CN209841995U - 一种适用于地埋电缆故障定点的微振动传感探头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种适用于地埋电缆故障定点的微振动传感探头，包括：壳体，所述壳体的上端具有开口，所述开口向所述壳体内延伸形成台阶状的空腔，所述壳体的下端具有安装孔，所述安装孔安装有探针；盖板，所述盖板可拆卸安装于所述壳体的开口上，该盖板上装设有信号输出插座，所述信号输出插座用于连接数据接收器；压电晶片，所述压电晶片固定于所述空腔台阶面上，该压电晶片与信号输出插座电性连接；及质量体，所述质量体通过连接件固定在所述压电晶片的正下方。本实用新型提供的微振动传感探头通过在压电晶片下方连接质量体，可大大提高压电晶片的声电转换效率，使现场探测的范围更广，探测的距离更远，精度更高。

Description

一种适用于地埋电缆故障定点的微振动传感探头

技术领域

本实用新型属于电缆故障检测仪器领域，具体涉及一种适用于地埋电缆故障定点的微振动传感探头。

背景技术

输电电缆是电力系统传输和分配电能的重要元件，电缆一旦发生故障，会给企业生产造成停电损失，给居民生活带来不便，因此电缆发生故障后需要尽快查找到故障进行修复。现有技术中，查找电缆故障一般需要经过故障诊断、故障测距和故障定点三个步骤，其中故障定点是用专用定点仪探测故障点声音震动信号的强度大小来确定，目的是逐渐接近并最终确认故障的位置。

目前电缆故障点的确定主要通过电缆故障定点仪实现，而电缆故障定点仪中的传感探头仅仅依靠压电晶片的震动压电效应来检测故障信号，因单纯的压电晶片形变量较小，其灵敏度相对较低，信噪比低，抗环境噪声干扰能力较差。而且对于深埋地下的故障点冲击放电声较小的故障点测听还存在较大困难，严重影响排除电缆故障的速度和恢复供电的时间。

发明内容

本实用新型提供一种适用于地埋电缆故障定点的微振动传感探头，其通过在压电晶片的下方增加质量块促使压电晶片加大形变量，以提高传感探头的灵敏度、信噪比以及抗环境噪声干扰能力。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种适用于地埋电缆故障定点的微振动传感探头，包括：壳体，所述壳体的上端具有开口，所述开口向所述壳体内延伸形成台阶状的空腔，所述壳体的下端具有安装孔，所述安装孔安装有探针；盖板，所述盖板可拆卸安装于所述壳体的开口上，该盖板上装设有信号输出插座，所述信号输出插座用于连接数据接收器；压电晶片，所述压电晶片固定于所述空腔台阶面上，该压电晶片与信号输出插座电性连接；及质量体，所述质量体通过连接件固定在所述压电晶片的正下方。

本实用新型提供的微振动传感探头通过在压电晶片下方连接质量体，促使压电晶片加大震动时的形变量，从而大大提高了压电晶片的声电转换效率，在同样震动强度的情况下，其输出的电压信号比传统定点探头输出的电压信号高数倍至百倍，而且由于信噪比的提高，使现场探测的范围更广，探测的距离更远，精度更高。

为了更好地实现上述目的，优选地，所述连接件为螺钉，所述压电晶片的中部开设有连接孔，所述螺钉的螺杆部穿过所述连接孔后嵌入所述质量体内。

优选地，所述螺钉的外壁与所述压电晶片之间夹设有绝缘垫片。

优选地，还包括压缩弹簧片，所述压缩弹簧片设置在所述压电晶片与所述质量体之间。

采用优选技术方案的有益效果为：设置压缩弹簧片可防止质量体振动时松动，以保证质量体与压电晶片连接的稳定性。

优选地，所述压电晶片包括固定在所述空腔台阶面上的黄铜基片和贴附在所述黄铜基片上表面的压电陶瓷片，所述黄铜基片和所述压电陶瓷片分别通过一导线与所述信号输出插座的芯线接线端和接地焊片连接。

优选地，所述黄铜基片胶粘于所述空腔台阶面上。

采用优选技术方案的有益效果为：通过胶粘的方式将黄铜基片固定壳体内，其成本低廉，安装简便，占用空间少。

优选地，所述盖板的中部设置有提手。

采用优选技术方案的有益效果为：设置提手可方便使用者携带、移动微振动传感探头。

优选地，所述质量体为圆柱形铁块。

采用优选技术方案的有益效果为：采用圆柱形铁块作为质量体，其成本低、占用空间小。

优选地，所述信号输出插座为Q9信号输出插座。

优选地，所述探针为锥形探针。

本实用新型的有益效果是：

黄铜基片在外力作用下产生形变的同时，会在压电陶瓷片两极产生压电效应，完成声电转换，压电陶瓷片产生的电压信号大小与所受到的力度成正比关系，通过在黄铜基片的下方增加一个可形成惯性加速度的质量体，扩大黄铜基片的形变力度，从而将电压信号大小扩大数倍至百倍，这样大大增加了传感探头探测的距离和范围，进而提高了探测效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种适用于地埋电缆故障定点的微振动传感探头的结构剖视图。

图中：1-壳体，11-空腔，2-盖板，3-探针，4-质量体，51-连接件，52-压缩弹簧片，53-绝缘垫片，61-黄铜基片，62-压电陶瓷片，7-信号输出插座，8-提手。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案作进一步说明。

如图1所示，一种适用于地埋电缆故障定点的微振动传感探头，其包括壳体1、盖板2、压电晶片、探针3及信号输出插座7，所述壳体1的上端具有开口，所述开口向壳体1内延伸形成台阶状的空腔11，所述盖板2可拆卸安装于壳体1的开口上，所述壳体1下端具有安装孔，所述安装孔安装有探针3；所述盖板2上开设有通孔，所述信号输出插座7通过通孔固定在盖板2上，该信号输出插座7用于连接数据接收器；所述压电晶片固定于空腔11台阶面上，该压电晶片与信号输出插座7电性连接；所述质量体4通过连接件51固定在压电晶片的正下方。

在本实施例中，所述壳体1优选圆柱体，相对的盖板2为圆形板，壳体1与盖板2通过四个均匀设置在边缘的螺钉连接。

在本实施例中，所述安装孔优选螺纹孔，所述探针3优选锥形探头，该锥形探头上端具有连接部，所述连接部与螺纹孔螺接以实现探针3与壳体1固定连接。

在本实施例中，所述连接件51为螺钉，所述压电晶片的中部开设有连接孔，所述螺钉的螺杆部穿过连接孔后嵌入质量体4内，所述螺钉的外壁与压电晶片之间夹设有绝缘垫片53，设置绝缘垫片53既可以减少连接件51连接质量体4与压电晶片时对压电晶片表面造成挤压破坏，又可以电气绝缘隔离连接件51与压电晶片，以避免连接件51对压电晶片的影响。

在本实施例中，还包括压缩弹簧片52，所述压缩弹簧片52设置在压电晶片与质量体4之间，通过在压电晶片与质量体4之间设置压缩弹簧片52可避免质量体4振动时松动，以此保证质量体4与压电晶片连接的稳定性。

在本实施例中，所述压电晶片包括固定在空腔11台阶面上的黄铜基片61和贴附在黄铜基片61上表面的压电陶瓷片62，其中，所述黄铜基片61利用强力胶胶粘于空腔11台阶面上，所述黄铜基片61和压电陶瓷片62分别通过一导线与信号输出插座7的芯线接线端和接地焊片连接。

在本实施例中，为了便于使用者移动传感探头，可在盖板2的中部设置提手8，提手8的形状不作限定。

在本实施例中，所述质量体4为圆柱形铁块或铜块，但从成本和占用体积上考虑，优选为圆柱形铁块。

在本实施例中，所述数据接收器为高灵敏度的放大器，通过耳机或电表来指示故障点传来的震动声音大小，所述信号输出插座7为与数据接收器相配合使用的Q9信号输出插座。

本实施例提供的一种适用于地埋电缆故障定点的微振动传感探头，使用时，将探针插入电缆故障的区域泥土内，将数据接收器与信号输出插座7连接即可。

本实施例提供的微振动传感探头所利用公知的技术原理就是将地面下故障点发出的声波通过压电效应转换成电信号，并提供给各种信号处理电路和放大器，通过辨别耳机测听到的声音大小和电表摆动的幅度确定声源的精确位置。

具体地，在本实施例中，地面下故障点发出的震动声波使黄铜基片61发生形变，黄铜基片61发生形变的同时会在压电陶瓷片62的两极产生压电效应，完成声电转换，压电陶瓷片62产生的电压信号大小与所受到的震动力度成正比关系，通过在黄铜基片61的下方增加一个可形成惯性加速度的质量体4，扩大黄铜基片61的形变力度，从而将电压信号大小扩大数倍至百倍，进而提高压电晶片的压电效应。

本实施例提供的微振动传感探头与传统定点探头压电晶片的压电效应相比，可提高至40db，这样大大增加了传感探头探测的距离和范围，进而提高了探测效率，同时能在恶劣的噪声环境中在地面上探测到冲击高压作用下电缆故障点发出的微弱震动声波，并快速精准定位故障点的位置，从而减少了故障排除时间，产生巨大的社会效益和经济效益。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“水平”、“内”、“外”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

本实用新型的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种适用于地埋电缆故障定点的微振动传感探头，其特征在于，包括：

壳体(1)，所述壳体(1)的上端具有开口，所述开口向所述壳体(1)内延伸形成台阶状的空腔(11)，所述壳体(1)的下端具有安装孔，所述安装孔安装有探针(3)；

盖板(2)，所述盖板(2)可拆卸安装于所述壳体(1)的开口上，该盖板(2)上装设有信号输出插座(7)，所述信号输出插座(7)用于连接数据接收器；

压电晶片，所述压电晶片固定于所述空腔(11)台阶面上，该压电晶片与信号输出插座(7)电性连接；

及质量体(4)，所述质量体(4)通过连接件(51)固定在所述压电晶片的正下方。

2.根据权利要求1所述的一种适用于地埋电缆故障定点的微振动传感探头，其特征在于：所述连接件(51)为螺钉，所述压电晶片的中部开设有连接孔，所述螺钉的螺杆部穿过所述连接孔后嵌入所述质量体(4)内。

3.根据权利要求2所述的一种适用于地埋电缆故障定点的微振动传感探头，其特征在于：所述螺钉的外壁与所述压电晶片之间夹设有绝缘垫片(53)。

4.根据权利要求2所述的一种适用于地埋电缆故障定点的微振动传感探头，其特征在于：还包括压缩弹簧片(52)，所述压缩弹簧片(52)设置在所述压电晶片与所述质量体(4)之间。

5.根据权利要求1所述的一种适用于地埋电缆故障定点的微振动传感探头，其特征在于：所述压电晶片包括固定在所述空腔(11)台阶面上的黄铜基片(61)和贴附在所述黄铜基片(61)上表面的压电陶瓷片(62)，所述黄铜基片(61)和所述压电陶瓷片(62)分别通过一导线与所述信号输出插座(7)的芯线接线端和接地焊片连接。

6.根据权利要求5所述的一种适用于地埋电缆故障定点的微振动传感探头，其特征在于：所述黄铜基片(61)胶粘于所述空腔(11)台阶面上。

7.根据权利要求1所述的一种适用于地埋电缆故障定点的微振动传感探头，其特征在于：所述盖板(2)的中部设置有提手(8)。

8.根据权利要求1至7任意一项所述的一种适用于地埋电缆故障定点的微振动传感探头，其特征在于：所述质量体(4)为圆柱形铁块。

9.根据权利要求1至7任意一项所述的一种适用于地埋电缆故障定点的微振动传感探头，其特征在于：所述信号输出插座(7)为Q9信号输出插座。

10.根据权利要求1至7任意一项所述的一种适用于地埋电缆故障定点的微振动传感探头，其特征在于：所述探针(3)为锥形探针。