CN203519565U - 一种自动识别声学检测仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电力工业检测设备技术领域，尤其是一种自动识别振动声学检测仪。它包括信号集控系统、振动激励与拾取系统、人机交互系统和终端数据管理系统，振动激励与拾取系统、人机交互系统和终端数据管理系统分别与信号集控系统连接并受控于信号集控系统。本新型通过振动激励与拾取系统实现对支柱瓷绝缘子等被测体的检测，由信号集控系统向振动激励与拾取系统发送控制信号并对接收的信号进行频谱分析，根据主频和缺陷波谱实现缺陷的自动判断和识别，通过人机交互系统进行数据实时显示和语音提示是否有缺陷，以便及时补测数据；利用数据终端管理系统管理测试结果，并可以与历史数据进行对比发现其潜在的问题；其功能原理简单，具有很强的实用性。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力工业检测设备技术领域，尤其是一种可对支柱瓷绝缘子进行检测的自动识别振动声学检测仪。
背景技术
支柱绝缘子是发电厂和变电站运行的重要组成设备，大量使用于电力系统中的瓷支柱绝缘子起着支撑导线、断路器和高压开关作用，一旦断裂会引发大面积短路、接地、甚至造成附近工作人员的伤亡。预防的关键是在绝缘子运行过程中，提前检出它们外部和内部各种裂纹及机械强度降低等缺陷，根据具体情况采取相应的补救措施，从而避免事故的发生。
传统对支柱绝缘子的检测需要在停电情况下进行，不仅在检测效率低，而且很多时候缺乏实施条件。而振动声学检测支柱瓷绝缘子可以带电检测且检测速度快。相比于超声与红外检测有独特的优势。
发明内容
针对上述现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种系统功能结构简单、具有自动识别功能、方便实用、检测效率高的自动识别振动声学装置。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种自动识别振动声学检测仪，它包括信号集控系统、振动激励与拾取系统、人机交互系统和终端数据管理系统，所述振动激励与拾取系统、人机交互系统和终端数据管理系统分别与信号集控系统连接并受控于信号集控系统；
所述信号集控系统向振动激励与拾取系统输出控制信号并采集、分析、处理、存储由振动激励与拾取系统反馈的检测数据；
所述振动激励与拾取系统根据控制信号产生振动波并将振动波施加给被测体后，所述振动激励与拾取系统拾取被测体的振动信号并将振动信号转换为电信号反馈给信号集控系统；
所述人机交互系统接收外界输入的信号并实时显示信号集控系统输出的检测信息；
所述终端数据管理系统获取信号集控系统内的检测数据信息并对检测数据信息进行分析处理和存储管理。
优选地，所述振动激励与拾取系统包括声波激励装置和信号拾取装置；所述声波激励装置根据控制信号产生振动声波并将振动声波施加给被测体；所述信号拾取装置检测被测体的振动信号并将振动信号转换为电信号反馈给信号集控系统。
优选地，所述声波激励装置包括依次串接在信号集控系统与被测体之间的转换电路、功率放大电路、换能器和机械放大单元。
优选地，所述机械放大单元包括与被测体连接的导声杆和控制导声杆动作的压晶片和弹性结构。
优选地，所述信号拾取装置包括依次串接在信号集控系统与被测体之间加速度传感器、高通滤波电路、程控放大电路、抗混叠滤波电路、信号放大电路和保护电路。
优选地，所述信号集控系统包括主控芯片，所述主控芯片还连接有片外存储单元。
优选地，所述人机交互系统包括一串口触摸屏，所述串口触摸屏连接有语音播报模块和按键控制单元。
优选地，所述人机交互系统包括一液晶显示屏，所述液晶显示屏连接有按键控制单元。
由于采用了上述方案，本新型通过振动激励与拾取系统实现对支柱瓷绝缘子等被测体的检测，由信号集控系统向振动激励与拾取系统发送控制信号并对接收的信号进行频谱分析，根据主频和缺陷波谱实现缺陷的自动判断和识别，通过人机交互系统进行数据实时显示和语音提示是否有缺陷，以便及时补测数据，提高了对支柱瓷绝缘子检测的效率和可靠性；利用数据终端管理系统管理测试结果，并可以与历史数据进行对比发现其潜在的问题；其功能原理简单、自动化控制，具有很强的实用性。
附图说明
图1为本实用新型实施例的系统原理框图；
图2为本实用新型实施例的系统结构原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
如图1和图2所示，本实用新型提供的一种自动识别振动声学检测仪，它包括信号集控系统10、振动激励与拾取系统20、人机交互系统30和终端数据管理系统40，振动激励与拾取系统20、人机交互系统30和终端数据管理系统40分别与信号集控系统10连接并受控于信号集控系统10。
其中，信号集控系统10分为上端和下端两部分，上端负责振动信号激励、拾取、频谱分析、自动识别；下端负责控制人机交互系统30，上端和下端之间通过蓝牙、无线wifi、红外或zigbee等无线通信技术进行通信，其包括主控芯片11，主控芯片11可根据具体设计需求采用32位定点DSP芯片，以使信号集控系统10起到控制核心的作用部分，其输出一定形式的控制信号给振动激励与拾取系统20，使振动激励与拾取系统产生相应的振动波；同时接收振动激励与拾取系统20检测到的数据信号进行采样；然后对采样数据进行分析处理；并将处理结果发送至终端数据管理系统40进行存储，从而避免将每次测得的数据全部存储至数据管理系统40；与此同时通过人机交互系统30将检测数据处理结果进行实时显示。另外，为满足数据存储和运算的需要以及实现功能扩展，主控芯片11还连接有片外存储单元12。
振动激励与拾取系统20则包括声波激励装置和信号拾取装置；声波激励装置的作用在于根据信号集控系统发出的控制信号产生振动声波并将振动声波施加给被测体50；而信号拾取装置的作用则在于检测被测体50的振动信号并将振动信号转换为电信号反馈给信号集控系统10。
为实现自动识别及检测的可靠性，声波激励装置包括依次串接在信号集控系统10与被测体50之间的转换电路21、功率放大电路22、换能器23和机械放大单元24，而机械放大单元24可由与被测体50连接的导声杆和控制导声杆动作的压晶片（压晶片为电磁式或磁致伸缩式）和弹性结构组成，转换电路21可根据设计需求选择D/A方式，也可采用成本相对低廉的PWM波+硬件滤波的方式进行信号的输出。信号拾取装置则包括依次串接在信号集控系统10与被测体50之间加速度传感器25、高通滤波电路26、程控放大电路27、抗混叠滤波电路28、信号放大电路29和保护电路291。其中，由于支柱瓷绝缘子等被测体50的固有频率范围一般在1k-10kHz之间，因此该频率范围内的振动信号为有效振动信号；加速度传感器25可根据实际情况采用频率范围在0.3-12000Hz(±10%)，分辨率为0.0002g，输出电压范围在8-12V之间的压电型加速度传感器实现。由于支柱瓷绝缘子等被测体50在振动声学检测中的振动响应的有效频率范围为1k-10kHz，故高通滤波电路26的主要作用是滤除振动信号的直流分量，为减少输出阻抗，增加电压跟随器。而当振动信号幅值较小时，转换电路21的采样量程得不到充分利用，故通过程控放大电路27对振动信号进行程控放大。由于输入的信号有可能超过转换电路21的采样量程从而造成相应元器件的烧毁，因此信号需要经过保护电路291的过压保护才能进行采样。
人机交互系统30接收由操作人员控制形成的外界输入的信号，以决定检测仪的启动和控制方式等，同时实时显示信号集控系统10输出的检测信息并以声音信号的输出作为检测结束标志和结果异常标志，以显示的数字信号输出检测结果；本实施例的人机交互系统30可根据实际设计情况进行技术方案选择，即可采用串口触摸屏配装语音播报模块和按键控制单元的方式，也可采用液晶显示屏配装按键控制单元和蜂鸣器的方式。
终端数据管理系统40获取信号集控系统10内的检测数据信息并对检测数据信息进行统一的分析处理和存储管理。以使信号集控系统10通过比较历史数据，可以及时发现被测体50的异常情况，进行相应的跟踪检测。
另外，本实施例的检测仪上还具有顶杆到达限定位置的检测功能，其可采用 “磁铁+霍尔元件”的组成结构或者采用“光电传感器”或者采用“行程开关”的组成结构。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (8)
1.一种自动识别振动声学检测仪，其特征在于：它包括信号集控系统、振动激励与拾取系统、人机交互系统和终端数据管理系统，所述振动激励与拾取系统、人机交互系统和终端数据管理系统分别与信号集控系统连接并受控于信号集控系统；
所述信号集控系统向振动激励与拾取系统输出控制信号并采集、分析、处理、存储由振动激励与拾取系统反馈的检测数据；
所述振动激励与拾取系统根据控制信号产生振动波并将振动波施加给被测体后，所述振动激励与拾取系统拾取被测体的振动信号并将振动信号转换为电信号反馈给信号集控系统；
所述人机交互系统接收外界输入的信号并实时显示信号集控系统输出的检测信息；
所述终端数据管理系统获取信号集控系统内的检测数据信息并对检测数据信息进行分析处理和存储管理。
2.根据权利要求1所述的一种自动识别振动声学检测仪，其特征在于：所述振动激励与拾取系统包括声波激励装置和信号拾取装置；所述声波激励装置根据控制信号产生振动声波并将振动声波施加给被测体；所述信号拾取装置检测被测体的振动信号并将振动信号转换为电信号反馈给信号集控系统。
3.根据权利要求2所述的一种自动识别振动声学检测仪，其特征在于：所述声波激励装置包括依次串接在信号集控系统与被测体之间的转换电路、功率放大电路、换能器和机械放大单元。
4.根据权利要求3所述的一种自动识别振动声学检测仪，其特征在于：所述机械放大单元包括与被测体连接的导声杆和控制导声杆动作的压晶片和弹性结构。
5.根据权利要求2所述的一种自动识别振动声学检测仪，其特征在于：所述信号拾取装置包括依次串接在信号集控系统与被测体之间加速度传感器、高通滤波电路、程控放大电路、抗混叠滤波电路、信号放大电路和保护电路。
6.如权利要求1-5中任一项所述的一种自动识别振动声学检测仪，其特征在于：所述信号集控系统包括主控芯片，所述主控芯片还连接有片外存储单元。
7.根据权利要求6所述的一种自动识别振动声学检测仪，其特征在于：所述人机交互系统包括一串口触摸屏，所述串口触摸屏连接有语音播报模块和按键控制单元。
8.根据权利要求6所述的一种自动识别振动声学检测仪，其特征在于：所述人机交互系统包括一液晶显示屏，所述液晶显示屏连接有按键控制单元。
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| CN201320602052.7U CN203519565U (zh) | 2013-09-28 | 2013-09-28 | 一种自动识别声学检测仪 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106353405A (zh) * | 2016-09-29 | 2017-01-25 | 国网福建省电力有限公司 | 现场显示故障的支柱瓷绝缘子带电检测诊断方法与系统 |
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