CN201844850U - 一种适用于输电线覆冰检测的传感器 - Google Patents
一种适用于输电线覆冰检测的传感器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN201844850U CN201844850U CN2010206028718U CN201020602871U CN201844850U CN 201844850 U CN201844850 U CN 201844850U CN 2010206028718 U CN2010206028718 U CN 2010206028718U CN 201020602871 U CN201020602871 U CN 201020602871U CN 201844850 U CN201844850 U CN 201844850U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sensor
- power transmission
- transmission line
- piezoelectric element
- transmission lines
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 title claims abstract description 46
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title abstract description 20
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims abstract description 6
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 8
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 4
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 239000004606 Fillers/Extenders Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000004323 axial length Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000006854 communication Effects 0.000 description 1
- 230000009514 concussion Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229910001325 element alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 238000009659 non-destructive testing Methods 0.000 description 1
- 238000011897 real-time detection Methods 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
本实用新型涉及一种适用于输电线覆冰检测的传感器，它结构简单，使用方便，与输电线结合紧密，提高了检测的可行性。其结构为：它包括至少一个测量单元，各测量单元包括一个与被测输电线紧密连接的夹持装置，在夹持装置上安装压电元件，在压电元件的极化方向引出电极。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种适用于输电线路在线检测的传感器，尤其是涉及一种基于压电效应的适用于输电线覆冰检测的传感器。
背景技术
架空输电线的覆冰灾害是国际上普遍关心的问题。覆冰载荷为输电线的重要载荷之一，一方面覆冰的重量增加了输电线的负荷，导致导线的张力增加，容易发生断线断股、倒杆倒塔等事故；另一方面覆冰改变了导线原有的截面形式，在风的诱导下容易发生空气动力失稳，引起极强的舞动，而且不平衡的脱冰跳跃会引起整条线路的震荡和导地线短路的危险。随着高压输电线路的建设，大跨度输电线路不断增加，为了使高压输电系统具有足够的安全性和可靠度，减轻冰雪给输电系统带来的损失，加强对输电线路的覆冰检测研究既有重要的理论价值，又有重要的经济和社会价值。目前常用的检测方法主要有电涡流检测、漏磁检测、超声无损检测。
由于超声波检测技术检测距离远信号便于识别，所以得到广泛的应用。超声波检测是利用在被检测输电线表面放置的传感器发射和接收检测信号，这样接收到的信号就包含了信号传播路径上被测输电线所有信息由于超声波信号在传播过程中遇到损伤或障碍会发生波的反射、散射、折射等，因此通过对接收信号的分析，就可以得到被测工件的损伤的信息。因此要实现输电线覆冰以及损伤的超声无损检测，关键是要根据输电线的特殊结构，设计一种合理的传感器。
输电线大多都是绞线，因此不能像传统的传感元件那样直接直接粘贴在输电线表面，这就给检测带来一定的困难，因为结构复杂，所以对于用于输电线检测的传感器的研究进展比较缓慢，还处于起步阶段。但是用于管道检测的传感器已经有了比较长时间的应用。早在2002年的时候，英国帝国理工学院（Imperial College）研制出了一种阵列式压电传感器，并利用这种压电换能器阵列实现了对埋地输油管道的无损检测。这种传感器阵列是在一种可松紧的圆环内均匀分布压电换能器，使传感器阵列可以加紧在管道外壁，利用压电换能器的压电效应激励和接收信号。这种传感器的优点是可以随时在管道外壁移动，并且可以根据被测对象的不同尺寸调节松紧，实现不同位置的检测，同时压电换能器以阵列形式的分布，可以有效地增强某些有用的模态，抑制其他模态的产生。
2005年，Francisco C. R. MARQUES和Alessandro DEMMA利用充气式压电换能环对巴西东北部的天然气管道进行了实时检测，通过对实验结果的分析，证明了这种传感器的可行性。并有望批量生产，用于实际管道检测中。这种可充气式环形压电换能器同样可以根据被测对象的尺寸改变环的大小，随时加紧被测试对象。
中国发明专利申请（申请号：200710069421.X）公开了一种用于接触压力分布测量的传感器。通过阵列传感器解决单体传感器的问题，以及集成小型化、相互干扰等问题。该发明的传感器金属外壳内由上至下依次设置有橡胶封装层、压电敏感层、电极转接板和电荷读出集成电路。橡胶封装层为带有呈阵列排列突点的橡胶片。压电敏感层包括PVDF片，PVDF片的一面为整片电极，另一面为阵列电极。阵列电极与突点位置一一对应。电荷读出集成电路为带有电荷注入电极的CCD 集成电路。该发明利用压电原理与集成电路相结合的方法，不仅使阵列压电传感器的动态性能和抗干扰能力得到明显的改善，稳定性也得到大大加强，同时具有表面柔顺、体积小、集成度高的特点。
采用可松紧圆环压电换能器的最大好处就在于可以根据被测量对象的尺寸调节传感器大小，并且可以对不同位置进行检测。克服了传统传感器不能移动，只能用于固定尺寸的检测的缺点。但该发明尚不能直接用于输电线覆冰的检测。
实用新型内容
本实用新型的目的就是为解决上述问题，提供一种适用于输电线覆冰检测的传感器，它结构简单，使用方便，与输电线结合紧密，提高了检测的可行性。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种适用于输电线覆冰检测的传感器，它包括至少一个测量单元，各测量单元包括一个与被测输电线紧密连接的夹持装置，在夹持装置上安装压电元件，在压电元件的极化方向引出电极。
所述夹持装置为两个半圆形铝合金片，其内径与被测输电线内径一致，两半圆形铝合金片间通过螺栓连接；压电元件安装在各半圆形铝合金片上。
所述压电元件为弧形压电陶瓷片，其上下表面极化，弧形压电陶瓷片的内径与半圆形铝合金片的外径相同。
所述测量单元至少有两个，其中一个作为激励传感器，另一个用作接收传感器。
由于输电线大多都是绞线结构的，要实现检测的可行性，必须使传感器与输电线比较紧密的接触在一起。为此本实用新型的夹持式压电传感器，包括压电元件、加持装置、电极引线部分。压电元件采用弧形压电陶瓷片，上下表面极化，在极化方向上施加电压，会产生弹性波，由于轴向长度远大于径向长度，因此以产生的轴向振动为主，加持装置是两个半圆形铝合金片，半圆形铝合金片的内径与被测输电线内径一致，使得两半圆形铝合金片能够紧密并且完整地加持在输电线上，外径与弧形压电元件的内径相同，这样将压电元件粘贴在半圆形铝合金片上时，可以使它们完全紧密接触，在压电元件的极化方向引出电极，这样压电元件与铝合金加持装置共同组成了传感器，在压电元件极化的时候，起夹持作用的铝合金片将会跟压电元件产生一致的振动效果，通过螺钉将传感器紧固在输电线上，实现了松紧可调、位置可移动的优点，并且通过加持装置，压电元件可以更好的与输电线紧密接触，大大提高了检测的可行性。
本实用新型的有益效果：本设计中，作为加持装置的半圆形铝合金片在压电元件与输电线之间起到了很好的连接作用，一方面解决了压电元件不能直接粘贴在输电线上的问题，另一方面实现了可移动的无位置限制的检测。
附图说明
图1是本实用新型装配后的传感器的示意图；
图2是实施例1的结构示意图；
图3是实施例2的结构示意图。
其中，1被测输电线，2半圆形铝合金片，3弧形压电陶瓷片。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本实用新型做进一步说明。
实施例1：
图1、图2中，它包括一个测量单元，各测量单元包括一个与被测输电线1紧密连接的夹持装置，在夹持装置上安装压电元件，在压电元件的极化方向引出电极。
所述夹持装置为两个半圆形铝合金片2，其内径与被测输电线1内径一致，两半圆形铝合金片2间通过螺栓连接；压电元件安装在各半圆形铝合金片2上。
所述压电元件为弧形压电陶瓷片3，其上下表面极化，弧形压电陶瓷片3的内径与半圆形铝合金片2的外径相同。
本实施例是利用单一传感器进行输电线损伤检测，将传感器置于输电线的一端，传感器激励检测信号，同时作为接收传感器接收反射信号，通过分析接收信号达到检测的目的。
实施例2：
所述测量单元有两个，其中一个作为激励传感器，另一个用作接收传感器。其余与实施例1相同，不再赘述。
本实例是利用两个传感器，将两个传感器分别置于输电线的两端，一个用作激励传感器，另一个用作接收传感器，接收传感器接收到的信号包含了在波的传播路径上被测对象的所有信息。
Claims (4)
1.一种适用于输电线覆冰检测的传感器，其特征是，它包括至少一个测量单元，各测量单元包括一个与被测输电线紧密连接的夹持装置，在夹持装置上安装压电元件，在压电元件的极化方向引出电极。
2.如权利要求1所述的适用于输电线覆冰检测的传感器，其特征是，所述夹持装置为两个半圆形铝合金片，其内径与被测输电线内径一致，两半圆形铝合金片间通过螺栓连接；压电元件安装在各半圆形铝合金片上。
3.如权利要求1或2所述的适用于输电线覆冰检测的传感器，其特征是，所述压电元件为弧形压电陶瓷片，其上下表面极化，弧形压电陶瓷片的内径与半圆形铝合金片的外径相同。
4.如权利要求1所述的适用于输电线覆冰检测的传感器，其特征是，所述测量单元至少有两个，其中一个作为激励传感器，另一个用作接收传感器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010206028718U CN201844850U (zh) | 2010-11-12 | 2010-11-12 | 一种适用于输电线覆冰检测的传感器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010206028718U CN201844850U (zh) | 2010-11-12 | 2010-11-12 | 一种适用于输电线覆冰检测的传感器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN201844850U true CN201844850U (zh) | 2011-05-25 |
Family
ID=44039738
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2010206028718U Expired - Lifetime CN201844850U (zh) | 2010-11-12 | 2010-11-12 | 一种适用于输电线覆冰检测的传感器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN201844850U (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103281102A (zh) * | 2013-05-06 | 2013-09-04 | 东南大学 | 基于弹性波的配电线路组网通信方法及其系统 |
| CN103743824A (zh) * | 2014-01-14 | 2014-04-23 | 国家电网公司 | 用于砼杆焊缝超声波检测的环形固定器工具 |
| CN104034803A (zh) * | 2014-06-12 | 2014-09-10 | 福建省建筑科学研究院 | 主被动波导监测桥梁拉吊索损伤的传感装置及其监测方法 |
| CN108759215A (zh) * | 2018-07-06 | 2018-11-06 | 无锡风电设计研究院有限公司 | 一种用于在基体上制备成型冰块的制冰装置 |
| CN111766485A (zh) * | 2020-07-20 | 2020-10-13 | 国网新疆电力有限公司乌鲁木齐供电公司 | 用于电缆绝缘检测的电容传感器及其使用方法 |
| CN113533507A (zh) * | 2021-06-25 | 2021-10-22 | 中国船舶重工集团公司第七一九研究所 | 内置的管道损伤检测装置及其检测方法 |
-
2010
- 2010-11-12 CN CN2010206028718U patent/CN201844850U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103281102A (zh) * | 2013-05-06 | 2013-09-04 | 东南大学 | 基于弹性波的配电线路组网通信方法及其系统 |
| CN103743824A (zh) * | 2014-01-14 | 2014-04-23 | 国家电网公司 | 用于砼杆焊缝超声波检测的环形固定器工具 |
| CN103743824B (zh) * | 2014-01-14 | 2015-12-30 | 国家电网公司 | 用于砼杆焊缝超声波检测的环形固定器工具 |
| CN104034803A (zh) * | 2014-06-12 | 2014-09-10 | 福建省建筑科学研究院 | 主被动波导监测桥梁拉吊索损伤的传感装置及其监测方法 |
| CN108759215A (zh) * | 2018-07-06 | 2018-11-06 | 无锡风电设计研究院有限公司 | 一种用于在基体上制备成型冰块的制冰装置 |
| CN111766485A (zh) * | 2020-07-20 | 2020-10-13 | 国网新疆电力有限公司乌鲁木齐供电公司 | 用于电缆绝缘检测的电容传感器及其使用方法 |
| CN113533507A (zh) * | 2021-06-25 | 2021-10-22 | 中国船舶重工集团公司第七一九研究所 | 内置的管道损伤检测装置及其检测方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN201844850U (zh) | 一种适用于输电线覆冰检测的传感器 | |
| CN103575769B (zh) | 一种用于钢筋锈蚀监测的压电传感器及钢筋锈蚀监测方法 | |
| CN2809215Y (zh) | 微波谐振法生产油井产液剖面测井仪 | |
| CN106443054A (zh) | 一种管道流流速监测仪 | |
| CN105137118B (zh) | 一种基于挠曲电效应的流速变化率的传感结构和测量方法 | |
| CN102507743B (zh) | 一种桥梁预应力孔道灌浆密实度无损检测方法 | |
| CN202916004U (zh) | 压阻/压电复合型传感器及基于该传感器的监测系统 | |
| Molino-Minero-Re et al. | Piezoelectric energy harvesting from induced vortex in water flow | |
| CN104296896B (zh) | 相似模拟试验用直读式锚杆测力计工作方法 | |
| CN107102057B (zh) | 基于磁场的斜拉桥拉索疲劳损伤监测系统及方法 | |
| CN102620922A (zh) | 压电陶瓷传感器测量断路器刚分刚合的装置及测量方法 | |
| CN105974153A (zh) | 一种基于压电梁的智能管道流监测仪 | |
| CN202339240U (zh) | 多点式压电压力传感器 | |
| CN101694481B (zh) | 固体绝缘材料内电极表面形态的超声检测系统及其检测方法 | |
| CN201476918U (zh) | 输电线路架空地线舞动/覆冰监测系统组合传感器装置 | |
| CN210141850U (zh) | 一种基于冲击弹性波的混凝土厚度检测装置 | |
| WO2020258895A1 (zh) | 一种具有高灵敏度的漏磁检测探头 | |
| CN203163919U (zh) | 冲击力动态测量用pvdf压电薄膜力传感器 | |
| CN203929716U (zh) | 输电塔基础裂缝检测装置 | |
| CN208705282U (zh) | 预埋式检测锚索注浆密实度的装置 | |
| CN101709986A (zh) | 质量流量传感器 | |
| CN206563625U (zh) | 一种内置式索力传感器 | |
| CN202793581U (zh) | 一种基于力学分析输电线路导线舞动在线监测系统 | |
| CN204269262U (zh) | 多向混凝土动态应力监测传感器 | |
| CN104502625A (zh) | 一种三维浑水脉动流速仪 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: STATE ELECTRIC NET CROP. Effective date: 20130312 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20130312 Address after: 250002 Ji'nan City Central District, Shandong, No. 2 South Road, No. 500 Patentee after: Shandong Research Inst. of Electric Power Patentee after: State Grid Corporation of China Address before: 250002 Ji'nan City Central District, Shandong, No. 2 South Road, No. 500 Patentee before: Shandong Research Inst. of Electric Power |
|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 250002 Ji'nan City Central District, Shandong, No. 2 South Road, No. 500 Co-patentee after: State Grid Corporation of China Patentee after: Shandong Research Inst. of Electric Power Address before: 250002 Ji'nan City Central District, Shandong, No. 2 South Road, No. 500 Co-patentee before: State Grid Corporation of China Patentee before: Shandong Research Inst. of Electric Power |
|
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Assignee: National Network Intelligent Technology Co., Ltd. Assignor: Shandong Research Inst. of Electric Power Contract record no.: X2019370000007 Denomination of utility model: Sensor suitable for icing detection for power transmission lines Granted publication date: 20110525 License type: Exclusive License Record date: 20191014 |
|
| CX01 | Expiry of patent term | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20110525 |
|
| EC01 | Cancellation of recordation of patent licensing contract | ||
| EC01 | Cancellation of recordation of patent licensing contract |
Assignee: National Network Intelligent Technology Co.,Ltd. Assignor: Shandong Electric Power Research Institute Contract record no.: X2019370000007 Date of cancellation: 20210324 |