超聲傳感器在局部放電故障監測中的應用

目前對電氣設備進行狀態檢測和故障診斷通常采用電氣量測量法。由于電氣量所包含的故障信息一般性不明顯、難以檢測并且無先兆性，使得準確檢測故障變得十分困難。實際上在電氣設備故障前，盡管電氣量還沒有明顯改變，設備尚能工作，但是有些非電氣量的變化信息（如各種氣體的含量、溫度、壓力和機械變形等或者伴隨故障出現的發聲、發光、發熱等）卻包含了故障將要發生或者已經發生的信息。因此，與電氣量測量法相比，利用非電氣量檢測法對電氣設備進行故障診斷更為有效。

超聲傳感器結構及原理簡介

超聲波局部放電測試儀使用的超聲檢測技術涉及到超聲波的發射和接受，這一功能主要由超聲傳感器來實現。超聲傳感器主要由傳感器外殼、壓電晶片、前置電路、吸附用磁鐵以及輸出端子等組成，結構如下圖

傳感器的核心元件是壓電晶片，一般采用鎬鈦酸鉛壓電陶瓷。這種壓電晶片具有較高的機電耦合常數，能有效的發射和接收超聲波。超聲傳感器的原理是基于壓電晶片的逆壓電效應（承受電場時產生應力和應變）和壓電效應（受到應力在材料中產生電場）。用適當的發射電路可以將電能施加到壓電晶片上使其作機械振動而發射超聲波（逆壓電效應）；反之，超聲波作用于傳感器的壓電晶片，由壓電晶片將其轉換成電信號（壓電效應），再經前置電路中的帶通濾波器濾波和放大器發大，對壓電晶片射出的微弱電信號就近進行放大再處理，以提高超聲傳感器的信噪比，同時有效地解決超聲傳感器與檢測儀器信號匹配的問題。