CN111024342A - 一种高温环境下电力设备振动检测系统及其检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种高温环境下电力设备振动检测系统，所述振动检测系统包括信号注入单元、超声波信号采集单元、温度采集单元、信号调理单元、控制处理单元、按键输入单元、存储单元、显示单元、报警单元和通信单元；所述振动检测系统通过向所述电力设备注入激励信号，并采集反射超声波信号、温度信号，根据不同温度环境对所述电力设备振动状况进行准确测量，当振动异常时及时发出报警。本发明提供一种高温环境下电力设备振动检测系统和方法，实现高温环境下对电力设备振动状况的准确检测、报警，保证电力设备安全可靠工作。

Description

一种高温环境下电力设备振动检测系统及其检测方法
技术领域
本发明属于电力检测技术领域，特别涉及一种高温环境下电力设备振动检测系统及其检测方法。
背景技术
随着科技的不断发展，人们对电能的使用越来越多。电力设备作为电力系统的重要组成部分，其安全可靠地工作对电力系统和用户都起着非常重要的作用。因为特殊的需要，有些电力设备需要在高温环境中，而在高温环境，电力设备的使用更容易出现故障，因此需要更好进行检测，以保证电力设备安全工作。
本发明提出一种高温环境下电力设备振动检测系统，对电力设备注入超声波激励波，根据不同温度环境对电力设备振动状况进行分析，保证电力设备安全可靠工作。
发明内容
本发明提供一种高温环境下电力设备振动检测系统和方法，实现高温环境下对电力设备振动状况的准确检测、报警，保证电力设备安全可靠工作。
本发明具体为一种高温环境下电力设备振动检测系统，所述振动检测系统包括信号注入单元、超声波信号采集单元、温度采集单元、信号调理单元、控制处理单元、按键输入单元、存储单元、显示单元、报警单元和通信单元，所述信号注入单元、所述信号采集单元、所述温度采集单元分别与所述电力设备连接，所述控制处理单元分别与所述信号调理单元、所述按键输入单元、所述存储单元、所述显示单元、所述报警单元、所述通信单元相连接；所述振动检测系统通过向所述电力设备注入激励信号，并采集反射超声波信号、温度信号，根据不同温度环境对所述电力设备振动状况进行准确测量，当振动异常时及时发出报警。
所述信号注入单元包括函数发生器、放大电路、发射电路、超声波发射探头，所述函数发生器输出超声波激励波，所述超声波激励波经过所述放大电路、所述发射电路、所述超声波发射探头发射至所述电力设备。
所述超声波信号采集单元采用超声波接收探头接收经过所述电力设备的所述反射超声波信号；所述温度采集单元采用温度传感器采集所述电力设备温度信号。
所述信号调理单元包括信号放大模块、滤波模块、A/D转换模块，所述信号放大模块采用放大电路对采集的信号进行放大处理，输出符合所述A/D转换模块输入要求的信号；所述滤波模块采用低通滤波器滤除高频干扰信号。
所述按键输入单元结合所述存储单元、所述显示单元对所述振动检测系统进行参数设置和信息查询，所述参数包括温度报警值、不同温度下超声波在空气中的传播速度、反射超声波幅值报警值。
所述报警单元采用声光报警器，当所述电力设备振动异常时能够及时发出声光报警信号。
所述通信单元采用无线通信技术将所述振动检测系统的检测信息上传至监控中心，同时所述通信单元还能够对所述振动检测系统进行远程操作。
本发明还提供一种高温环境下电力设备振动检测系统的检测方法，所述检测方法包括如下步骤：
步骤(1)：控制所述函数发生器输出超声波激励波；
步骤(2)：经过所述放大电路进行放大处理；
步骤(3)：通过所述发射电路将所述超声波激励波传输至所述超声波发射探头；
步骤(4)：所述超声波接收探头接收经过所述电力设备的所述反射超声波信号；所述温度传感器采集所述电力设备温度信号；
步骤(5)：经过所述信号放大模块进行信号放大处理；
步骤(6)：经过所述滤波模块滤除干扰信号；
步骤(7)：经过所述A/D转换模块进行A/D转换；
步骤(8)：将所述温度信号与所述温度报警值进行比较，若大于所述温度报警值，控制所述报警单元、所述显示单元将发出温度异常报警，进入步骤(9)；若不大于所述温度报警值，返回步骤(4)；
步骤(9)：将所述反射超声波信号转换为AM-FM信号x(n)＝Ar·cos[φ(n)]，Ar为所述反射超声波幅值，
Figure BDA0002275827660000021
ω为所述反射超声波频率，h为所述变压器的振动位移，
Figure BDA0002275827660000022
为所述反射超声波回波和法线的夹角，c为所述超声波在空气中的传播速度，L为平衡状态的所述变压器与所述超声波接收探头之间的直线距离；
步骤(10)：将所述反射超声波幅值与所述反射超声波幅值报警值进行比较，若大于所述反射超声波幅值报警值，控制所述报警单元、所述显示单元将发出振动异常报警；若不大于所述反射超声波幅值报警值，返回返回步骤(4)；
步骤(11)：通过所述通信单元将检测信息上传至所述监控中心。
与现有技术相比，有益效果是：所述振动检测系统对所述电力设备注入超声波激励波，并采集反射超声波信号、温度信号，根据不同温度环境实现对所述电力设备振动信号的准确测量，当出现振动异常时，能够及时发出报警。
附图说明
图1为本发明一种高温环境下电力设备振动检测系统检测方法的工作流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明一种高温环境下电力设备振动检测系统的具体实施方式做详细阐述。
本发明的振动检测系统包括信号注入单元、超声波信号采集单元、温度采集单元、信号调理单元、控制处理单元、按键输入单元、存储单元、显示单元、报警单元和通信单元，所述信号注入单元、所述信号采集单元、所述温度采集单元分别与所述电力设备连接，所述控制处理单元分别与所述信号调理单元、所述按键输入单元、所述存储单元、所述显示单元、所述报警单元、所述通信单元相连接；所述振动检测系统通过向所述电力设备注入激励信号，并采集反射超声波信号、温度信号，根据不同温度环境对所述电力设备振动状况进行准确测量，当振动异常时及时发出报警。
所述信号注入单元包括函数发生器、放大电路、发射电路、超声波发射探头，所述函数发生器输出超声波激励波，所述超声波激励波经过所述放大电路、所述发射电路、所述超声波发射探头发射至所述电力设备。
所述超声波信号采集单元采用超声波接收探头接收经过所述电力设备的所述反射超声波信号；所述温度采集单元采用温度传感器采集所述电力设备温度信号。
所述信号调理单元包括信号放大模块、滤波模块、A/D转换模块，所述信号放大模块采用放大电路对采集的信号进行放大处理，输出符合所述A/D转换模块输入要求的信号；所述滤波模块采用低通滤波器滤除高频干扰信号。
所述按键输入单元结合所述存储单元、所述显示单元对所述振动检测系统进行参数设置和信息查询，所述参数包括温度报警值、不同温度下超声波在空气中的传播速度、反射超声波幅值报警值。
所述报警单元采用声光报警器，当所述电力设备振动异常时能够及时发出声光报警信号。
所述通信单元采用无线通信技术将所述振动检测系统的检测信息上传至监控中心，同时所述通信单元还能够对所述振动检测系统进行远程操作。
如图1所示，本发明还提供一种高温环境下电力设备振动检测系统的检测方法，所述检测方法包括如下步骤：
步骤(1)：控制所述函数发生器输出超声波激励波；
步骤(2)：经过所述放大电路进行放大处理；
步骤(3)：通过所述发射电路将所述超声波激励波传输至所述超声波发射探头；
步骤(4)：所述超声波接收探头接收经过所述电力设备的所述反射超声波信号；所述温度传感器采集所述电力设备温度信号；
步骤(5)：经过所述信号放大模块进行信号放大处理；
步骤(6)：经过所述滤波模块滤除干扰信号；
步骤(7)：经过所述A/D转换模块进行A/D转换；
步骤(8)：将所述温度信号与所述温度报警值进行比较，若大于所述温度报警值，控制所述报警单元、所述显示单元将发出温度异常报警，进入步骤(9)；若不大于所述温度报警值，返回步骤(4)；
步骤(9)：将所述反射超声波信号转换为AM-FM信号x(n)＝Ar·cos[φ(n)]，Ar为所述反射超声波幅值，
Figure BDA0002275827660000041
ω为所述反射超声波频率，h为所述变压器的振动位移，
Figure BDA0002275827660000042
为所述反射超声波回波和法线的夹角，c为所述超声波在空气中的传播速度，L为平衡状态的所述变压器与所述超声波接收探头之间的直线距离；
步骤(10)：将所述反射超声波幅值与所述反射超声波幅值报警值进行比较，若大于所述反射超声波幅值报警值，控制所述报警单元、所述显示单元将发出振动异常报警；若不大于所述反射超声波幅值报警值，返回返回步骤(4)；
步骤(11)：通过所述通信单元将检测信息上传至所述监控中心。
最后应该说明的是，结合上述实施例仅说明本发明的技术方案而非对其限制。所属领域的普通技术人员应当理解到，本领域技术人员可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均在申请待批的权利要求保护范围之中。

Claims (8)

1.一种高温环境下电力设备振动检测系统，其特征在于，所述振动检测系统包括信号注入单元、超声波信号采集单元、温度采集单元、信号调理单元、控制处理单元、按键输入单元、存储单元、显示单元、报警单元和通信单元，所述信号注入单元、所述信号采集单元、所述温度采集单元分别与所述电力设备连接，所述控制处理单元分别与所述信号调理单元、所述按键输入单元、所述存储单元、所述显示单元、所述报警单元、所述通信单元相连接；所述振动检测系统通过向所述电力设备注入激励信号，并采集反射超声波信号、温度信号，根据不同温度环境对所述电力设备振动状况进行准确测量，当振动异常时及时发出报警。
2.根据权利要求1所述的一种高温环境下电力设备振动检测系统，其特征在于，所述信号注入单元包括函数发生器、放大电路、发射电路、超声波发射探头，所述函数发生器输出超声波激励波，所述超声波激励波经过所述放大电路、所述发射电路、所述超声波发射探头发射至所述电力设备。
3.根据权利要求2所述的一种高温环境下电力设备振动检测系统，其特征在于，所述超声波信号采集单元采用超声波接收探头接收经过所述电力设备的所述反射超声波信号；所述温度采集单元采用温度传感器采集所述电力设备温度信号。
4.根据权利要求3所述的一种高温环境下电力设备振动检测系统，其特征在于，所述信号调理单元包括信号放大模块、滤波模块、A/D转换模块，所述信号放大模块采用放大电路对采集的信号进行放大处理，输出符合所述A/D转换模块输入要求的信号；所述滤波模块采用低通滤波器滤除高频干扰信号。
5.根据权利要求4所述的一种高温环境下电力设备振动检测系统，其特征在于，所述按键输入单元结合所述存储单元、所述显示单元对所述振动检测系统进行参数设置和信息查询，所述参数包括温度报警值、不同温度下超声波在空气中的传播速度、反射超声波幅值报警值。
6.根据权利要求5所述的一种高温环境下电力设备振动检测系统，其特征在于，所述报警单元采用声光报警器，当所述电力设备振动异常时能够及时发出声光报警信号。
7.根据权利要求6所述的一种高温环境下电力设备振动检测系统，其特征在于，所述通信单元采用无线通信技术将所述振动检测系统的检测信息上传至监控中心，同时所述通信单元还能够对所述振动检测系统进行远程操作。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的高温环境下电力设备振动检测系统的检测方法，其特征在于，所述检测方法包括如下步骤：
步骤(1)：控制所述函数发生器输出超声波激励波；
步骤(2)：经过所述放大电路进行放大处理；
步骤(3)：通过所述发射电路将所述超声波激励波传输至所述超声波发射探头；
步骤(4)：所述超声波接收探头接收经过所述电力设备的所述反射超声波信号；所述温度传感器采集所述电力设备温度信号；
步骤(5)：经过所述信号放大模块进行信号放大处理；
步骤(6)：经过所述滤波模块滤除干扰信号；
步骤(7)：经过所述A/D转换模块进行A/D转换；
步骤(8)：将所述温度信号与所述温度报警值进行比较，若大于所述温度报警值，控制所述报警单元、所述显示单元将发出温度异常报警，进入步骤(9)；若不大于所述温度报警值，返回步骤(4)；
步骤(9)：将所述反射超声波信号转换为AM-FM信号x(n)＝Ar·cos[φ(n)]，Ar为所述反射超声波幅值，
Figure FDA0002275827650000021
ω为所述反射超声波频率，h为所述电力设备的振动位移，
Figure FDA0002275827650000022
为所述反射超声波回波和法线的夹角，c为所述超声波在空气中的传播速度，L为平衡状态的所述电力设备与所述超声波接收探头之间的直线距离；
步骤(10)：将所述反射超声波幅值与所述反射超声波幅值报警值进行比较，若大于所述反射超声波幅值报警值，控制所述报警单元、所述显示单元将发出振动异常报警；若不大于所述反射超声波幅值报警值，返回返回步骤(4)；
步骤(11)：通过所述通信单元将检测信息上传至所述监控中心。
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