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揚(yáng)州國浩電氣有限公司
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2017-12-15 閱讀(2963)
局部放電只能形成十分微弱的聲信號(hào)，其能量基本上都在μJ級(jí)，為此必須對(duì)其進(jìn)行放大后在傳播，于是為了方便，就需要利用傳感器將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。具體來說，這種傳感器是具有相當(dāng)?shù)膲弘娦?yīng)的，它的主要構(gòu)成是壓電晶體或者壓電陶瓷，具體的架構(gòu)見下圖。壓電效應(yīng)的作用原理如下：對(duì)材料施加一定的壓力，材料就會(huì)出現(xiàn)一定的電位差；如果施加的是電壓，那么就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力。
高頻振動(dòng)的壓力所產(chǎn)生的就是高頻電流，反之，如果加在壓電陶瓷之上的是高頻電信號(hào)，那么就會(huì)產(chǎn)生高頻的機(jī)械振動(dòng)，也就是聲信號(hào)，也就是說利用此效應(yīng)能夠把超聲波轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏?，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)聲電的轉(zhuǎn)換過程。
對(duì)壓電傳感器來說，同時(shí)使用轉(zhuǎn)換系數(shù)G表示它所具有的轉(zhuǎn)換能力，如下：
G=U/pt
其中，U代表的是電壓（U）；P代表的是壓力（bar）；t代表的是壓電體厚度（m）。
在測(cè)量局部放電的過程中，在選擇壓電傳感器時(shí)，要使其轉(zhuǎn)換系數(shù)G盡可能的大，通常會(huì)選擇大于1m/μbar的，此外，也要保證其帶寬為MHz級(jí)。
在對(duì)超聲波完成聲電轉(zhuǎn)換之后，在示波器上所顯示的就是一個(gè)包絡(luò)信號(hào)，該信號(hào)是經(jīng)過AM進(jìn)行調(diào)制的，再對(duì)其進(jìn)行處理時(shí)使用的是檢波器，利用此結(jié)果判斷是否發(fā)生了局部放電現(xiàn)象，流程和基本單元如下圖：
在局部放電的過程中，超聲波在從放電源傳播到檢測(cè)點(diǎn)的過程會(huì)有一定的衰減和吸收，并且由于介質(zhì)的不同，在接觸面還存在發(fā)射的消耗，所以，在實(shí)際檢測(cè)過程中，探頭所能接收到的超聲波信號(hào)是十分的微弱的。所以，信號(hào)需要經(jīng)過探頭中的前置放大電路進(jìn)行放大，之后才會(huì)利用檢波器對(duì)其進(jìn)行處理，接著通過示波器等具有顯示功能的設(shè)備顯示出這些脈沖，判斷是否發(fā)生了局部放電，以此為基礎(chǔ)對(duì)其放電類型進(jìn)行判斷。對(duì)檢測(cè)電路來說，基本的要求就的靈敏度足夠的高，動(dòng)態(tài)范圍足夠的大，為此，在選擇前置的放大器時(shí)，主要使用噪聲足夠低，增益足夠高的，并且還要保證失真幅度極小，動(dòng)態(tài)范圍極大的要求，而使用的檢波器就是對(duì)數(shù)放大器。整個(gè)傳感器主要由超聲波接收探頭，前置放大電路和供電電路，以及對(duì)數(shù)檢波器共同組成，見圖，這里的供電電路不僅需要保證傳感器所具有的檢波器和放大器具有的電壓足夠的穩(wěn)定，還需要滿足各個(gè)芯片對(duì)電壓的要求。
