CN208520793U - 一种开放式核磁共振传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种开放式核磁共振传感器，用于复合绝缘子伞裙老化无损检测，包括用于夹持被测样品的正对设置的一对永磁体结构和用于调节所述一对永磁体结构之间的间距的调距装置，所述调距装置包括：相对设置的一对支撑臂、齿轮齿条调距机构、驱动手柄、弹性复位机构，所述一对支撑臂与所述一对永磁体结构固定连接，所述齿轮齿条调距机构与所述一对支撑臂以及所述驱动手柄分别连接，用于在驱动手柄的带动下驱动所述一对支撑臂相互远离；所述弹性复位机构与所述一对支撑臂分别连接，用于在驱动手柄的驱动力撤除时带动所述一对支撑臂相互靠近以使所述一对永磁体结构夹持被测样品，本实用新型使用时非常便利。

Description

一种开放式核磁共振传感器

技术领域

本实用新型涉及电网领域，尤其涉及一种开放式核磁共振传感器。

背景技术

复合绝缘子由于其重量轻，机械强度高，不易破碎，耐污性能好的优良性能广泛应用于高压输电线路中。复合绝缘子伞裙是复合绝缘子的外绝缘，用来保护芯棒不受大气的侵蚀，提供必要的爬电距离，提高耐污性能。在挂网运行过程中，复合绝缘子伞裙在承受电网过电压和自然环境的侵蚀下会出现老化或击穿问题，对供电可靠性构成潜在威胁，所以复合绝缘子伞裙材料在线无损检测意义重大。目前复合绝缘子伞裙材料在线检测方法主要有直接观察法、紫外成像法、红外成像法、憎水性检测法等。

直接观测法，即用双筒望远镜在塔下观察以发现伞裙表面有无开裂、电蚀损、粉化、漏电痕迹等缺陷。但地面观察不够可靠，还需登塔检测。

紫外成像法，利用电子紫外光学控伤仪带电检测复合绝缘子伞裙表面由于局部放电而形成的碳化通道和电蚀损，其原理是：局部放电过程中带电粒子复合会放出紫外线，当绝缘子伞裙表面形成导电性碳化通道时，局部放电加剧。但该方法要求在夜间、正常温度环境下操作，另外要求检测时正在发生局部放电，这要求检测应在高湿度甚至有降雨的环境中进行，这就加大了作业的难度和危险性。

红外成像法通过绝缘子局部温度升高成像来检测局部放电、泄漏电流流过绝缘物质时的介电损耗或电阻损耗等。但该方法仪器造价高且测量易受阳光、大风、潮气、环境温度及一些能引起绝缘子表面温度急剧变化因素的影响。

憎水性检测法，即喷水分级法。该方法将复合绝缘子伞裙表面的憎水性分为7级并给出分级判据和标准图片，HC-1级和HC-7级分别对应憎水性最强和最差(即完全亲水)的状态。试验中，用普通喷壶对试品表面喷洒水雾，观察水分在试品表面的分布情况，对比分级判据和标准图片，得出绝缘子表面的憎水性状况。近年来，数码摄像技术和计算机数字图像处理技术的发展为人们更为客观和精确地评价复合绝缘子表面的憎水性提供了一条新的道路。但该研究仅停留在实验室阶段，缺乏对复杂情况下复杂表面的分析；虽然对现场在线测试做了可行性预测，但并没有付诸实施。

以上提到的复合绝缘子伞裙老化在线检测方法都存在自身的不足，因此，有建议从材料学角度，采用核磁共振技术来实现复合绝缘子伞裙老化无损检测，并设计出用于此目的的开放式核磁共振传感器。

核磁共振技术作为一种无损检测手段，广泛应用于生命医疗，食品分析，质量控制，材料科学领域和地球物理领域等。核磁共振技术利用H原子核的磁共振特性，得到H核的磁共振谱(MRS)，并根据MRS的一些特征，如谱线的宽度、形状与面积来了解原子核的性质和所处的环境，以确定分子结构。

基于核磁共振的复合绝缘子伞裙老化无损检测原理是：复合绝缘子的伞裙主要成分为聚二甲基硅氧烷，分子中以重复的Si-O键为主链，Si原子上直接连接有甲基、乙烯基等聚合物。复合绝缘子伞裙材料在长期恶劣的环境下，Si-O键的键能会减弱，甚至断裂，使得分子式中H原子数量及状态的变化，通过核磁共振技术检测绝缘子伞群中含H量及状态的变化，对应的反演峰面积和横向弛豫时间变化,来衡量伞裙的老化程度。

但是现有的开放式核磁共振传感器在调节其中的永磁体结构之间的距离时，采用的滑动件和固定件配合，滑动件和固定件在调整好距离之后再通过螺丝来固定。在对伞裙进行批量检测时，需要频繁的解锁螺丝，以及频繁的调整滑动件和固定件的距离，因此这种核磁共振传感器在实际应用时非常不便。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种开放式核磁共振传感器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种开放式核磁共振传感器，用于复合绝缘子伞裙老化无损检测，包括用于夹持被测样品的正对设置的一对永磁体结构，其特征在于，还包括用于调节所述一对永磁体结构之间的间距的调距装置，所述调距装置包括：相对设置的一对支撑臂、齿轮齿条调距机构、驱动手柄、弹性复位机构，所述一对支撑臂与所述一对永磁体结构固定连接，所述齿轮齿条调距机构与所述一对支撑臂以及所述驱动手柄分别连接，用于在驱动手柄的带动下驱动所述一对支撑臂相互远离；所述弹性复位机构与所述一对支撑臂分别连接，用于在驱动手柄的驱动力撤除时带动所述一对支撑臂相互靠近以使所述一对永磁体结构夹持被测样品。

在本实用新型所述的开放式核磁共振传感器中，所述齿轮齿条调距机构包括第一齿条、第二齿条以及齿轮，所述一对支撑臂分别对应的与所述第一齿条、第二齿条固定连接，所述第一齿条、第二齿条分布于所述齿轮的两对侧且同时与所述齿轮传动连接，所述驱动手柄与所述齿轮同轴固定连接，所述驱动手柄用于在受驱动力转动时带动所述齿轮转动，进而带动所述第一齿条、第二齿条做相背运动。

在本实用新型所述的开放式核磁共振传感器中，所述第一齿条、第二齿条以及齿轮设置在与所述一对永磁体结构垂直的同一水平面内。

在本实用新型所述的开放式核磁共振传感器中，所述弹性复位机构为一个连接于所述一对支撑臂之间的第一弹性件。

在本实用新型所述的开放式核磁共振传感器中，所述调距装置还包括壳体，所述一对支撑臂分别设于所述壳体的两对立侧且滑动联接于所述壳体，每一所述支撑臂向远离对侧支撑臂方向延伸，每一所述永磁体结构固定连接于对应的所述支撑臂上，且所述永磁体结构与所述支撑臂垂直设置。

在本实用新型所述的开放式核磁共振传感器中，所述弹性复位机构包括第二弹性件和第三弹性件，第二弹性件的第一端抵接于第一个支撑臂的靠近第二个支撑臂的一端，第三弹性件的第一端抵接于第二个支撑臂的靠近第一个支撑臂的一端，第二弹性件、第三弹性件的第二端分别与壳体的连接所述一对支撑臂的两对立侧的侧壁抵接，当驱动手柄的驱动力撤除时，所述一对支撑臂分别在第二弹性件和第三弹性件的弹性拉力作用下做相向运动。

在本实用新型所述的开放式核磁共振传感器中，所述壳体的一对侧壁分别开设了第一安装槽，所述壳体的顶壁或者底壁开设有第二安装槽，所述支撑臂穿过对应的一个所述第一安装槽，所述驱动手柄穿过所述第二安装槽。

在本实用新型所述的开放式核磁共振传感器中，所述永磁体结构包括铝制托盘、铁片、永磁体片和铝制薄盖板；所述铝制托盘开设有与铁片相配合的空腔，所述铁片和永磁体片依次放置于铝制托盘的空腔内部，所述铝制薄盖板覆盖于铝制托盘的空腔上。

在本实用新型所述的开放式核磁共振传感器中，所述铁片为圆柱形铁片，所述永磁体片为圆柱形铷铁硼永磁体片。

在本实用新型所述的开放式核磁共振传感器中，其中一个永磁体结构靠近另一个永磁体结构的一侧固定设置有一个PCB板，所述PCB板上蚀刻有平面射频线圈，所述平面射频线圈包括在同一平面上串联的两个螺旋线圈，所述两个螺旋线圈形成的射频磁场在平面射频线圈上方中心区域与平面射频线圈所在平面平行，所述两个螺旋线圈形成的射频磁场方向相反。

实施本实用新型的开放式核磁共振传感器，具有以下有益效果：本实用新型通过调距装置调节一对永磁体结构之间的间距，其中的一对支撑臂与所述一对永磁体结构固定连接，齿轮齿条调距机构分别与一对支撑臂和所述驱动手柄分别连接，用户只需转动驱动手柄即可带动齿轮齿条调距机构驱动一对支撑臂相互远离，从而可以放入被测样品，再撤除驱动手柄的驱动力，弹性复位机构将带动所述一对支撑臂相互靠近以使所述一对永磁体结构夹持被测样品，使用时非常便利。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图：

图1是本实用新型开放式核磁共振传感器的结构示意图；

图2是实施例一中的调距装置的结构示意图；

图3是永磁体结构的结构示意图；

图4是实施例二中的调距装置的结构示意图。

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典型实施例。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居中的元件。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居中元件。本文所使用的术语“垂直”、“水平”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

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。

本说明书中使用的“第一”、“第二”等包含序数的术语可用于说明各种构成要素，但是这些构成要素不受这些术语的限定。使用这些术语的目的仅在于将一个构成要素区别于其他构成要素。例如，在不脱离本发明的权利范围的前提下，第一构成要素可被命名为第二构成要素，类似地，第二构成要素也可以被命名为第一构成要素。

参考图1，本实用新型总的思路是，构造一种用于复合绝缘子伞裙老化无损检测的核磁共振传感器，包括用于夹持被测样品的正对设置的一对永磁体结构1和2，还包括用于调节所述一对永磁体结构1和2之间的间距的调距装置3，所述调距装置3包括相对设置的一对支撑臂31和32、齿轮齿条调距机构、驱动手柄37、弹性复位机构，所述一对支撑臂31、32与所述一对永磁体结构1、2固定连接，所述齿轮齿条调距机构分别与所述一对支撑臂31、32和所述驱动手柄37分别连接，用于在驱动手柄37的带动下驱动所述一对支撑臂31、32相互远离，所述弹性复位机构与所述一对支撑臂31、32分别连接，用于在驱动手柄37的驱动力撤除时带动所述一对支撑臂31、32相互靠近以使所述一对永磁体结构1、2夹持被测样品。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明，应当理解本实用新型实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本实用新型实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

实施例一

结合图1，参考图2，实施例一提供的开放式核磁共振传感器包括用于夹持被测样品的正对设置的一对永磁体结构1、2以及用于调节所述一对永磁体结构之间的间距的调距装置3。

其中，所述调距装置3包括壳体36、相对设置的一对支撑臂31、32、齿轮齿条调距机构、驱动手柄37、弹性复位机构。支撑臂31、32滑动联接于所述壳体36，且所述一对支撑臂31、32分别设于所述壳体36的两对立侧，例如左右两侧。所述支撑臂31、32分别向远离对侧支撑臂32/31方向延伸，每一所述永磁体结构1、2固定连接于对应的所述支撑臂31、32上，且所述永磁体结构1、2分别与对应的支撑臂31、32垂直设置。

具体的，所述壳体36的左右侧壁分别开设了第一安装槽，所述壳体36的顶壁或者底壁开设有第二安装槽，所述支撑臂31、32穿过对应的一个所述第一安装槽，所述驱动手柄37穿过所述第二安装槽。

其中，所述弹性复位机构设置在壳体36内部，为一个连接于所述一对支撑臂31、32之间的第一弹性件310。第一弹性件310可以是弹簧，也可以是金属弹片或者橡皮筋等。

其中，齿轮齿条调距机构设置在壳体36内部，齿轮齿条调距机构分别与所述一对支撑臂31、32和所述驱动手柄37分别连接，用于在驱动手柄37的带动下驱动所述一对支撑臂31、32相互靠近或者相互远离。当驱动手柄37未施加任何可以使其转动的驱动力时，第一弹性件310会将支撑臂31、32拉拢至最近距离，所以一般施力驱动手柄37是驱动所述一对支撑臂31、32相互远离，无需靠施力驱动手柄37驱动所述一对支撑臂31、32相互靠近。

另外，需要说的是，因为被测样品为伞裙，所以其厚度范围是可以事先获取的。因此只需设定好第一齿条33、第二齿条34的长度，保证第一齿条33、第二齿条34的最近距离小于所有被测样品的厚度即可。

具体的，所述齿轮齿条调距机构包括齿轮35以及水平设置的第一齿条33和第二齿条34，所述一对支撑臂31、32分别对应的与所述第一齿条33、第二齿条34固定连接，第一齿条33、第二齿条34分布于所述齿轮35的两对侧且同时与所述齿轮35传动连接，所述驱动手柄37伸入壳体36内部的一端与所述齿轮35同轴固定连接，所述驱动手柄37用于在受驱动力转动时带动所述齿轮35转动，进而带动所述第一齿条33、第二齿条34做相向或相背运动，同上，由于第一弹性件310的存在，一般施力驱动手柄37是驱动所述一对第一齿条33、第二齿条34或相背运动。

本实施例中，第一齿条33、第二齿条34、齿轮35、第一弹性件310设置在与所述一对永磁体结构1、2垂直的同一水平面内。也即第一齿条33、第二齿条34分布于所述齿轮35的前后侧，如图2所示，图2是打开壳体36后的俯视角度下的示意图。可以理解的是，第一齿条33、第二齿条34、齿轮35、第一弹性件310还可以设置在与所述一对永磁体结构1、2平行的同一竖直面内，也即第一齿条33、第二齿条34分布于所述齿轮35的上下侧。

参考图3，所述永磁体结构1、2均包括铝制托盘101、铁片102、永磁体片103和铝制薄盖板104；所述铝制托盘101开设有与铁片102相配合的空腔，所述铁片102和永磁体片103依次放置于铝制托盘101的空腔内部，所述铝制薄盖板104覆盖于铝制托盘101的空腔上。

具体的，所述铁片102为圆柱形铁片，所述永磁体片103为圆柱形铷铁硼永磁体片。其中一个永磁体结构1/2靠近另一个永磁体结构2/1的一侧固定设置有一个PCB板，所述PCB板上蚀刻有平面射频线圈。所述平面射频线圈包括在同一平面上串联的两个螺旋线圈，所述两个螺旋线圈形成的射频磁场在平面射频线圈上方中心区域与平面射频线圈所在平面平行，所述两个螺旋线圈形成的射频磁场方向相反。所述永磁体结构1、2用于产生静态磁场，平面射频线圈用于产生激励射频磁场，并检测设置于永磁体结构1、2之间的被测样品所产生的回波信号。

本实施例的工作原理是：正常状态下，第一弹性件310将支撑臂31、32拉拢；使用时，首先，反向转动驱动手柄37以带动齿轮35反转，第一齿条33、第二齿条34相背离运动，从而导致支撑臂31、32相互远离，也就使得永磁体结构1、2相互远离，此时第一弹性件310处于拉伸状态；再将被测样品放到永磁体结构1、2之间，然后撤除施加到驱动手柄37的驱动力，则第一弹性件310的回拉力带动支撑臂31、32相互靠近，也就使得永磁体结构1、2相互靠近，直至永磁体结构1、2靠近至与被测样品接触，此时可以开始测量。

可以理解的是，如果将第一齿条33、第二齿条34在齿轮35啮合位置进行互换，即将第一齿条33从齿轮35的前侧换到后侧，将第二齿条34从齿轮35的后侧换到前侧，则驱动手柄37的转动方向导致的支撑臂31、32的运动趋势也将互换。

实施例二

参考图4，实施例二与实施例一的不同之处在于，所述弹性复位机构包括第二弹性件38和第三弹性件39，第二弹性件38的右端抵接于左侧的支撑臂31的靠近右侧的支撑臂32的一端，第三弹性件39的左端抵接于右侧的支撑臂32的靠近左侧的支撑臂31的一端，第二弹性件38的左端与壳体36的左侧壁抵接，第三弹性件39的右端与壳体36的右侧壁抵接，当驱动手柄37的驱动力撤除时，一对支撑臂31、32分别在第二弹性件38和第三弹性件39的弹性拉力作用下做相向运动。

本实施例的工作原理是：正常状态下，第二弹性件38、第三弹性件39将支撑臂31、32顶至最近距离；使用时，首先，反向转动驱动手柄37以带动齿轮35反转，第一齿条33、第二齿条34相背离运动，从而导致支撑臂31、32相互远离，也就使得永磁体结构1、2相互远离，此时第二弹性件38、第三弹性件39处于压缩状态；再将被测样品放到永磁体结构1、2之间，然后撤除施加到驱动手柄37的驱动力，则第二弹性件38、第三弹性件39的回弹力带动支撑臂31、32相互靠近，也就使得永磁体结构1、2相互靠近，直至永磁体结构1、2靠近至与被测样品接触，此时可以开始测量。

综上所述，实施本实用新型的开放式核磁共振传感器，具有以下有益效果：本实用新型通过调距装置调节一对永磁体结构之间的间距，其中的一对支撑臂与所述一对永磁体结构固定连接，齿轮齿条调距机构分别与一对支撑臂和所述驱动手柄分别连接，用户只需转动驱动手柄即可带动齿轮齿条调距机构驱动一对支撑臂相互远离，从而可以放入被测样品，再撤除驱动手柄的驱动力，弹性复位机构将带动所述一对支撑臂相互靠近以使所述一对永磁体结构夹持被测样品，使用时非常便利。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims (10)

1.一种开放式核磁共振传感器，用于复合绝缘子伞裙老化无损检测，包括用于夹持被测样品的正对设置的一对永磁体结构，其特征在于，还包括用于调节所述一对永磁体结构之间的间距的调距装置，所述调距装置包括：相对设置的一对支撑臂、齿轮齿条调距机构、驱动手柄、弹性复位机构，所述一对支撑臂与所述一对永磁体结构固定连接，所述齿轮齿条调距机构与所述一对支撑臂以及所述驱动手柄分别连接，用于在驱动手柄的带动下驱动所述一对支撑臂相互远离；所述弹性复位机构与所述一对支撑臂分别连接，用于在驱动手柄的驱动力撤除时带动所述一对支撑臂相互靠近以使所述一对永磁体结构夹持被测样品。

2.根据权利要求1所述的开放式核磁共振传感器，其特征在于，所述齿轮齿条调距机构包括第一齿条、第二齿条以及齿轮，所述一对支撑臂分别对应的与所述第一齿条、第二齿条固定连接，所述第一齿条、第二齿条分布于所述齿轮的两对侧且同时与所述齿轮传动连接，所述驱动手柄与所述齿轮同轴固定连接，所述驱动手柄用于在受驱动力转动时带动所述齿轮转动，进而带动所述第一齿条、第二齿条做相背运动。

3.根据权利要求2所述的开放式核磁共振传感器，其特征在于，所述第一齿条、第二齿条以及齿轮设置在与所述一对永磁体结构垂直的同一水平面内。

4.根据权利要求1所述的开放式核磁共振传感器，其特征在于，所述弹性复位机构为一个连接于所述一对支撑臂之间的第一弹性件。

5.根据权利要求1所述的开放式核磁共振传感器，其特征在于，所述调距装置还包括壳体，所述一对支撑臂分别设于所述壳体的两对立侧且滑动联接于所述壳体，每一所述支撑臂向远离对侧支撑臂方向延伸，每一所述永磁体结构固定连接于对应的所述支撑臂上，且所述永磁体结构与所述支撑臂垂直设置。

6.根据权利要求5所述的开放式核磁共振传感器，其特征在于，所述弹性复位机构包括第二弹性件和第三弹性件，第二弹性件的第一端抵接于第一个支撑臂的靠近第二个支撑臂的一端，第三弹性件的第一端抵接于第二个支撑臂的靠近第一个支撑臂的一端，第二弹性件、第三弹性件的第二端分别与壳体的连接所述一对支撑臂的两对立侧的侧壁抵接，当驱动手柄的驱动力撤除时，所述一对支撑臂分别在第二弹性件和第三弹性件的弹性拉力作用下做相向运动。

7.根据权利要求5所述的开放式核磁共振传感器，其特征在于，所述壳体的一对侧壁分别开设了第一安装槽，所述壳体的顶壁或者底壁开设有第二安装槽，所述支撑臂穿过对应的一个所述第一安装槽，所述驱动手柄穿过所述第二安装槽。

8.根据权利要求1所述的开放式核磁共振传感器，其特征在于，所述永磁体结构包括铝制托盘、铁片、永磁体片和铝制薄盖板；所述铝制托盘开设有与铁片相配合的空腔，所述铁片和永磁体片依次放置于铝制托盘的空腔内部，所述铝制薄盖板覆盖于铝制托盘的空腔上。

9.根据权利要求8所述的开放式核磁共振传感器，其特征在于，所述铁片为圆柱形铁片，所述永磁体片为圆柱形铷铁硼永磁体片。

10.根据权利要求1所述的开放式核磁共振传感器，其特征在于，其中一个永磁体结构靠近另一个永磁体结构的一侧固定设置有一个PCB板，所述PCB板上蚀刻有平面射频线圈，所述平面射频线圈包括在同一平面上串联的两个螺旋线圈，所述两个螺旋线圈形成的射频磁场在平面射频线圈上方中心区域与平面射频线圈所在平面平行，所述两个螺旋线圈形成的射频磁场方向相反。