CN204142895U - 非接触式超声波传感装置 - Google Patents

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方健
王波
陈俊
黄祖成
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Abstract

本实用新型公开了一种非接触式超声波传感装置,包括超声波探头、塑性管、固定组件及数据传输组件,塑性管一端与所述超声波探头连接,另一端与固定底座连接;磁性件固定于固定底座;数据采集卡接口设置于固定底座上,屏蔽线一端与数据采集卡接口连接,另一端穿过塑性管与超声波探头连接。上述非接触式超声波传感装置,抵持于被测样品的金属外壳,通过磁性件将固定底座吸附于被测样品的金属外壳。然后根据测量效果,决定是否继续调节非接触式超声波传感装置的具体位置和塑性管的弯曲方向与弯曲程度,从而使超声波探头位于被测样品的缝隙处。如此,可快速调节超声波探头的位置,进而提高了非接触式超声波传感装置的测量精度。

Description

非接触式超声波传感装置
技术领域
本实用新型涉及电力设备局部放电检测技术领域,特别是涉及一种非接触式超声波传感装置。
背景技术
气体绝缘组合电器(Gas Insulator Switchgear,GIS)是将除变压器、高抗以外所有的高压电力设备及母线有机集成在一起的全封闭组合开关设备,其壳体内充以一定压力的六氟化硫气体作为绝缘介质,它以占地面积小、可靠性高、维护量小等优点在电力系统获得了广泛应用。
GIS开关设备内部的绝缘故障在初期往往通过局部放电的形式表现出来,如果不及时发现并采用相应措施,会造成严重的安全事故。通常,GIS设备的局部放电会产生冲击振动及超声波,通过在GIS壳体外壁上安装接触式超声波传感器可测量并定位局部放电信号,及早发现故障。
但是,采用接触式超声波传感器测量使局部放电信号衰减大,探测效果不理想。采用非接触式超声波传感器,利用缝隙中传出的局部放电信号进行测量,信号衰减小,测量效果好。由于超声波在传播时,能量易集中,所以超声波传感器的方向、位置要正确,否则影响测量效果。传统的非接触式超声波传感器无法快速调节传感器的位置,以使超声波探头位于被测样品的缝隙处,影响测量效果。
实用新型内容
基于此,有必要针对传统非接触式超声波传感器无法快速调节位置的问题,提供一种快速调节超声波探头位置的非接触式超声波传感装置。
一种非接触式超声波传感装置,用于测量被测样品的局部放电,所述非接触式超声波传感装置包括:
超声波探头;
塑性管,一端与所述超声波探头连接,另一端与所述固定底座连接;
固定组件,包括固定底座及磁性件,所述磁性件设置于所述固定底座;
数据传输组件,包括屏蔽线及与外部测试主机连接的数据采集卡接口,所述数据采集卡接口设置于所述固定底座上,所述屏蔽线一端与所述数据采集卡接口连接,另一端穿过所述塑性管与所述超声波探头连接。在其中一实施例中,所述数据传输组件还包括处理电路板,所述固定底座内设有卡槽,所述处理电路板卡设于所述的卡槽,并与所述屏蔽线远离所述超声波探头的一端连接,所述数据采集卡接口设置于所述固定底座远离所述超声波探头的端部,并与所述处理电路板电连接。
在其中一实施例中,所述处理电路板包括放大电路及滤波电路,所述屏蔽线与所述放大电路电连接,所述滤波电路串联于所述放大电路。
在其中一实施例中,所述塑性管为金属软管。
在其中一实施例中,所述固定底座包括防护外壳及与所述防护外壳配合的底板,所述防护外壳形成有容纳腔,所述底板可拆卸地设置于所述防护外壳,以封闭所述容纳腔。
在其中一实施例中,所述容纳腔靠近所述底座两端部的内壁对称设有至少两个固位槽,所述磁性件嵌设于所述固位槽。
在其中一实施例中,所述固定组件还包括锁紧螺钉,所述底板开设有安装孔,所述防护外壳内设有与所述安装孔对应的内螺纹安装部,所述锁紧螺钉穿过所述安装孔,并螺纹连接于所述内螺纹安装部。
在其中一实施例中,所述底板远离所述容纳腔的一侧设有抵持部,所述抵持部远离所述底板的表面形状,与所述被测样品和所述抵持部相接触的表面形状可相匹配。
在其中一实施例中,所述抵持部为防滑泡棉。
上述非接触式超声波传感装置,设置于被测样品的金属外壳,通过磁性件将固定底座吸附于被测样品的金属外壳。然后根据测量效果,决定是否继续调节非接触式超声波传感装置的具体位置和塑性管的弯曲方向与弯曲程度,从而使超声波探头位于被测样品的缝隙处。如此,可快速调节超声波探头的位置,进而提高了非接触式超声波传感装置的测量精度。
附图说明
图1为一实施方式的非接触式超声波传感装置结构示意图;
图2为图1所示的非接触式超声波传感装置的另一视角结构示意图;
图3为图1所示的非接触式超声波传感装置的剖面图;
图4为图2所示的非接触式超声波传感装置的抵持部的结构示意图;
图5为图2所示的非接触式超声波传感装置的抵持部的使用状态图。
具体实施方式
为了便于理解本实用新型,下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是,本实用新型可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在两者之间的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在两者之间的元件。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1、图2及图3所示,在本较佳实施例中的一种非接触式超声波传感装置10,包括超声波探头12、塑性管14、固定组件16及数据传输组件18。超声波探头12与所述塑性管14连接,固定组件16与所述塑性管14连接,所述数据传输组件18设置于所述固定组件16。塑性管14具有可弯转的特性,在本具体实施方式中,塑性管14可实现360°全方位的弯转。
在本实施例中,塑性管142为金属软管,金属软管具有较好的伸缩性,且耐弯折,抗拉性能以及抗测压性强。当需要调节超声波探头12的位置时,拉伸和弯折金属软管即可。
同时,固定组件16包括固定底座162及磁性件164,塑性管14一端与所述超声波探头12连接,另一端与所述固定底座162连接,磁性件164固定于所述固定底座162。在本具体实施例中,磁性件164为永磁铁,当然也可以为电磁铁等。
请再次参阅图3,在本较佳实施例中,所述固定底座162包括防护外壳1622及底板1624,防护外壳1622形成有容纳腔(图未标),所述底板1624可拆卸地设置于所述防护外壳1622。具体地,底板1624扣合在所述防护外壳1622上,以封闭所述容纳腔。当内部元件损坏,或磁性件164固定松动导致吸附于被测样品20的吸附力不均匀时,拆卸更换内部元件或重新固定磁性件164即可。
具体地,底板1624开设有安装孔(图未示),防护外壳1622内设有与所述安装孔对应的内螺纹安装部1626,锁紧螺钉169穿过所述底板1624的安装孔,并螺纹连接于所述内螺纹安装部1626。锁紧螺钉169的末端旋入所述内螺纹安装部1626,其头部抵持于所述底板1624,从而将底板1624固定连接于防护外壳1622。
可以理解,在其他实施例中,底板1624也可卡设于防护外壳1622,能实现可拆卸连接于防护外壳1622的目的即可。
进一步,如图2所示,所述底板1624远离所述容纳腔的一侧设有抵持部1628,所述抵持部1628的远离所述底板1624的表面形状,与所述被测样品20和所述抵持部1628相接触的表面形状可相匹配。具体到本实施例中,所述抵持部1628为防滑泡棉。
被测样品20的外壳形状为圆弧状时,防滑泡棉与被测样品20的外壳接触,产生形变,防滑泡棉与被测样品20外壳的形状相匹配,从而使底板1624与被测样品20的外壳紧密接触,增大了摩擦力,进而使非接触式超声波传感装置10压稳固抵持于被测样品20的外壳,不易晃动,提高了测量精度。
被测样品20的外壳形状为平面时,防滑泡棉被压缩,使非接触式超声波传感装置10压紧抵持于被测样品20的外壳,从而不易晃动,提高了测量精度。此外,防滑泡棉表面粗糙,提高了底板1624与被测样品20外壳的摩擦力,进一步保证了非接触式超声波传感装置10稳定抵持于被测样品20的外壳。
可以理解,如图4,在其他实施例中,抵持部1628还可包括支撑部1627及接触部1629,支撑部1627采用硬质材料制成,例如:硬质塑料,接触部1629采用具有弹性的材料制成,例如:防滑泡棉。如图5所示,支撑部1627起支撑与固定作用,提高了抵持部1628与底板1624连接的稳定性,接触部1629可产生弹性形变,适用于不同形状尺寸的被测样品20,还具有弹性减震及防滑功能,提高了非接触式超声波传感装置10的可靠性。
请再次参阅图3,在本较佳实施例中,所述容纳腔靠近所述防护外壳1622两端部的内壁对称设置有至少两个固位槽1623,所述磁性件164嵌设于固位槽1623。磁性件164根据非接触式超声波传感装置10的具体位置,调节塑性管142的弯曲方向与弯曲程度,从而使超声波探头12位于被测样品20的缝隙处,超声波探头12的方向、位置设置准确,进而提高了测量效果。
本较佳实施例中,被测样品20为GIS开关设备,GIS开关设备的外壳为金属制成,将非接触式超声波传感装置10设置于GIS开关设备的金属外壳,通过磁性件164将固定底座162吸附于GIS开关设备金属外壳。
需要说明的是,GIS(Gas Insulated switchgear,GIS)指气体绝缘组合电器。GIS由断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线、连接件和出线终端等组成,这些开关设备或部件全部封闭在金属接地的外壳中,在其内部充有一定压力的SF6绝缘气体,故也称SF6全封闭组合电器。
可以理解,固位槽1623的数量以及位置根据具体情况而定,能实现使磁性件164吸附于被测样品20的外壳,且受力均匀的目的即可。
可以理解,非接触式超声波传感装置10也可以采用手持或捆绑方式固定于GIS开关设备的金属外壳。
请再次参阅图1、图2和图3,在本较佳实施例中,数据传输组件18包括屏蔽线182及与数据采集卡接口184,所述数据采集卡接口184设置于所述固定底座162远离所述超声波探头12的端部,所述屏蔽线182一端与所述数据采集卡接口184连接,另一端穿过所述塑性管14与所述超声波探头12连接。由于屏蔽线182穿过塑性管14,因此塑性管14还起到保护屏蔽线182的效果。
其中,所述数据采集卡接口184与外部测试主机(图未示)相连接,对超声波探头12所测量的数据进行处理与分析,以得到精确测量结果。在本较佳实施例中,所述数据采集卡接口184为Q9接口。
请再次参阅图3,在本较佳实施例中,所述数据传输组件18还包括处理电路板186,所述固定底座162内设有卡槽(图未示),所述处理电路板186卡设于所述卡槽,屏蔽线182的一端与处理电路板186电连接,另一端穿过所述塑性管142与超声波探头12电连接。
具体地,所述处理电路板186包括放大电路(图未示)及滤波电路(图未示),屏蔽线182与所述放大电路电连接,所述滤波电路串联于所述放大电路。一般地,超声波测距传感方式测量时,选择量程如果不合理,会出现无回波或回波微弱不稳定的情况发生。如果缩小测量距离,回波信号会得到加强,但是由于超声传感器的盲区通常在10%,则回波信号会与发射波余波重叠而不能分离,不能实现测量。因此,通过放大电路以及滤波电路的处理,避免了上述两种问题的发生,使局部放电信号可精确测量,提高了测量精度。
上述非接触式超声波传感装置10,设置于被测样品20的金属外壳,通过磁性件164将固定底座162吸附于被测样品20的金属外壳。然后根据测量效果,决定是否继续调节非接触式超声波传感装置10的具体位置和塑性管142的弯曲方向与弯曲程度,从而使超声波探头12位于被测样品20的缝隙处。如此,可快速调节超声波探头12的位置,进而提高了非接触式超声波传感装置10的测量精度。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围。因此,本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种非接触式超声波传感装置,用于测量被测样品的局部放电,其特征在于,所述非接触式超声波传感装置包括: 
超声波探头; 
固定组件,包括固定底座及磁性件,所述磁性件设置于所述固定底座; 
塑性管,一端与所述超声波探头连接,另一端与所述固定底座连接; 
数据传输组件,包括屏蔽线及与外部测试主机连接的数据采集卡接口,所述数据采集卡接口设置于所述固定底座上,所述屏蔽线一端与所述数据采集卡接口连接,另一端穿过所述塑性管与所述超声波探头连接。 
2.根据权利要求1所述非接触式超声波传感装置,其特征在于,所述数据传输组件还包括处理电路板,所述固定底座内设有卡槽,所述处理电路板卡设于所述的卡槽,并与所述屏蔽线远离所述超声波探头的一端连接,所述数据采集卡接口设置于所述固定底座远离所述超声波探头的端部,并与所述处理电路板电连接。 
3.根据权利要求2所述的非接触式超声波传感装置,其特征在于,所述处理电路板包括放大电路及滤波电路,所述屏蔽线与所述放大电路电连接,所述滤波电路串联于所述放大电路。 
4.根据权利要求1所述的非接触式超声波传感装置,其特征在于,所述塑性管为金属软管。 
5.根据权利要求1所述的非接触式超声波传感装置,其特征在于,所述固定底座包括防护外壳及与所述防护外壳配合的底板,所述防护外壳形成有容纳腔,所述底板可拆卸地设置于所述防护外壳,以封闭所述容纳腔。 
6.根据权利要求5所述的非接触式超声波传感装置,其特征在于,所述容纳腔靠近所述底座两端部的内壁对称设有至少两个固位槽,所述磁性件嵌设于所述固位槽。 
7.根据权利要求5所述的非接触式超声波传感装置,其特征在于,所述固定组件还包括锁紧螺钉,所述底板开设有安装孔,所述防护外壳内设有与 所述安装孔对应的内螺纹安装部,所述锁紧螺钉穿过所述安装孔,并螺纹连接于所述内螺纹安装部。 
8.根据权利要求7所述的非接触式超声波传感装置,其特征在于,所述底板远离所述容纳腔的一侧设有抵持部,所述抵持部远离所述底板的表面形状,与所述被测样品和所述抵持部相接触的表面形状可相匹配。 
9.根据权利要求8所述的非接触式超声波传感装置,其特征在于,所述抵持部为防滑泡棉。 
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