CN117629533A - 超声传感器自检系统、方法及声发射泄漏监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及设备测试技术领域，提供了一种超声传感器自检系统、方法及声发射泄漏监测系统，其中超声传感器自检系统用于对超声传感器进行激励检测，包括：激励信号发生器、信号分析器和超声信号混合磁环网络，激励信号发生器通过超声信号混合磁环网络将激励信号发送至超声传感器和信号分析器；超声信号混合磁环网络消除信号分析器接收到的激励信号；超声传感器产生应激信号并发送至传递至信号分析器；信号分析器接收并分析应激信号，得到超声传感器的自检结果。本发明提供的超声传感器自检系统，及时排除超声传感器的故障，检测结果准确可靠，确保超声传感器工作的稳定性以及可靠性，自检系统整体安装简单方便，成本低且便于维修。

Description

超声传感器自检系统、方法及声发射泄漏监测系统

技术领域

本发明涉及设备测试技术领域，特别涉及一种超声传感器自检系统、方法及声发射泄漏监测系统。

背景技术

超声传感器利用压电效应制作而成，在谐振频率范围通过共振和压电效应形成对微弱泄漏声表面波信号的探测。具体以核电领域为例，超声传感器通常安装在管道、压力容器等反应堆一回路或其他二回路的超声波发射泄漏监测对象表面，将超声传感器探测的表征泄漏大小的电荷物理量经放大和转换送入到二次仪表进行监测，其中，超声传感器、放大转换器和二次仪表共同构成了声发射泄漏监测系统。

在超声传感器的使用过程中，由于所监测的泄漏声表面波信号过于微弱，超声传感器安装表面处理不当、安装松动、安装耦合剂使用不当等情况都可能会导致产生较大的测量误差，甚至使得测量结果几乎无法使用，而超声传感器又常常安装于反应堆一回路或二回路存在辐射的设备表面，给超声传感器的安装以及维护带来了很大的不便。因此，实时掌握超声传感器的工作状态及安装状态对声发射泄漏监测系统的运行极为重要。

现有技术中，专利CN109900808B记载了声发射信号监测系统的通道自检系统，其原理框图如图1所示，其中，远程自检系统包括控制器、第一信号发生模块、远程自检设备和31个自激励模块，第一信号发生模块接收第一触发信号，并将产生的脉冲信号发送至远程自检设备；远程自检设备接收脉冲信号并转换为32路脉冲信号，将其中31路脉冲信号分别传递给31个自激励模块；自激励模块用于接收对应通道上的脉冲信号，并将产生的激励信号发送至控制器；控制器用于产生第一触发信号并发送给第一信号发生模块，同时接收来自31个自激励模块的激励信号以判断通道远程是否故障。但此专利提供的系统所使用的自检信号需要额外敷设电缆，用于传递激励信号和接收来自激励模块的响应信号，增加了大量的人工和材料成本，并且此系统仅仅完成对于通道通断状态的检测，缺少对于检测结果分析的步骤。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足之处，本发明提供了一种超声传感器自检系统、方法及声发射泄漏监测系统，解决了现有技术中对于超声传感器检测成本高，检测结果不准确以及缺少对检测结果分析的技术问题。

本发明第一方面提供了一种超声传感器自检系统，用于对超声传感器进行激励检测，包括：激励信号发生器、信号分析器和超声信号混合磁环网络，其中，所述超声信号混合磁环网络包括第一超声磁环、第二超声磁环和阻抗变换单元；

所述激励信号发生器与所述第一超声磁环的第一端连接，所述第一超声磁环的第二端与所述第二超声磁环的第一端连接，所述第一超声磁环的第三端与所述阻抗变换单元的第一端连接，所述第二超声磁环的第二端与所述信号分析器连接，所述第二超声磁环的第三端与所述第一超声磁环的第三端连接，所述第二超声磁环的第三端与所述阻抗变换单元的第二端连接，所述阻抗变换单元的第三端通过传输线缆与所述超声传感器连接；

所述激励信号发生器用于发送激励信号，并将所述激励信号通过所述超声信号混合磁环网络传递至所述超声传感器和所述信号分析器；所述超声信号混合磁环网络用于消除所述信号分析器接收到的所述激励信号；所述超声传感器响应于所述激励信号并产生应激信号，并将所述应激信号通过所述超声信号混合磁环网络传递至所述信号分析器；所述信号分析器用于接收并分析所述应激信号，得到所述超声传感器的自检结果。

可选地，所述超声信号混合磁环网络还包括第一导线、第二导线、第三导线和第四导线；

所述第一导线的第一端缠绕在所述第一超声磁环的第一端，所述第一导线的第二端与所述激励信号发生器连接；

所述第二导线的第一端缠绕在所述第二超声磁环的第二端，所述第二导线的第二端与所述信号分析器连接；

所述第三导线的第一端与所述阻抗变换单元的第一端连接，且所述第三导线分别缠绕在所述第一超声磁环的第三端和所述第二超声磁环的第三端，所述第三导线的第二端与所述阻抗变换单元的第二端连接；

所述第四导线的第一端缠绕在所述第一超声磁环的第二端，所述第四导线的第二端缠绕在所述第二超声磁环的第一端；

所述第四导线上设置有可调电阻，所述可调电阻用于调节所述激励信号发生器与所述信号分析器之间的电流，以改变所述第一超声磁环与所述第二超声磁环的磁通，实现消除所述信号分析器接收到的所述激励信号。

可选地，所述阻抗变换单元包括第三超声磁环；

所述第三导线的第一端缠绕在所述第三超声磁环的第一端，所述第三导线的第二端缠绕在所述第三超声磁环的第二端，所述第三超声磁环的第一端和所述第三超声磁环的第二端通过所述第三导线连通；

所述传输线缆的第一端缠绕在所述第三超声磁环的第三端，所述传输线缆的第二端与所述超声传感器连接。

可选地，所述第一超声磁环、所述第二超声磁环和所述第三超声磁环的频选特性相同；

所述第三超声磁环的第一端上的所述第三导线与所述第三超声磁环的第三端上的所述传输线缆之间的匝数比根据所述超声传感器的预设阻抗参数设置；

所述第三超声磁环的第三端上的所述传输线缆与所述第三超声磁环的第二端上的所述第三导线之间的匝数比根据所述超声传感器的预设阻抗参数设置。

可选地，所述激励信号为短时稳幅单音正弦信号或谐振频率在预设范围内的多个稳幅正弦信号的组合波形信号。

可选地，所述传输线缆为射频同轴线缆。

本发明第二方面提供了一种超声传感器自检方法，所述方法应用于上述任一项所述的超声传感器自检系统中，所述方法包括：

所述激励信号发生器生成激励信号并将所述激励信号发送至所述信号分析器和所述超声信号混合磁环网络；

所述超声信号混合磁环网络将所述激励信号发送至所述超声传感器中，并消除发送至所述信号分析器的所述激励信号；

所述超声传感器接收到所述激励信号后，产生与所述激励信号对应的所述应激信号，并将所述应激信号通过所述超声信号混合磁环网络发送至所述信号分析器；

所述信号分析器接收到所述应激信号后，对所述应激信号进行频域和时域分析，确定所述应激信号的特征量，并对所述特征量进行计算得到特征量数值，将所述特征量数值与预设的标定结果进行比对，得到比对结果，基于所述比对结果确定所述超声传感器的自检结果。

可选地，所述将所述特征量数值与预设的标定结果进行比对，得到比对结果，基于所述比对结果确定所述超声传感器的自检结果，包括：

当所述比对结果指示所述特征量数值小于所述标定结果时，所述超声传感器的自检结果为所述超声传感器处于异常运行状态；

当所述比对结果指示所述特征量数值大于等于所述标定结果时，所述超声传感器的自检结果为所述超声传感器处于正常运行状态。

可选地，所述特征量包括所述应激信号的幅值、特定频带内总能量、时域信号幅值和时域信号特性时间内持续时间。

本发明第三方面提供了一种声发射泄漏监测系统，包括：控制器、超声传感器和如上述任一项所述的超声传感器自检系统；

所述信号分析器包括模数转换单元和信号调理单元，所述激励信号发生器包括数模转换单元；

所述控制器的输出端与所述数模转换单元的输入端连接连接，所述数模转换单元的输出端通过所述超声信号磁环混合网络与所述超声传感器连接；

所述超声传感器通过所述超声信号磁环混合网络与所述信号调理单元的输入端连接，所述信号调理单元的输出端与所述数模转换单元的输入端连接，所述数模转换单元的输出端与所述控制器连接。

本发明提供的超声传感器自检系统、方法及声发射泄漏监测系统，实现了超声传感器安装状态及工作状态的自检，能够及时发现超声传感器的故障或异常，确保超声传感器工作正常，确保超声传感器所处系统整体工作的可靠性；利用超声信号混合磁环网络能够提取出超声传感器真实的应激信号，从而准确地分析超声传感器的性能和特性；整体结构维持了传感器实现原功能性能的安装技术条件，无需额外增加线缆，降低生产成本，提高了超声传感器安装调试、维护的便捷性。上述系统能够及时排除超声传感器的故障，检测结果准确可靠，确保超声传感器工作的稳定性以及可靠性，自检系统整体安装简单方便，成本低且便于维修。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本申请提供的现有技术中对超声传感器检测系统的结构示意图；

图2为本申请提供的一个实施例中超声传感器自检系统的结构示意图；

图3为本申请提供的一个实施例中超声传感器自检系统的结构示意图；

图4为本申请提供的一个实施例中超声传感器自检方法的流程示意图；

图5为本申请提供的一个实施例中声发射泄漏监测系统的结构示意图。

图中：R、可调电阻。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明第一方面提供了一种超声传感器自检系统，如图2所示，用于对超声传感器进行激励检测，其特征在于，包括：激励信号发生器、信号分析器和超声信号混合磁环网络，其中，超声信号混合磁环网络包括第一超声磁环、第二超声磁环和阻抗变换单元；其中，激励信号发生器与第一超声磁环的第一端连接，第一超声磁环的第二端与第二超声磁环的第一端连接，第一超声磁环的第三端与阻抗变换单元的第一端连接，第二超声磁环的第二端与信号分析器连接，第二超声磁环的第三端与第一超声磁环的第三端连接，第二超声磁环的第三端与阻抗变换单元的第二端连接，阻抗变换单元的第三端通过传输线缆与超声传感器连接；激励信号发生器用于发送激励信号，并将激励信号通过超声信号混合磁环网络传递至超声传感器和信号分析器；超声信号混合磁环网络用于消除信号分析器接收到的激励信号；超声传感器响应于激励信号并产生应激信号，并将应激信号通过超声信号混合磁环网络传递至信号分析器；信号分析器用于接收并分析应激信号，得到超声传感器的自检结果。

本发明提供的超声传感器自检系统，实现了超声传感器安装状态及工作状态的自检，能够及时发现超声传感器的故障或异常，确保超声传感器工作正常，确保超声传感器所处系统整体工作的可靠性；利用超声信号混合磁环网络能够提取出超声传感器真实的应激信号，从而准确地分析超声传感器的性能和特性；整体结构维持了传感器实现原功能性能的安装技术条件，无需额外增加线缆，降低生产成本，提高了超声传感器安装调试、维护的便捷性。上述系统能够及时排除超声传感器的故障，检测结果准确可靠，确保超声传感器工作的稳定性以及可靠性，自检系统整体安装简单方便，成本低且便于维修。

具体地，在上述实施例中，超声信号混合磁环网络还包括第一导线、第二导线、第三导线和第四导线，其中，第一导线的第一端缠绕在第一超声磁环的第一端，第一导线的第二端与激励信号发生器连接，第二导线的第一端缠绕在第二超声磁环的第二端，第二导线的第二端与信号分析器连接，第三导线的第一端与阻抗变换单元的第一端连接，且第三导线分别缠绕在第一超声磁环的第三端和第二超声磁环的第三端，第三导线的第二端与阻抗变换单元的第二端连接，第四导线的第一端缠绕在第一超声磁环的第二端，第四导线的第二端缠绕在第二超声磁环的第一端，第四导线上设置有可调电阻，可调电阻用于调节激励信号发生器与信号分析器之间的电流，以改变第一超声磁环与第二超声磁环的磁通，实现消除信号分析器接收到的激励信号。

在本实施方式中，第一超声磁环和第二超声磁环均为具备三个端口，即三个绕组的磁环，具体通过导线缠绕实现，第一超声磁环和第二超声磁环的工作带宽大于超声传感器谐振工作带宽的磁芯。具体地，激励信号发生器通过第一超声磁环第一端产生激励信号，产生的激励信号在第一超声磁环中由电磁感应原理在第三端互感形成相同激励信号，且由于第三导线的互联，也在第二超声磁环形成相同大小磁通，并在第二超声磁环的第二端形成相同的激励信号。同时，第一超声磁环的激励信号在第二端产生激励信号，并由于第四导线的互联在第二超声磁环的第一端形成与激励信号大小相等的反相信号，且在第二超声磁环的第二端出互感出与激励信号大小相等的反相信号。因此，由激励信号发生器产生的激励信号经不同的通路在第二超声磁环的第二端处互感产生了相位相反的感应电压，二者相互叠加形成了信号的抵消，因此信号分析器在第二超声磁环第二端口处接收到的激励信号发生器发出的信号几乎为0，而第一超声磁环与第二超声磁环的各端口绕组之间匝数比相等即可满足由激励信号发生器发出激励信号在信号分析器端被抵消为0的设计要求，形成对激励信号的完全抵消。同时，由激励信号发生器产生的激励信号由第一导线在第一端被第一超声磁环互感至第三端，并被阻抗变换网络进行传递，当激励信号中的频率成分与超声传感器谐振频率相近时会引起超声传感器机械共振，机械共振又进一步因压电效应产生应激信号，应激信号通过传输线缆并经阻抗匹配后在第三导线形成的回路中形成响应信号，再经过第二超声磁环的第三端互感至第二超声磁环的第二端，最终传递至信号分析器，由信号分析器对应激信号进行分析。

其中，可调电阻R设置在第一超声磁环与第二超声磁环之间的第四导线上，可调电阻R的阻值可根据实际需求进行调节，具体通过调整可调电阻R的阻值，可以改变激励信号发生器与信号分析器之间回路上的电流，从而改变第四导线缠绕在第一超声磁环与第四导线缠绕在第二超声磁环上的磁通，在两端磁通相互抵消后可抵消信号分析器接收到的激励信号。

进一步的，如图3所示，阻抗变换单元包括第三超声磁环，其中，第三导线的第一端缠绕在第三超声磁环的第一端，第三导线的第二端缠绕在第三超声磁环的第二端，第三超声磁环的第一端和第三超声磁环的第二端通过第三导线连通，传输线缆的第一端缠绕在第三超声磁环的第三端，传输线缆的第二端与超声传感器连接。

在本实施方式中，阻抗变换单元具体优选为第三超声磁环，第三超声磁环与第一超声磁环和第二超声磁环相同，同样通过导线缠绕形成三个端口，其中，第三超声磁环的第一端和第二端通过第三导线连通。

进一步的，第一超声磁环、第二超声磁环和第三超声磁环的频选特性相同，第三超声磁环的第一端上的第三导线与第三超声磁环的第三端上的传输线缆之间的匝数比根据超声传感器的预设阻抗参数设置，第三超声磁环的第三端上的传输线缆与第三超声磁环的第二端上的第三导线之间的匝数比根据超声传感器的预设阻抗参数设置。

在本实施方式中，第一超声磁环、第二超声磁环和第三超声磁环的频选特性相同，即它们的频率响应特性相似，具体第三超声磁环选用与第一超声磁环和第二超声磁环相同的磁芯与结构，进而确保在超声信号混合磁环网络中传输的信号具有一致的频率特性，减小信号失真或干扰，提高信号的可靠性和准确性。而通过改变一次仪表侧与二次仪表侧的匝数比即可实现阻抗的变换，能够有效匹配超声传感器的阻抗特性，减少信号的反射和损耗，提高信号的传输效率和质量。

具体地，在上述实施例中，激励信号为短时稳幅单音正弦信号或谐振频率在预设范围内的多个稳幅正弦信号的组合波形信号。

在本实施方式中，激励信号可以为短时稳幅单音正弦信号，也可以是多个稳幅正弦信号的组合波形信号，多样化的激励方式可以更全面地测试超声传感器的性能和特性，涵盖不同频率和振幅的信号，以便更准确地评估超声传感器的响应；其中，短时稳幅单音正弦信号可以用于检测超声传感器在特定频率上的灵敏度和响应能力，而多个稳幅正弦信号的组合波形信号可以更全面地测试传感器对不同频率和振幅的信号的响应特性，更详尽地评估超声传感器的频率响应特性，包括共振频率、带宽等重要参数，提高检测的准确度和全面性，有助于准确了解传感器在不同频率下的性能表现。

具体地，在上述实施例中，传输线缆为射频同轴线缆。

在本实施方式中，射频同轴线缆是一种结构紧凑、屏蔽性能好的传输线缆，可以有效降低对外界电磁干扰的敏感度，具有较低的信号损耗和较高的信号传输速度，能够提供更稳定、准确的信号传输，有助于保持信号的完整性和可靠性。具体第，射频同轴线缆的特性阻抗可以与超声传感器系统的输出和输入端口阻抗匹配，减少信号的反射和损耗，提高信号传输的效率和质量，阻抗匹配对于信号的传输和检测非常重要，它可以确保最大限度地利用信号能量，提高系统的性能和响应能力。

本发明第二方面提供了一种超声传感器自检方法，方法应用于上述的超声传感器自检系统，如图4所示，方法包括：首先激励信号发生器生成激励信号并将激励信号发送至信号分析器和超声信号混合磁环网络，然后超声信号混合磁环网络将激励信号发送至超声传感器中，并消除发送至信号分析器的激励信号，之后超声传感器接收到激励信号后，产生与激励信号对应的应激信号，并将应激信号通过超声信号混合磁环网络发送至信号分析器，最后信号分析器接收到应激信号后，对应激信号进行频域和时域分析，确定应激信号的特征量，并对特征量进行计算得到特征量数值，将特征量数值与预设的标定结果进行比对，得到比对结果，基于比对结果确定超声传感器的自检结果。

本申请提供的超声传感器自检方法，能够得到准确的自检结果，及时发现超声传感器的故障或异常，有助于提高超声传感器系统整体的可靠性和稳定性，其中，超声信号混合磁环网络在传输过程中消除了传递至信号分析器中的激励信号，使信号分析器能够更准确地接收和分析应激信号，有效减少激励信号对信号分析的干扰，提高信号分析的准确性和可靠性，确保得到可靠的自检结果，信号分析器进行频域和时域分析，能够综合分析应激信号的特征量，包括频率、幅值、波形等，进而全面地评估超声传感器的性能和特性，从而得到更准确、全面的自检结果，且自动化地进行判定，能够提高自检的效率和一致性，减少了人为误差的可能性。

具体地，在上述实施例中，将特征量数值与预设的标定结果进行比对，得到比对结果，基于比对结果确定超声传感器的自检结果，包括：当比对结果指示特征量数值小于标定结果时，超声传感器的自检结果为超声传感器处于异常运行状态；当比对结果指示特征量数值大于等于标定结果时，超声传感器的自检结果为超声传感器处于正常运行状态。

在本实施方式中，通过将特征量数值与标定结果进行比较，判断超声传感器处于异常运行状态还是正常运行状态，判断标准简单直观，便于操作人员理解和使用，节省了判定的时间和劳动成本；通过比对结果，能够快速识别超声传感器是否处于异常状态，便于及时采取措施进行故障诊断和修复，避免传感器在实际应用中引发问题，保障系统的正常运行；而将特征量数值与预设的标定结果进行比对，并根据比对结果判断超声传感器的自检状态，有助于提升系统的自检能力，通过实时监测和判定传感器状态，可以及时发现问题并采取相应的措施，提高传感器系统的可靠性和稳定性。

具体地，在上述实施例中，特征量包括应激信号的幅值、特定频带内总能量、时域信号幅值和时域信号特性时间内持续时间。

在本实施方式中，特征量的多样性可以帮助全面评估超声传感器的性能，具体地，幅值可以反映传感器的灵敏度和响应能力、特定频带内总能量可以提供有关传感器在特定频带上的能量分布和响应情况、时域信号幅值可以反映传感器信号的强度、时域信号特性时间内持续时间可以提供有关传感器信号的持续时间特性，通过综合分析特征量，可以更准确地评估超声传感器的性能、特性和健康状况；特征量的变化可以用于辅助异常检测和故障诊断，比如，幅值的异常变化可能意味着传感器输出有问题；特定频带内总能量的异常变化可能与频率响应有关；时域信号幅值的异常变化可能表示传感器输出的稳定性问题；时域信号特性时间内持续时间的异常变化可能与传感器的工作时间有关。通过监测和比对特征量，可以及时发现异常，辅助于对传感器进行故障诊断和预防维护。特征量通过提供量化指标，确定传感器的自检结果，有助于快速确定超声传感器的状态，为运行和维护决策提供参考。

本发明第三方面提供了一种声发射泄漏监测系统，如图5所示，包括：控制器、超声传感器和如上述任一超声传感器自检系统，其中，信号分析器包括模数转换单元和信号调理单元，激励信号发生器包括数模转换单元；控制器的输出端与数模转换单元的输入端连接连接，数模转换单元的输出端通过超声信号磁环混合网络与超声传感器连接；超声传感器通过超声信号磁环混合网络与信号调理单元的输入端连接，信号调理单元的输出端与数模转换单元的输入端连接，数模转换单元的输出端与控制器连接。

本申请提供的声发射泄漏监测系统，集成有超声传感器自检系统。原有的声发射泄漏监测系统，超声传感器将监测的泄漏超声波通过传输线缆送入二次仪表系统中，二次仪表系统中信号调理设备负责对信号进行放大、滤波等调理功能，再将调理后模拟信号送入模数转换器进行模数转换，最后将模数转换后数字化数据送入控制器完成计算、显示、人机交互等功能。而在本申请中，信号分析器实现对超声传感器应激信号的采集，在控制器端增加对应激信号自检特征量，如特定频点的幅值、特定频带内总能量、时域信号幅值、时域信号特性时间内持续时间等的提取以及对于自检结果的判断。控制器产生激励信号的数字化数据并由数模转换单元及其外围电路进行模数转换，生成所需激励信号送入超声磁环网络中。本申请提供的声发射泄漏监测系统，无需改变原已有主要硬件组成、不需要更换或增加敷设线缆也无需更换末端传感器，尽可能的以低复杂度低成本的方式实现了超声传感器的自检。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种超声传感器自检系统，用于对超声传感器进行激励检测，其特征在于，包括：激励信号发生器、信号分析器和超声信号混合磁环网络，其中，所述超声信号混合磁环网络包括第一超声磁环、第二超声磁环和阻抗变换单元；

所述激励信号发生器与所述第一超声磁环的第一端连接，所述第一超声磁环的第二端与所述第二超声磁环的第一端连接，所述第一超声磁环的第三端与所述阻抗变换单元的第一端连接，所述第二超声磁环的第二端与所述信号分析器连接，所述第二超声磁环的第三端与所述第一超声磁环的第三端连接，所述第二超声磁环的第三端与所述阻抗变换单元的第二端连接，所述阻抗变换单元的第三端通过传输线缆与所述超声传感器连接；

所述激励信号发生器用于发送激励信号，并将所述激励信号通过所述超声信号混合磁环网络传递至所述超声传感器和所述信号分析器；所述超声信号混合磁环网络用于消除所述信号分析器接收到的所述激励信号；所述超声传感器响应于所述激励信号并产生应激信号，并将所述应激信号通过所述超声信号混合磁环网络传递至所述信号分析器；所述信号分析器用于接收并分析所述应激信号，得到所述超声传感器的自检结果。

2.根据权利要求1所述的超声传感器自检系统，其特征在于，所述超声信号混合磁环网络还包括第一导线、第二导线、第三导线和第四导线；

所述第一导线的第一端缠绕在所述第一超声磁环的第一端，所述第一导线的第二端与所述激励信号发生器连接；

所述第二导线的第一端缠绕在所述第二超声磁环的第二端，所述第二导线的第二端与所述信号分析器连接；

所述第三导线的第一端与所述阻抗变换单元的第一端连接，且所述第三导线分别缠绕在所述第一超声磁环的第三端和所述第二超声磁环的第三端，所述第三导线的第二端与所述阻抗变换单元的第二端连接；

所述第四导线的第一端缠绕在所述第一超声磁环的第二端，所述第四导线的第二端缠绕在所述第二超声磁环的第一端；

所述第四导线上设置有可调电阻，所述可调电阻用于调节所述激励信号发生器与所述信号分析器之间的电流，以改变所述第一超声磁环与所述第二超声磁环的磁通，实现消除所述信号分析器接收到的所述激励信号。

3.根据权利要求2所述的超声传感器自检系统，其特征在于，所述阻抗变换单元包括第三超声磁环；

所述第三导线的第一端缠绕在所述第三超声磁环的第一端，所述第三导线的第二端缠绕在所述第三超声磁环的第二端，所述第三超声磁环的第一端和所述第三超声磁环的第二端通过所述第三导线连通；

所述传输线缆的第一端缠绕在所述第三超声磁环的第三端，所述传输线缆的第二端与所述超声传感器连接。

4.根据权利要求3所述的超声传感器自检系统，其特征在于，所述第一超声磁环、所述第二超声磁环和所述第三超声磁环的频选特性相同；

所述第三超声磁环的第一端上的所述第三导线与所述第三超声磁环的第三端上的所述传输线缆之间的匝数比根据所述超声传感器的预设阻抗参数设置；

所述第三超声磁环的第三端上的所述传输线缆与所述第三超声磁环的第二端上的所述第三导线之间的匝数比根据所述超声传感器的预设阻抗参数设置。

5.根据权利要求1所述的超声传感器自检系统，其特征在于，所述激励信号为短时稳幅单音正弦信号或谐振频率在预设范围内的多个稳幅正弦信号的组合波形信号。

6.根据权利要求1所述的超声传感器自检系统，其特征在于，所述传输线缆为射频同轴线缆。

7.一种超声传感器自检方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求1至6中任一项所述的超声传感器自检系统中，所述方法包括：

所述激励信号发生器生成激励信号并将所述激励信号发送至所述信号分析器和所述超声信号混合磁环网络；

所述超声信号混合磁环网络将所述激励信号发送至所述超声传感器中，并消除发送至所述信号分析器的所述激励信号；

所述超声传感器接收到所述激励信号后，产生与所述激励信号对应的所述应激信号，并将所述应激信号通过所述超声信号混合磁环网络发送至所述信号分析器；

所述信号分析器接收到所述应激信号后，对所述应激信号进行频域和时域分析，确定所述应激信号的特征量，并对所述特征量进行计算得到特征量数值，将所述特征量数值与预设的标定结果进行比对，得到比对结果，基于所述比对结果确定所述超声传感器的自检结果。

8.根据权利要求7所述的超声传感器自检方法，其特征在于，所述将所述特征量数值与预设的标定结果进行比对，得到比对结果，基于所述比对结果确定所述超声传感器的自检结果，包括：

当所述比对结果指示所述特征量数值小于所述标定结果时，所述超声传感器的自检结果为所述超声传感器处于异常运行状态；

当所述比对结果指示所述特征量数值大于等于所述标定结果时，所述超声传感器的自检结果为所述超声传感器处于正常运行状态。

9.根据权利要求7所述的超声传感器自检方法，其特征在于，所述特征量包括所述应激信号的幅值、特定频带内总能量、时域信号幅值和时域信号特性时间内持续时间。

10.一种声发射泄漏监测系统，其特征在于，包括：控制器、超声传感器和如权利要求1至6中任一项所述的超声传感器自检系统；

所述信号分析器包括模数转换单元和信号调理单元，所述激励信号发生器包括数模转换单元；

所述控制器的输出端与所述数模转换单元的输入端连接连接，所述数模转换单元的输出端通过所述超声信号磁环混合网络与所述超声传感器连接；

所述超声传感器通过所述超声信号磁环混合网络与所述信号调理单元的输入端连接，所述信号调理单元的输出端与所述数模转换单元的输入端连接，所述数模转换单元的输出端与所述控制器连接。