超声波局部放电检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及局部放电检测技术领域，尤其是一种超声波局部放电检测装置。


背景技术：

2.当今社会离不开电力，而电力设备运行过程中存在各种安全隐患，例如电力设备老化或受损时会发生局部放电，如果不能及时处理局部放电问题，设备继续带电运行，会引发安全隐患，因此电力行业的工作人员十分重视局部放电的监测问题。而现如今市面上的局部放电监测产品普遍体积较大且价格昂贵，不利于巡检人员在设备巡检过程中使用。
3.监测局部放电的方法有很多，考虑到电力电网行业的特殊性，需要监测产品支持带电检测，否则停电检测对电力电网行业造成的损失太大，且不便于操作。考虑到实际应用的困难程度及成本控制方面，最终选择采用超声波局部放电检测法，其原理为电力设备发生局部放电时，会伴随产生超声波信号，其信号频段在一定范围内，而不同电压条件下局部放电现象产生的超声波信号频段也不同，所以可以由此入手，通过监测相应频段的超声波信号来进行局部放电的检测。
4.现有的超声波局部放电检测装置有多种，如cn201911260689.0公开了一种自修正超声波局部放电测试仪及修正方法，包括超声波传感器，超声波传感器连接信号处理模块，信号处理模块连接有信号采集模块，信号采集模块连接有主控制模块，主控制模块连接有自修正模块和输出显示模块；超声波局部放电测试仪使用前通过自修正模块进行自修正，生成修正系数；超声波局部放电测试仪对高压设备进行局部放电检测；当有局部放电时，主控制模块计算出局部放电测试值，并通过修正系数对局部放电测试值进行修正。现有的这种检测装置采用超声波传感器检测超声波信号，超声波传感器的体积较大，导致整个检测装置的体积比较大，增加了安装难度，此外，超声波传感器的价格比较高，增加了检测装置的成本。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种体积更小，成本更低的超声波局部放电检测装置。
6.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：超声波局部放电检测装置，包括外壳壳体和设置在外壳壳体内的无线传输单元、天线、主控单元、信号采集单元、信号处理单元和供电单元，所述天线与无线传输单元电连接，所述无线传输单元与主控单元电连接，所述信号采集单元、信号处理单元和主控单元依次电连接，所述信号采集单元为mems麦克风，所述无线传输单元、主控单元、信号采集单元和信号处理单元均与供电单元电连接。
7.进一步地，所述信号处理单元包括信号放大器、滤波器。
8.进一步地，所述无线传输单元、天线、主控单元、信号采集单元、信号处理单元和供电单元集成在电路板上，所述电路板安装在外壳壳体内。
9.进一步地，所述主控单元为单片机。
10.进一步地，所述无线传输单元为wifi单元。
11.本实用新型的有益效果是：本实用新型采用mems麦克风检测超声波信号，mems麦克风与超声波传感器相比，体积更小，成本更低，从而可以减小整个超声波局部放电检测装置的体积和成本。
附图说明
12.图1是本实用新型的示意图。
13.附图标记：1-无线传输单元；2-天线；3-主控单元；4-信号采集单元；5-信号处理单元；6-供电单元；7-外壳壳体。
具体实施方式
14.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
15.本实用新型的超声波局部放电检测装置，如图1所示，包括外壳壳体7和设置在外壳壳体7内的无线传输单元1、天线2、主控单元3、信号采集单元4、信号处理单元5和供电单元6，所述天线2与无线传输单元1电连接，所述无线传输单元1与主控单元3电连接，所述信号采集单元4、信号处理单元5和主控单元3依次电连接，所述信号采集单元4为mems麦克风，所述无线传输单元1、主控单元3、信号采集单元4和信号处理单元5均与供电单元6电连接。
16.当电力设备发生局部放电时，会伴随产生超声波信号，mems麦克风用于采集超声波信号，mems麦克风在不同温度下的性能都十分稳定，其敏感性不会受温度、振动、湿度和时间的影响。此外，不同设备发生局部放电时产生的超声波信号的频段不同，在监测时需要根据超声波信号的频段进行区分，mems麦克风的频率接收范围广，能够满足超声波信号采集的需求，可用于多种电力设备的放电检测。另外，mems麦克风是基于mems技术制造的麦克风，即将电容器集成在微硅晶片上，整体体积小，占用的空间小，可以减小整个检测装置的体积，成本也低于现有的超声波传感器。
17.mems麦克风将检测到的信号经过信号处理单元5进行处理，具体地，信号处理单元5包括信号放大电路以及滤波电路，信号放大电路以及滤波电路对信号进行放大和滤波后传输至主控单元3，在主控单元3里对信号进行分析，为了便于观察且尽可能降低干扰，主控单元3对信号做fft变换，将时域信号转为频域信号，从频域角度进行分析，针对特定频率范围进行排查，根据排查结果做判断。主控单元3可采用单片机，具体可为st系列的单片机。
18.无线传输单元1通过天线2和上层设备保持连接，其连接方式可为wifi或者是蜂窝网络，可上传数据或者接收工作指令。主控单元3里对信号进行分析之后，主控单元3通过无线传输单元1将结果传输至上层设备。无线传输单元1可以是现有的wifi单元，也可以是蜂窝网络单元。设置无线传输单元1以及天线2后，检测装置支持无线传输功能，其工作模式可进行设置，主动工作模式可采用定时唤醒，监测之后将信息传输至后台；被动模式时可通过接收后台指令，唤醒设备，对设备做一次监测，然后将信息传输到后台。这两种工作模式结合下，大大减轻了电力巡检人员的工作量，能够远程监测设备的运行状况。
19.供电单元6则用于向无线传输单元1、主控单元3、信号采集单元4和信号处理单元5进行供电，采用现有电源即可。
20.所述无线传输单元1、天线2、主控单元3、信号采集单元4、信号处理单元5和供电单
元6集成在电路板上，实现各个功能模块的集成化安装，有利于使检测装置小型化，所述电路板安装在外壳壳体7内，使用时，通过磁吸或者绑扎等方式将外壳壳体7安装在电力设备上即可。外壳壳体7上开设有声孔，mems麦克风位于声孔处，以便于接收外部超声波信号。
21.本实用新型能够在设备带电时运行，将检测结果通过无线传输的方式传到后台，进行数据的保存和进一步分析，这样可以减轻工作人员的工作量，也能够对电力设备的安全运行更好的进行监测。


技术特征：
1.超声波局部放电检测装置，其特征在于：包括外壳壳体(7)和设置在外壳壳体(7)内的无线传输单元(1)、天线(2)、主控单元(3)、信号采集单元(4)、信号处理单元(5)和供电单元(6)，所述天线(2)与无线传输单元(1)电连接，所述无线传输单元(1)与主控单元(3)电连接，所述信号采集单元(4)、信号处理单元(5)和主控单元(3)依次电连接，所述信号采集单元(4)为mems麦克风，所述无线传输单元(1)、主控单元(3)、信号采集单元(4)和信号处理单元(5)均与供电单元(6)电连接。2.如权利要求1所述的超声波局部放电检测装置，其特征在于：所述信号处理单元(5)包括信号放大器、滤波器。3.如权利要求1所述的超声波局部放电检测装置，其特征在于：所述无线传输单元(1)、天线(2)、主控单元(3)、信号采集单元(4)、信号处理单元(5)和供电单元(6)集成在电路板上，所述电路板安装在外壳壳体(7)内。4.如权利要求1所述的超声波局部放电检测装置，其特征在于：所述主控单元(3)为单片机。5.如权利要求1所述的超声波局部放电检测装置，其特征在于：所述无线传输单元(1)为wifi单元。

技术总结
本实用新型提供了一种超声波局部放电检测装置，包括外壳壳体和设置在外壳壳体内的无线传输单元、天线、主控单元、信号采集单元、信号处理单元和供电单元，所述天线与无线传输单元电连接，所述无线传输单元与主控单元电连接，所述信号采集单元、信号处理单元和主控单元依次电连接，所述信号采集单元为MEMS麦克风，所述无线传输单元、主控单元、信号采集单元和信号处理单元均与供电单元电连接。本实用新型采用MEMS麦克风检测超声波信号，MEMS麦克风与超声波传感器相比，体积更小，成本更低，从而可以减小整个超声波局部放电检测装置的体积和成本。和成本。和成本。


技术研发人员：于涛 何群奎
受保护的技术使用者：成都旭光科技股份有限公司
技术研发日：2021.08.19
技术公布日：2022/1/18