專利名稱：一種用于陶瓷絕緣子的超聲無損檢測裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種無損檢測裝置，特別是涉及一種用于陶瓷絕緣子的超聲 無損檢測裝置。
背景技術：
陶瓷絕緣子作為電網中用量龐大的零部件，其質量直接關系著電網的安全運 行，在役陶瓷絕緣子由于長期處于運行高壓的作業(yè)下，又受露天環(huán)境的侵蝕，因 而不可避免地會產生失效，對陶瓷絕緣子進行在役檢測則是防止由于陶瓷絕緣子 失效而產生的陶瓷絕緣子脆斷或擊穿事故并進而造成嚴重經濟損失的有效手段。 現有常規(guī)的無損檢測方法主要包括有射線探傷(RT)方法、超聲檢測(UT)方法、 滲透探查(PT)方法、磁粉檢測(MT)方法、渦流檢測(ET)方法等，非常規(guī) 的無損檢測方法則包括有微波檢測方法、電位檢測方法等。對陶瓷絕緣子進行無 損檢測時通常采用超聲檢測(UT)方法。超聲波檢測，是利用超聲波傳感器發(fā)出 的超聲波在被檢測構件中傳播時，構件的聲學特性和內部組織的變化會對超聲波 的傳播產生一定的影響，通過對超聲波受影響程度和狀況的探測可以了解材料性 能和結構變化；在超聲波進入被測構件遇到缺陷時， 一部分聲波會產生反射，超 聲波傳感器采集該反射信號并傳輸給計算機系統(tǒng)加以分析處理，通過對反射波進 行分析，可以測量材料的厚度、發(fā)現隱藏的內部缺陷等。由于陶瓷絕緣子通常處 于高空中，在采用超聲波傳感器對其進行缺陷檢測時，難以準確地確定超聲波傳 感器的位置，從而影響了對缺陷信號的準確判斷。
實用新型內容
本實用新型的目的在于克服現有技術之不足，提供一種用于陶瓷絕緣子的超 聲無損檢測裝置，使得在超聲波無損檢測過程中，能夠準確地測出傳感器的位置， 并通過將傳感器掃描定位處理成與傳感器的常規(guī)檢測掃描圖像相對應的傳感器定位掃描圖像，使得通過對常規(guī)檢測掃描圖像和傳感器定位掃描圖像的對比即可直 觀地判斷出陶瓷絕緣子的缺陷分布狀態(tài)，具有檢測方便、易實現，檢測效果準確 的特點。
本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是 一種用于陶瓷絕緣子的超 聲無損檢測裝置，包括
一內置有超聲波傳感器的探頭，探頭內的超聲波傳感器包含受激勵后可向被 測陶瓷絕緣子發(fā)射超聲波的發(fā)射器和用來接收超聲波通過被測陶瓷絕緣子后的回 波的接收器；
一裝置有計算機處理系統(tǒng)和顯示屏的超聲波檢測分析儀，超聲波檢測分析儀 內的計算機處理系統(tǒng)與探頭內的超聲波傳感器電連接，計算機處理系統(tǒng)通過波形 發(fā)生器向超聲波傳感器的發(fā)射器發(fā)送激勵信號，超聲波傳感器的接收器將接收的 傳感信號通過第一前置放大單元、相敏檢波單元、第一A/D轉換單元輸給計算機
處理系統(tǒng)進行處理，由計算機處理系統(tǒng)處理成對應于掃描過程所拾取信號的變化
狀態(tài)的A掃描圖像，并由顯示屏予以顯示； 還包括
一裝置在探頭內用來定位超聲波傳感器的磁敏元件，該磁敏元件的傳感信號 輸出通過第二前置放大單元、第二 A/D轉換單元輸給計算機處理系統(tǒng)進行處理， 由計算機處理系統(tǒng)處理成與超聲波傳感器的常規(guī)無損檢測的A掃描圖像相同步的
B掃描圖像，并在顯示屏中與A掃描圖像同屏顯示；
一設置在被測陶瓷絕緣子外部空間以使磁敏元件能夠測出其自身所在位置 的磁場矢量的磁場裝置。
本實用新型的一種用于陶瓷絕緣子的超聲無損檢測裝置，其構成上有三個部 分。 一個部分是磁場裝置，該磁場裝置主要是用來在被測陶瓷絕緣子外構成一個 人工磁場，該人工磁場的大小足以讓進入其中的磁敏元件測出磁敏元件自身所在
位置的磁場矢量，該磁場矢量包括矢量的大小和方向；該磁場裝置可以選用永磁
體來產生所需要的磁場，也可以選用電磁裝置來產生所需要的磁場。另一個部分
4是探頭，探頭內除了裝有常規(guī)使用的超聲波傳感器外，還裝磁敏元件；超聲波傳 感器被用來向被測陶瓷絕緣子發(fā)射超聲波以及接收超聲波通過被測陶瓷絕緣子后 的回波；磁敏元件通過磁場裝置的作用可以測出其當前所在位置的磁場矢量，也 就是探頭位置的磁場矢量，由于超聲波傳感器裝在探頭內，因此該探頭的位置也 就是超聲波傳感器的位置，從而實現了對超聲波傳感器的定位。再一個是超聲波 檢測分析儀，超聲波檢測分析儀通過導線與探頭連接在一起，從而實現超聲波檢 測分析儀內的電路部分與探頭內的電路部分進行信號傳遞；該儀器內分別裝有波 形發(fā)生器、第一前置放大單元、相敏檢波單元、第一A/D轉換單元、計算機處理 系統(tǒng)、第二前置放大單元、第二A/D轉換單元；顯示屏設置在儀器的殼體處；儀 器殼上還設有控制鍵盤以用來進行輸入操作，如輸入控制指令，輸入設定參數等; 波形發(fā)生器的輸入接至計算機處理系統(tǒng)，后者向前者輸出控制信號使前者產生對 應的波形；波形發(fā)生器的輸出分別接至超聲波傳感器和相敏檢波單元，波形發(fā)生 器向超聲波傳感器輸出激勵信號，向相敏檢波單元輸出比較信號；超聲波傳感器 的發(fā)射器受激勵后產生對應的振動而向被測陶瓷絕緣子發(fā)射超聲波，接收器接收 超聲波通過被測陶瓷絕緣子后的回波并將回波的振動轉換為電信號輸出給第一前 置放大單元；第一前置放大單元的輸出接至相敏檢波單元的輸入，將超聲波傳感 器輸給的信號加以放大后輸出給相敏檢波單元；相敏檢波單元的輸出接至第一 A/D轉換單元，相敏檢波單元對第一前置放大單元的輸出信號進行相敏檢波處理， 處理后的信號輸給第一 A/D轉換單元；第一 A/D轉換單元的輸出接至計算機處理 系統(tǒng)，計算機處理系統(tǒng)對輸入信號進行處理，計算機處理系統(tǒng)的控制信號輸出分 別接至超聲波傳感器、第一前置放大單元、相敏檢波單元、第一A/D轉換單元的 控制端；磁敏元件的輸出接至第二前置放大單元的輸入，磁敏元件將測試的磁場 矢量轉換為電信號輸出給第二前置放大單元；第二前置放大單元的輸出接至第二 A/D轉換單元的輸入；第二A/D轉換單元的輸出接至計算機處理系統(tǒng)，計算機處
理系統(tǒng)對輸入信號進行處理，計算機處理系統(tǒng)的控制信號輸出分別接至磁敏元件、 第二前置放大單元、第二A/D轉換單元的控制端；計算機處理系統(tǒng)的輸出接至顯示屏；控制鍵盤的輸出接至計算機處理系統(tǒng)。
本實用新型的一種用于陶瓷絕緣子的超聲無損檢測裝置，在對陶瓷絕緣子進 行無損檢測時，是將磁場裝置裝設在被測陶瓷絕緣子的外部，將探頭貼近陶瓷絕 緣子，對陶瓷絕緣子進行有無缺陷的掃査。探頭在掃査過程中，探頭內的超聲波 傳感器的發(fā)射器受波形發(fā)生器所所發(fā)出的一個預置的波形信號所激勵而產生振 動，發(fā)射超聲波，由超聲波傳感器的發(fā)射器所發(fā)射的超聲波進入陶瓷絕緣子。根 據超聲波的聲學特性，當超聲波從一種介質進入另一種介質時，由于兩種介質密 度不同，因而在兩種介質分界面，其方向傳播會發(fā)生改變其中一部分折射入另 一種介質，另一部分被反射回來；同時，超聲波在傳播過程中，由于受介質和介 質中雜質的阻礙或吸收，其強度會產生衰減；因此，當超聲波在被測介質中傳播 時，被測介質材料的聲學特性和內部組織的變化對超聲波的傳播產生一定的影響， 通過對超聲波受影響程度和狀況的探測了解，可以測出被測介質的材料性能和結 構變化。探頭內的超聲波傳感器的接收器接收超聲波通過被測陶瓷絕緣子后的回 波，該回波信號被轉換為電信號后，通過第一前置放大單元、相敏檢波單元、第 一 A/D轉換單元而輸給計算機處理系統(tǒng)進行處理，由計算機處理系統(tǒng)處理成對應 于掃描過程所拾取信號的變化狀態(tài)的A掃描圖像，并由顯示屏予以顯示；在超聲 波傳感器進行常規(guī)的無損檢測掃描過程中，探頭內的磁敏元件不斷同步地將所測 出的當前位置的磁場矢量通過第二前置放大單元、第二 A/D轉換單元而輸給計算 機處理系統(tǒng)進行處理，由計算機處理系統(tǒng)處理成與超聲波傳感器的常規(guī)無損檢測 的A掃描圖像相同步的B掃描圖像，同時，計算機處理系統(tǒng)進一步地將相同步的 A掃描圖像、B掃描圖像處理在一個顯示頁面中，以便檢測人員根據圖像的對應關 系，可以從A掃描圖像的某一特征點找到B掃描圖像中所對應的傳感器位置，或 從B掃描圖像的某一傳感器位置找到A掃描圖像中所對應的圖像變化特征；使檢 測人員根據圖像的對應關系，方便地判斷出被測陶瓷絕緣子的缺陷情況。
本實用新型的有益效果是，由于采用了一磁場裝置、 一分別內置有超聲波傳 感器和磁敏元件的探頭、 一裝置有計算機處理系統(tǒng)和顯示屏的超聲波檢測分析儀來構成用于陶瓷絕緣子的超聲無損檢測裝置，通過磁場裝置與磁敏元件的作用， 即利用磁敏元件測出當前位置的磁場矢量，使得超聲波傳感器在進行常規(guī)的無損 檢測過程中，可以實現當前位置的定位，在超聲波傳感器進行常規(guī)無損檢測獲得 A掃描圖像的同時，通過磁敏元件可以獲得相同步的B掃描圖像，通過計算機處 理系統(tǒng)將相同步的A掃描圖像、B掃描圖像處理在一個顯示頁面中，使檢測人員 根據圖像的對應關系，可以很方便地判斷出被測陶瓷絕緣子的缺陷狀況，該超聲 無損檢測裝置具有檢測方便、易實現，檢測效果準確的優(yōu)點。
以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步詳細說明；但本實用新型的一 種用于陶瓷絕緣子的超聲無損檢測裝置不局限于實施例。
圖1是本實用新型的構成示意圖2是本實用新型的原理框圖。
具體實施方式
參見附圖所示，本實用新型的一種用于陶瓷絕緣子的超聲無損檢測裝置，包
括
一內置有超聲波傳感器11的探頭1，探頭1內的超聲波傳感器11包含受激 勵后可向被測陶瓷絕緣子10發(fā)射超聲波的發(fā)射器和用來接收超聲波通過被測陶 瓷絕緣子10后的回波的接收器；
一裝置有計算機處理系統(tǒng)21和顯示屏28的超聲波檢測分析儀2，超聲波檢 測分析儀2內的計算機處理系統(tǒng)21與探頭1內的超聲波傳感器11電連接，計算 機處理系統(tǒng)21通過波形發(fā)生器22向超聲波傳感器11的發(fā)射器發(fā)送激勵信號，超 聲波傳感器ll的接收器將接收的傳感信號通過第一前置放大單元23、相敏檢波 單元24、第一 A/D轉換單元25輸給計算機處理系統(tǒng)21進行處理，由計算機處理 系統(tǒng)21處理成對應于掃描過程所拾取信號的變化狀態(tài)的A掃描圖像，并由顯示屏 28予以顯示；
還包括
7一裝置在探頭1內用來定位超聲波傳感器11的磁敏元件12，該磁敏元件12的傳感信號輸出通過第二前置放大單元26、第二 A/D轉換單元27輸給計算機處理系統(tǒng)21進行處理，由計算機處理系統(tǒng)21處理成與超聲波傳感器11的常規(guī)無損檢測的A掃描圖像相同步的B掃描圖像，并在顯示屏28中與A掃描圖像同屏顯示;
一設置在被測陶瓷絕緣子IO外部空間以使磁敏元件12能夠測出其自身所在位置的磁場矢量的磁場裝置3。
本實用新型的一種用于陶瓷絕緣子的超聲無損檢測裝置，其構成上有三個部分。 一個部分是磁場裝置3，該磁場裝置3主要是用來在被測陶瓷絕緣子10外構成一個人工磁場，該人工磁場的大小足以讓進入其中的磁敏元件12測出磁敏元件自身所在位置的磁場矢量，該磁場矢量包括矢量的大小和方向；該磁場裝置3可以選用永磁體來產生所需要的磁場，也可以選用電磁裝置來產生所需要的磁場。另一個部分是探頭1，探頭1內除了裝有常規(guī)使用的超聲波傳感器11外，還裝磁敏元件12;超聲波傳感器11被用來向被測陶瓷絕緣子10發(fā)射超聲波以及接收超聲波通過被測陶瓷絕緣子后的回波；磁敏元件12通過磁場裝置3的作用可以測出其當前所在位置的磁場矢量，也就是探頭1位置的磁場矢量，由于超聲波傳感器11裝在探頭1內，因此該探頭的位置也就是超聲波傳感器11的位置，從而實現了對超聲波傳感器ll的定位。再一個是超聲波檢測分析儀3，超聲波檢測分析儀3通過導線與探頭1連接在一起，從而實現超聲波檢測分析儀3內的電路部分與探頭l內的電路部分進行信號傳遞；該儀器內分別裝有波形發(fā)生器22、第一前置放大單元23、相敏檢波單元24、第一A/D轉換單元25、計算機處理系統(tǒng)21、第二前置放大單元26、第二A/D轉換單元27;顯示屏28設置在儀器的殼體處；儀器殼上還設有控制鍵盤29以用來進行輸入操作，如輸入控制指令，輸入設定參數等；波形發(fā)生器22的輸入接至計算機處理系統(tǒng)21，后者向前者輸出控制信號使前者產生對應的波形；波形發(fā)生器22的輸出分別接至超聲波傳感器11和相敏檢波單元24,波形發(fā)生器22向超聲波傳感器11輸出激勵信號，向相敏檢波單元24輸出比較信號；超聲波傳感器11的發(fā)射器受激勵后產生對應的振動而向被測陶瓷
8絕緣子10發(fā)射超聲波，接收器接收超聲波通過被測陶瓷絕緣子10后的回波并將回波的振動轉換為電信號輸出給第一前置放大單元23;第一前置放大單元23的輸出接至相敏檢波單元24的輸入，將超聲波傳感器11輸給的信號加以放大后輸出給相敏檢波單元24;相敏檢波單元24的輸出接至第一A/D轉換單元25，相敏檢波單元24對第一前置放大單元23的輸出信號進行相敏檢波處理，處理后的信號輸給第一 A/D轉換單元25:第一 A/D轉換單元25的輸出接至計算機處理系統(tǒng)21，計算機處理系統(tǒng)21對輸入信號進行處理，計算機處理系統(tǒng)21的控制信號輸出分別接至超聲波傳感器ll、第一前置放大單元23、相敏檢波單元24、第一A/D轉換單元25的控制端；磁敏元件12的輸出接至第二前置放大單元26的輸入，磁敏元件12將測試的磁場矢量轉換為電信號輸出給第二前置放大單元26;第二前置放大單元26的輸出接至第二 A/D轉換單元27的輸入，第二 A/D轉換單元27的輸出接至計算機處理系統(tǒng)21，計算機處理系統(tǒng)21對輸入信號進行處理，計算機處理系統(tǒng)21的控制信號輸出分別接至磁敏元件12、第二前置放大單元26、第二A/D轉換單元27的控制端；計算機處理系統(tǒng)21的輸出接至顯示屏28;控制鍵盤29的輸出接至計算機處理系統(tǒng)21。
本實用新型的一種用于陶瓷絕緣子的超聲無損檢測裝置，在對陶瓷絕緣子10進行無損檢測時，是將磁場裝置3裝設在被測陶瓷絕緣子10的外部，將探頭l貼近陶瓷絕緣子10,對陶瓷絕緣子10進行有無缺陷的掃査。探頭1在掃査過程中，探頭1內的超聲波傳感器11的發(fā)射器受波形發(fā)生器22所所發(fā)出的一個預置的波形信號所激勵而產生振動，發(fā)射超聲波，由超聲波傳感器的發(fā)射器所發(fā)射的超聲波進入陶瓷絕緣子10。根據超聲波的聲學特性，當超聲波從一種介質進入另一種介質時，由于兩種介質密度不同，因而在兩種介質分界面，其方向傳播會發(fā)生改變其中一部分折射入另一種介質，另一部分被反射回來；同時，超聲波在傳播過程中，由于受介質和介質中雜質的阻礙或吸收，其強度會產生衰減；因此,當超聲波在被測介質中傳播時，被測介質材料的聲學特性和內部組織的變化對超聲波的傳播產生一定的影響，通過對超聲波受影響程度和狀況的探測了解，可以測出被測介質的材料性能和結構變化。探頭1內的超聲波傳感器11的接收器接收
超聲波通過被測陶瓷絕緣子io后的回波，該回波信號被轉換為電信號后，通過第一前置放大單元23、相敏檢波單元24、第一A/D轉換單元25而輸給計算機處理系統(tǒng)21進行處理，由計算機處理系統(tǒng)21處理成對應于掃描過程所拾取信號的變化狀態(tài)的A掃描圖像，并由顯示屏28予以顯示；在超聲波傳感器ll進行常規(guī)的無損檢測掃描過程中，探頭1內的磁敏元件12不斷同步地將所測出的當前位置的磁場矢量通過第二前置放大單元26、第二 A/D轉換單元27而輸給計算機處理系統(tǒng)21進行處理，由計算機處理系統(tǒng)21處理成與超聲波傳感器11的常規(guī)無損檢測的A掃描圖像相同步的B掃描圖像，同時，計算機處理系統(tǒng)21進一步地將相同步的A掃描圖像、B掃描圖像處理在一個顯示頁面中，以便檢測人員根據圖像的對應關系，可以從A掃描圖像的某一特征點找到B掃描圖像中所對應的傳感器位置,或從B掃描圖像的某一傳感器位置找到A掃描圖像中所對應的圖像變化特征；使檢測人員根據圖像的對應關系，方便地判斷出被測陶瓷絕緣子的缺陷情況。
上述實施例僅用來進一步說明本實用新型的一種用于陶瓷絕緣子的超聲無損檢測裝置，但本實用新型并不局限于實施例，凡是依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均落入本實用新型技術方案的保護范圍內。
權利要求1. 一種用于陶瓷絕緣子的超聲無損檢測裝置，包括一內置有超聲波傳感器的探頭，探頭內的超聲波傳感器包含受激勵后可向被測陶瓷絕緣子發(fā)射超聲波的發(fā)射器和用來接收超聲波通過被測陶瓷絕緣子后的回波的接收器；一裝置有計算機處理系統(tǒng)和顯示屏的超聲波檢測分析儀，超聲波檢測分析儀內的計算機處理系統(tǒng)與探頭內的超聲波傳感器電連接，計算機處理系統(tǒng)通過波形發(fā)生器向超聲波傳感器的發(fā)射器發(fā)送激勵信號，超聲波傳感器的接收器將接收的傳感信號通過第一前置放大單元、相敏檢波單元、第一A/D轉換單元輸給計算機處理系統(tǒng)進行處理，由計算機處理系統(tǒng)處理成對應于掃描過程所拾取信號的變化狀態(tài)的A掃描圖像，并由顯示屏予以顯示；其特征在于還包括一裝置在探頭內用來定位超聲波傳感器的磁敏元件，該磁敏元件的傳感信號輸出通過第二前置放大單元、第二A/D轉換單元輸給計算機處理系統(tǒng)進行處理，由計算機處理系統(tǒng)處理成與超聲波傳感器的常規(guī)無損檢測的A掃描圖像相同步的B掃描圖像，并在顯示屏中與A掃描圖像同屏顯示；一設置在被測陶瓷絕緣子外部空間以使磁敏元件能夠測出其自身所在位置的磁場矢量的磁場裝置。
專利摘要本實用新型公開了一種用于陶瓷絕緣子的超聲無損檢測裝置，包括一內置有超聲波傳感器的探頭，一裝置有計算機處理系統(tǒng)和顯示屏的超聲波檢測分析儀；還包括一裝置在探頭內用來定位超聲波傳感器的磁敏元件，一設置在被測陶瓷絕緣子外部空間以使磁敏元件能夠測出其自身所在位置的磁場矢量的磁場裝置；通過磁敏元件在磁場中測出磁場矢量，可以實現對超聲波傳感器的當前位置進行定位，使得超聲波傳感器在進行常規(guī)無損檢測獲得A掃描圖像的同時，能夠獲得相同步的B掃描圖像，檢測人員根據圖像的對應關系，可以很方便地判斷出被測陶瓷絕緣子的缺陷狀況，該超聲無損檢測裝置具有檢測方便、易實現，檢測效果準確的優(yōu)點。
文檔編號G01N29/04GK201273891SQ20082014578
公開日2009年7月15日 申請日期2008年9月28日 優(yōu)先權日2008年9月28日
發(fā)明者林俊明 申請人:林俊明