[发明专利]一种基于光纤光栅的真空管波纹管表面裂纹检测方法

权利要求书

1.一种基于光纤光栅的真空管波纹管表面裂纹检测方法，其特征在于：

利用光纤光栅传感器检测真空管动作时，波纹管激发的声发射信号，判断真空管波纹管的机械状态，保障高压电气开关和电力系统的安全运行。

2.一种基于光纤光栅的真空管波纹管表面裂纹检测方法，其特征在于，所述检测方法包括如下步骤：

步骤1：在真空管动端法兰盘底部安装光纤光栅传感器；

步骤2：采集正常状态的波纹管在真空管动作时激发的声发射信号，并存储到计算机中，作为标准信号；

步骤3：每次待测波纹管所属真空管动作时，通过光纤光栅传感器采集到的声发射信号；

步骤4：通过希尔伯特-黄变换提取声发射信号的时频分布矩阵；

步骤5：求取待测波纹管声发射信号的时频分布矩阵与标准信号的相似度，相似度的计算公式如下：

式中，x_i为待测波纹管声发射信号时频分布矩阵各行各列的对应元素，y_i为标准信号时频分布矩阵各行各列对应的元素，0≤d≤1；

步骤6：当连续10次计算得到的待测波纹管声发射信号的时频分布矩阵与标准信号的相似度小于设定阈值时，则判断待测波纹管出现裂纹信号，并通过无线信号发射装置发出预警信号。

3.根据权利要求2所述的基于光纤光栅的真空管波纹管表面裂纹检测方法，其特征在于：

在步骤1中，光纤光栅长度为20mm，直径为0.5mm；采用有机玻璃作为封装基底材料，封装后传感器长宽高分别为20mm,10mm,3mm；利用胶水粘接在真空管动端法兰底部。

4.根据权利要求2所述的基于光纤光栅的真空管波纹管表面裂纹检测方法，其特征在于：

在步骤5中，待测波纹管声发射信号的时频分布矩阵与标准信号的相似度d越小，则认为测波纹管的状态与正常波纹管差异越大，定义如下判定标准：

当d＞0.9时，认为没有新的声发射信号产生，波纹管正常；

当0.7＜d＜0.9时，认为可能有新的声发射信号产生，但也可能是一些随机干扰，需要对波纹管的状态继续检测；

当d＜0.7时，认为产生了新的较强的声发射信号，判断波纹管表面或焊接处出现了裂纹的概率增大。

5.根据权利要求2或4所述的基于光纤光栅的真空管波纹管表面裂纹检测方法，其特征在于：

在步骤5中，阈值可根据对故障的重视程度进行调整，推荐设定阈值为0.6，即连续10次计算得到的待测波纹管声发射信号的时频分布矩阵与标准信号的相似度d＜0.6时，则判断待测波纹管出现裂纹信号，并通过无线信号发射装置发出预警信号。