任一所述變電站超聲波成像定位檢測裝置，其特征在于:所述二次曲面結(jié)構(gòu)弧面前端周向設(shè)置前伸的喇叭形導(dǎo)音板。
7.如權(quán)利要求1一5任一所述變電站超聲波成像定位檢測裝置，其特征在于:所述二次曲面結(jié)構(gòu)下方設(shè)置支撐架，所述支撐架下部設(shè)置萬向輪，所述支撐架上設(shè)置升降構(gòu)件。
8.如權(quán)利要求1一5任一所述變電站超聲波成像定位檢測裝置，其特征在于:所述處理器連接報(bào)警裝置，所述報(bào)警裝置包括聲音和閃光報(bào)警器。
【文檔編號(hào)】G01S5/18GK203405569SQ201320377076
【公開日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年6月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月28日
【發(fā)明者】張富洲, 羅翔升, 羅道軍, 張治國, 趙紅, 毛新生, 向峰 申請(qǐng)人:國家電網(wǎng)公司, 河南省電力公司南陽供電公司