[发明专利]气体绝缘全封闭组合电器罐体健康监测装置及其监测方法

权利要求书

1.气体绝缘全封闭组合电器罐体健康监测装置，包括超声波检测仪(10)、编码器(8)、扫查架(1)和超声导波换能器(4)，其特征在于，所述的超声导波换能器(4)和编码器(8)均与扫查架(1)连接，所述的编码器(8)通过数据线与超声波检测仪(10)连接，所述的超声导波换能器(4)包括壳体、置于壳体中的楔块(7)和搁置在楔块上的晶片(6)，所述超声导波换能器通过BNC接口与超声波检测仪(10)相连。

2.根据权利要求1所述的气体绝缘全封闭组合电器罐体健康监测装置，其特征在于，所述的扫查架(1)上设有至少一个定位柱(2)，超声导波换能器的壳体上设有至少一个定位孔(5)，通过定位孔与定位柱的配合实现超声导波换能器(4)与扫查架(1)的连接。

3.根据权利要求2所述的气体绝缘全封闭组合电器罐体健康监测装置，其特征在于，所述的定位柱和定位孔各有二个，均呈对称设置。

4.根据权利要求1所述的气体绝缘全封闭组合电器罐体健康监测装置，其特征在于，所述的编码器(8)通过其前面的销轴(9)与扫查架后侧的销孔(3)相连。

5.根据权利要求1所述的气体绝缘全封闭组合电器罐体健康监测装置，其特征在于，所述的超声波检测仪(10)为可同时显示两种成像的超声波检测仪。

6.根据权利要求1所述的气体绝缘全封闭组合电器罐体健康监测装置，其特征在于，所述的编码器(8)为轮型增量旋转编码器。

7.根据权利要求1所述的气体绝缘全封闭组合电器罐体健康监测装置，其特征在于，所述的晶片(6)和楔块(7)的参数由罐体频散曲线计算及反复实验得出。

8.根据权利要求7所述的气体绝缘全封闭组合电器罐体健康监测装置，其特征在于，所述晶片(6)的尺寸为25×25mm，频率为0.5-2MHz，楔块(7)的角度为35°至60°。

9.权利要求1-8任一项所述气体绝缘全封闭组合电器罐体健康监测装置的监测方法，其监测步骤依次为：测量罐体壁厚；绘制罐体的频散曲线；绘制导波激发角曲线图；制作超声导波换能器；绘制DAC曲线；进行环向扫查；进行纵向扫查；图像数据分析。

10.根据权利要求9所述的监测方法，其特征在于，所述的测量罐体壁厚，是指使用超声波检测仪对罐体进行壁厚测量；

所述的绘制罐体的频散曲线图，是指绘制被监测的罐体导波速度-频率曲线，该曲线反映超声导波的速度与罐体的几何尺寸及导波频率之间的关系；

所述的绘制导波激发角曲线图，是指根据绘制的罐体频散曲线，由相速度频散曲线通过公式                                                转换得来，为激发角，为楔块中纵波速度，为所激发的导波速度；

所述的制作超声导波换能器，是指根据罐体频散曲线图、导波激发角曲线图、质点的振动方式，实验比较各种模态的超声导波的信噪比、频散特性及传输能力，确定超声导波换能器晶片的频率、尺寸及楔块的参数；

所述的绘制DAC曲线，是指在壁厚为8mm的罐体加工φ2mm通孔做为人工反射体，改变超声导波换能器的前沿至通孔的距离，绘制横坐标为传输距离，纵坐标为人工反射体波高的曲线，使用该曲线做为扫查时缺陷的预判及屏蔽干扰信号；

所述的环向扫查，是指扫查架带着超声导波换能器，沿罐体圆周方向环绕扫查一周，监测整个筒体的整个壁厚方向上的损伤，并保存扫查图像； 

所述的纵向扫查，是指把罐体从轴向分为两个半圆的监测区，使用扫查架沿罐体轴向分别进行一次导波传播方向相反的纵向扫查，监测整个筒体的整个壁厚方向上的损伤，并保存扫查图像；

所述的图像数据分析，是指把图像数据传输至计算机，使用超声检测仪自带的软件对数据进行分析，判断缺陷的位置及大小，从而完成罐体健康监测。