專利名稱：手持式局放超聲傳感器校準(zhǔn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于對(duì)高壓電氣設(shè)備局部放電故障進(jìn)行檢測(cè)時(shí)對(duì)所用超聲傳感
器進(jìn)行校準(zhǔn)的裝置，屬測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，檢測(cè)高壓電氣設(shè)備局部放電量的方法主要有脈沖電流測(cè)量法和超聲波檢測(cè) 法。脈沖電流測(cè)量法雖然可以對(duì)被測(cè)設(shè)備的局部放電進(jìn)行定量測(cè)量，但需要將被測(cè)設(shè)備停 止運(yùn)行，然后外加試驗(yàn)電壓進(jìn)行測(cè)量，而且利用這種方法對(duì)電容量大的設(shè)備(如電力并聯(lián) 電容器)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，靈敏度會(huì)大幅下降。超聲檢測(cè)法是利用局部放電量超生傳感器對(duì)高 壓電氣設(shè)備中因局部放電所產(chǎn)生的超聲信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，這種方法雖然可以實(shí)時(shí)、在線對(duì)局 部放電進(jìn)行檢測(cè)、定位，但由于以往的測(cè)量方法無(wú)法對(duì)超聲波進(jìn)行準(zhǔn)確定量，致使超聲檢測(cè) 法不能對(duì)放電量的大小進(jìn)行測(cè)量。另外，目前的定量裝置體積龐大、操作繁瑣，只能夠在實(shí) 驗(yàn)室中使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足、提供一種體積小、操作方便的手持式局 放超聲傳感器校準(zhǔn)裝置。 本發(fā)明所述問題是以下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的 —種手持式局放超聲傳感器校準(zhǔn)裝置，構(gòu)成中包括金屬外殼、傳感器定位托盤、壓 電晶片和晶片驅(qū)動(dòng)電路組成，所述傳感器定位托盤固定于金屬外殼上，其周邊設(shè)有與被測(cè) 超聲傳感器的工作面相匹配的限位凸緣，下部設(shè)有軟鐵環(huán)，所述壓電晶片安裝于傳感器定 位托盤中部的凹槽內(nèi)且與被測(cè)超聲傳感器的超聲接受部位相對(duì)，所述晶片驅(qū)動(dòng)電路安裝于 金屬外殼內(nèi)，其信號(hào)輸出端接壓電晶片。 上述手持式局放超聲傳感器校準(zhǔn)裝置，所述晶片驅(qū)動(dòng)電路由方波發(fā)生電路、放大 與穩(wěn)壓電路和調(diào)壓電路組成，所述方波發(fā)生電路由單片機(jī)構(gòu)成；所述放大與穩(wěn)壓電路由三 極管、穩(wěn)壓管和電阻構(gòu)成，所述三極管的基極經(jīng)第一電阻接單片機(jī)的P1.2/T0端，第二電阻 是其集電極負(fù)載，發(fā)射極依次經(jīng)第三電阻和穩(wěn)壓管接電源負(fù)極；所述調(diào)壓電路由電位器、轉(zhuǎn) 換開關(guān)、運(yùn)算放大器和電阻構(gòu)成，所述電位器、第四電阻、第五電阻、第六電阻依次串聯(lián)成分 壓電路后接穩(wěn)壓管的輸出電壓，所述運(yùn)算放大器接成電壓跟隨器，其輸入端經(jīng)轉(zhuǎn)換開關(guān)接 分壓電路的三個(gè)輸出信號(hào)，輸出端經(jīng)第七電阻接壓電晶片。 本發(fā)明利用模擬給定狀態(tài)下局部放電產(chǎn)生的超聲參數(shù)數(shù)值，對(duì)超聲波測(cè)量裝置進(jìn) 行校準(zhǔn)，使校準(zhǔn)后的超聲波測(cè)量裝置可監(jiān)測(cè)被測(cè)設(shè)備局部放電信號(hào)的大小。傳感器定位托 盤用于與超聲傳感器的工作面對(duì)接，其周邊的限位凸緣可保證壓電晶片與被測(cè)超聲傳感器 的超聲接受部位對(duì)準(zhǔn)，軟鐵環(huán)可與傳感器上的磁鐵相互吸引，保證傳感器穩(wěn)固；晶片驅(qū)動(dòng)電 路用于產(chǎn)生不同頻率和幅值的電壓脈沖信號(hào)，以適應(yīng)不同的超聲傳感器。本發(fā)明不僅能夠 對(duì)超聲波測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)，而且體積小、操作簡(jiǎn)單，適合現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)使用。
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下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖(將電路板自金屬外殼移出一部分)；
圖2是剖視圖； 圖3是晶片驅(qū)動(dòng)電路的電原理框圖；
圖4是晶片驅(qū)動(dòng)電路的電原理圖。 圖中各標(biāo)號(hào)為Q、三極管；D、穩(wěn)壓管；W、電位器；F、運(yùn)算放大器；K、轉(zhuǎn)換開關(guān)；P、 信號(hào)輸出接口 ；R1 R9、電阻；U1、單片機(jī)；1、后擋板，2、電池，3、支撐板；4、金屬外殼；5、軟 鐵環(huán)；6、定位托盤；8、前擋板；9、支撐柱；10、電路板；11、填充物；12、壓電晶片；13、膜片。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的校準(zhǔn)原理高壓電氣設(shè)備內(nèi)部發(fā)生放電時(shí)，會(huì)伴隨著產(chǎn)生超聲波，通過(guò)測(cè) 量超聲波的強(qiáng)度可得知放電量的大小。本裝置利用壓電晶片會(huì)隨著電壓強(qiáng)弱的變化產(chǎn)生相 應(yīng)強(qiáng)弱變化的超聲波來(lái)模擬放電產(chǎn)生超聲波的大小。 參看圖1、圖2，該裝置采用金屬外殼4，壓電晶片12嵌入定位托盤6當(dāng)中，定位托 盤6設(shè)計(jì)成中間凹陷邊沿凸起形狀，即周邊設(shè)有限位凸緣，以限制超聲傳感器的位置，使壓 電晶片12與被校準(zhǔn)的超聲傳感器接受部位位置更好的對(duì)應(yīng)，且距離一定，提高裝置的有效 性和一致性。壓電晶片12和定位托盤6之間用填充物11填充，填充物11起到固定和防止 托盤產(chǎn)生共振的作用，軟鐵環(huán)5套入定位托盤6內(nèi)，用三角形分布的定位孔將定位托盤6、 軟鐵環(huán)5固定在金屬外殼上，軟鐵環(huán)5用來(lái)固定放入定位托盤6的傳感器，壓電晶片12底 部與電路板10連接完成從電壓到聲波的轉(zhuǎn)換。電路板10通過(guò)支撐柱9與金屬外殼4上面 板和支撐板3接觸使電路板10穩(wěn)固，電池2通過(guò)支撐板3上的卡槽限位固定，支撐板3嵌 入金屬外殼上的卡槽，前擋板8通過(guò)擋板上的固定孔用螺釘固定在金屬外殼4前側(cè)，后擋板 l通過(guò)固定孔固定在金屬外殼后側(cè)，前后擋板分別對(duì)支撐板和電路板起到了限位作用，使電 路板固定牢固。壓電晶片12的一邊緊貼膜片13組成超聲波信號(hào)的共振與發(fā)射部分。
需要說(shuō)明的是，圖1中的壓電晶片12和填充物11位于定位托盤6中心的的凹槽 內(nèi)，圖1中把它們畫在凹槽外部是為了能夠清楚地表達(dá)該部分的結(jié)構(gòu)。
參看圖4，單片機(jī)P89LPC901產(chǎn)生一定頻率的方波信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)功率管Q放大功 率后通過(guò)穩(wěn)壓管D穩(wěn)壓，輸出電壓為3V的方波，再經(jīng)電位器W和電阻R4至R6組成的分壓 電路調(diào)整電壓，產(chǎn)生三個(gè)不同幅值的方波信號(hào)，轉(zhuǎn)換開關(guān)K用于選取合適幅值的電壓信號(hào)， 所選信號(hào)經(jīng)由運(yùn)算放大器F和電阻R9構(gòu)成的電壓跟隨器放大后驅(qū)動(dòng)壓電晶片Y產(chǎn)生超聲 波，P1為電信號(hào)輸出接口。
權(quán)利要求
一種手持式局放超聲傳感器校準(zhǔn)裝置，其特征是，構(gòu)成中包括金屬外殼(4)、傳感器定位托盤(6)、壓電晶片(12)和晶片驅(qū)動(dòng)電路組成，所述傳感器定位托盤(6)固定于金屬外殼(4)上，其周邊設(shè)有與被測(cè)超聲傳感器的工作面相匹配的限位凸緣，下部設(shè)有軟鐵環(huán)(5)，所述壓電晶片(12)安裝于傳感器定位托盤(6)中部的凹槽內(nèi)且與被測(cè)超聲傳感器的超聲接受部位相對(duì)，所述晶片驅(qū)動(dòng)電路安裝于金屬外殼(4)內(nèi)，其信號(hào)輸出端接壓電晶片(12)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述手持式局放超聲傳感器校準(zhǔn)裝置，其特征是，所述晶片驅(qū)動(dòng)電 路由方波發(fā)生電路、放大與穩(wěn)壓電路和調(diào)壓電路組成，所述方波發(fā)生電路由單片機(jī)(Ul)構(gòu) 成；所述放大與穩(wěn)壓電路由三極管(Q)、穩(wěn)壓管(D)和電阻構(gòu)成，所述三極管(Q)的基極經(jīng) 第一電阻(Rl)接單片機(jī)(Ul)的P1.2/T0端，第二電阻(R2)是其集電極負(fù)載，發(fā)射極依次 經(jīng)第三電阻(R3)和穩(wěn)壓管(D)接電源負(fù)極；所述調(diào)壓電路由電位器(W)、轉(zhuǎn)換開關(guān)(K)、運(yùn) 算放大器(F)和電阻構(gòu)成，所述電位器(W)、第四電阻(R4)、第五電阻(R5)、第六電阻(R6) 依次串聯(lián)成分壓電路后接穩(wěn)壓管(D)的輸出電壓，所述運(yùn)算放大器(F)接成電壓跟隨器，其 輸入端經(jīng)轉(zhuǎn)換開關(guān)(K)接分壓電路的三個(gè)輸出信號(hào)，輸出端經(jīng)第七電阻(R7)接壓電晶片 (12)。
全文摘要
一種手持式局放超聲傳感器校準(zhǔn)裝置，用于解決超聲傳感器的校準(zhǔn)問題。其技術(shù)方案是它包括金屬外殼、傳感器定位托盤、壓電晶片和晶片驅(qū)動(dòng)電路組成，所述傳感器定位托盤固定于金屬外殼上，其周邊設(shè)有與被測(cè)超聲傳感器的工作面相匹配的限位凸緣，下部設(shè)有軟鐵環(huán)，所述壓電晶片安裝于傳感器定位托盤中部的凹槽內(nèi)且與被測(cè)超聲傳感器的超聲接受部位相對(duì)，所述晶片驅(qū)動(dòng)電路安裝于金屬外殼內(nèi)，其信號(hào)輸出端接壓電晶片。本發(fā)明不僅能夠滿足對(duì)超聲波測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)的需要，而且體積小、操作簡(jiǎn)單，適合現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)使用。
文檔編號(hào)G01R35/00GK101706562SQ200910075298
公開日2010年5月12日 申請(qǐng)日期2009年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月8日
發(fā)明者何平, 劉大永, 景崇友, 杜玉新, 趙秀生, 齊鐵東 申請(qǐng)人:保定天威集團(tuán)有限公司;保定天威新域科技發(fā)展有限公司