CN204422590U - 八元方框形超声阵列传感器固定装置 - Google Patents

Abstract

一种八元方框形超声阵列传感器固定装置，包括铝材基板，基板上开设有放置超声阵列传感器阵元的安装通孔，所述安装通孔的数量为八个，八个安装通孔成方框形阵列布设，每个方框形边长方向设置三个安装通孔；所述基板的下方设置有固定超声阵列传感器阵元的磁座，磁座上对应安装通孔的位置开设有磁座阶梯孔，磁座阶梯孔与基板相接的一段孔径与安装通孔孔径相应，磁座阶梯孔远离基板的一段孔径大于安装通孔孔径，较大孔径的磁座阶梯孔中设置有连接超声阵列传感器阵元底端的磁性螺母。本实用新型能够将阵元牢固地安装在槽内，可靠性高，既能够对局放源进行精确定位的基础上，又降低了制作成本。

Description

八元方框形超声阵列传感器固定装置

技术领域

本实用新型涉及变压器检测技术领域，特别是一种适用于对超声阵列传感器阵元进行固定的装置。

背景技术

随着电力技术的发展，对电力系统可靠性的要求也越来越高，而变压器作为电力系统中的重要配置，其运行的可靠性直接关系到电力系统的安全与稳定。在对变压器实际故障的统计分析中发现，绝缘故障是影响变压器正常运行的主要原因，而变压器的局部放电则是造成绝缘故障的重要原因，因此局部放电的检测成为绝缘状况检测的重要方面。

现有变压器局部放电定位方法主要有光定位法、电气定位法、特高频电磁波定位法、X射线激励定位法以及超声波定位法等。其中超声波定位法是利用超声阵列传感器接收目标信号并估计各单个传感器阵元的时延，然后通过算法对各单个传感器阵元的接收信号进行运算，从而得到局放源的空间方位角和俯仰角信息的方法；由于其原理简单、抗电磁干扰能力强、成本低、能实现直接几何定位，特别是基于平面超声阵列传感器的电气设备局部放电检测方法，可以通过各通道超声信号之间的时延关系得到局放源的方位信息，进而对其准确定位，因此应用较为广泛。

目前市场上缺乏平面超声阵列传感器阵元的成品，研究人员大多通过在电气设备外壁的不同位置固定多个超声阵元的方法，实现局放超声阵列定位的目的，但是存在拆装困难、阵元间距不固定等问题。超声阵列传感器随着超声阵列传感器阵元个数的增加，对局部放电源的测向精度也会增加。阵元个数增加到一定的个数时，测向精度增加的就不是很明显。相反，随着超声阵列传感器阵元个数的增加，会形成满阵布设结构，阵元间距过于紧密，设备的成本和复杂度就会增加很多；而且阵元过多，在阵列信号处理算法中会产生信号“冗余”现象，使计算过程变得冗余缓慢，甚至陷入波达方向谱峰搜索的“内循环”。不仅成本升高，而且在安装过程中，由于阵元是直接插入盲孔中的，因此在使用过程中容易造成阵元掉落现象的发生，可靠性较低，无法保证其检测精度。

实用新型内容

本实用新型将针对现有技术的不足，提供一种成本低、可靠性以及检测精度都较高的超声阵列传感器阵元固定装置。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案如下。

八元方框形超声阵列传感器固定装置，包括铝材基板，基板上开设有放置超声阵列传感器阵元的安装通孔，所述安装通孔的数量为八个，八个安装通孔成方框形阵列布设，每个方框形边长方向设置三个安装通孔；所述基板的下方设置有固定超声阵列传感器阵元的磁座，磁座上对应安装通孔的位置开设有磁座阶梯孔，磁座阶梯孔与基板相接的一段孔径与安装通孔孔径相应，磁座阶梯孔远离基板的一段孔径大于安装通孔孔径，较大孔径的磁座阶梯孔中设置有连接超声阵列传感器阵元底端的磁性螺母。

上述八元方框形超声阵列传感器固定装置，所述磁性螺母的高度小于较大孔径磁座阶梯孔的长度。

上述八元方框形超声阵列传感器固定装置，所述磁座设置磁性螺母的端面中部开设有放置超声阵列传感器阵元接线的引线槽。

由于采用了以上技术方案，本实用新型所取得的技术进步如下。

本实用新型能够将阵元牢固地安装在槽内，无论是移动还是安装过程中都不会出现阵元自由掉落的现象，可靠性高。本实用新型的应用，可使所有阵元成方框形布设，阵元形成的阵列为稀疏阵，环的主波束更窄，声学性能更好，信号搜索容易，在能够对局放源进行精确定位的基础上，降低了制作成本。

附图说明

图1为本实用新型的俯视图；

图2为图1的A-A向剖视图。

图中各标号表示为：1.基板，11.安装通孔，2.磁座，21.磁座阶梯孔，22.磁性螺母，23.引线槽。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本实用新型进行进一步详细说明。

本实用新型的结构如图1和图2所示，包括铝材基板1和磁座2，基板1上开设有八个安装通孔11，八个安装通孔成方框形阵列布设，每个方框形边长方向设置三个安装通孔，安装通孔用于放置超声阵列传感器阵元，使超声阵列传感器阵元布设为方框形阵列。

在本实施例中，基板选用航空铝材制作，航空铝材是一种铝合金，主要化学成分是：铝、铜、锌、镁、硅等，由于其耐油和抗酸、碱、盐及化学试剂等性能良好，同时也可以在一定程度上耐受有机溶剂的溶解，并且具有良好的机械性能和成型性，加工产品表面光洁，耐磨性好，易于加工，可以使用机械、粘合等法进行二次加工，质量较轻，便于携带，虽然它的耐高温强度较低，但是完全能够满足外部环境昼夜温湿度等条件的变化及恶劣天气和空气污染带来的酸碱盐腐蚀和其他污秽，适宜作为超声阵列传感器阵元固定装置的材料。

磁座2设置在基板的下方，用于固定超声阵列传感器阵元。磁座上对应安装通孔的位置开设有磁座阶梯孔21，磁座阶梯孔21包含两段同轴设置的直径不等的圆柱孔。磁座阶梯孔与基板相接的一段圆柱孔的孔径与安装通孔的孔径相应，磁座阶梯孔远离基板的一段圆柱孔的孔径大于安装通孔的孔径。较大孔径的磁座阶梯孔中设置有磁性螺母22，磁性螺母22与超声阵列传感器阵元的底端螺纹连接，用于固定超声阵列传感器阵元，并可通过磁性螺母将本实用新型吸附在电气设备外壁上。

本实用新型中，磁性螺母22的高度小于较大孔径磁座阶梯孔的长度，也即较大孔径的磁座阶梯孔中除安装磁性螺母外，底部还预留一小段空隙，用于引出超声阵列传感器阵元的接线。

磁座设置磁性螺母22的端面中部开设有引线槽23，放置超声阵列传感器阵元接线。本实施例中，引线槽23设置有两条，横向平行设置在三行磁座阶梯孔之间，如图2所示。

本实用新型使用时，先将各传感器阵元依次放置到安装通孔和磁座阶梯孔中；其次将传感器阵元的接线穿过磁性螺母后布置在引线槽中；然后再旋转传感器阵元，使阵元底端与磁性螺母旋接在一起即可将阵元牢固地固定在基板上；最后利用磁性螺母的磁性将本实用新型吸附在电气设备的外壁上，即安装完毕。具体使用过程中，还需要将本实用新型与其他设备连接，即将各传感器阵元的接线接入多通道同步数据采集器，即可实时采集局放超声阵列信号数据。

如需更换检测位置，只需将本实用新型取下，直接吸附于电气设备的其他位置即可，操作简单。

Claims (3)

1.八元方框形超声阵列传感器固定装置，包括铝材基板（1），基板（1）上开设有放置超声阵列传感器阵元的安装通孔（11），其特征在于：所述安装通孔的数量为八个，八个安装通孔成方框形阵列布设，每个方框形边长方向设置三个安装通孔；所述基板的下方设置有固定超声阵列传感器阵元的磁座（2），磁座上对应安装通孔的位置开设有磁座阶梯孔（21），磁座阶梯孔与基板相接的一段孔径与安装通孔孔径相应，磁座阶梯孔远离基板的一段孔径大于安装通孔孔径，较大孔径的磁座阶梯孔中设置有连接超声阵列传感器阵元底端的磁性螺母（22）。

2.根据权利要求1所述的八元方框形超声阵列传感器固定装置，其特征在于：所述磁性螺母（22）的高度小于较大孔径磁座阶梯孔的长度。

3.根据权利要求2所述的八元方框形超声阵列传感器固定装置，其特征在于：所述磁座设置磁性螺母（22）的端面中部开设有放置超声阵列传感器阵元接线的引线槽（23）。