[发明专利]一种基于超声阵列双曲线算法的变压器机器鱼定位方法

权利要求书

1.一种基于超声阵列双曲线算法的变压器机器鱼定位方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1、获取微型机器鱼的深度信息；

步骤2、根据微型机器鱼的深度信息，将微型机器鱼三维定位模型简化为二维定位模型；

步骤3、微型机器鱼通过超声发射装置发射调制超声信号；

步骤4、变压器通过超声接收阵列接收微型机器鱼发射的超声信号；

步骤5、超声接收阵列识别微型机器鱼所处区域；

步骤6、超声接收阵列采用互相关算法计算超声接收阵列中不同传感器的距离延迟；

步骤7、根据不同传感器声波传播的距离延迟，采用双曲线算法绘制双曲线，双曲线的交点为微型机器鱼的位置。

2.根据权利要求1所述一种基于超声阵列双曲线算法的变压器机器鱼定位方法，其特征在于：所述步骤1是通过在微型机器鱼上安装压强计并通过计算得到的。

3.根据权利要求1所述一种基于超声阵列双曲线算法的变压器机器鱼定位方法，其特征在于：所述微型机器鱼通过鱼体上安装的超声发射装置实现的。

4.根据权利要求1或3所述一种基于超声阵列双曲线算法的变压器机器鱼定位方法，其特征在于：所述超声发射装置采用调制的高斯脉冲信号作为发射信号，其信号主频为100kHz，时长为1us。

5.根据权利要求1所述一种基于超声阵列双曲线算法的变压器机器鱼定位方法，其特征在于：所述步骤4通过在变压器注油孔放置2组超声接收阵列接收微型机器鱼发射的超声信号。

6.根据权利要求1或5所述一种基于超声阵列双曲线算法的变压器机器鱼定位方法，其特征在于：所述超声接收阵列采用线形阵列，贴近变压器的内壁面布置，并且通过设置浮子重量控制超声接收阵列在变压器油中的悬浮深度。

7.根据权利要求1或5所述一种基于超声阵列双曲线算法的变压器机器鱼定位方法，其特征在于：所述步骤5的具体实现方法为：超声接收阵列和绕组将变压器分为2个区域，采用2组接收阵列，首先对机器鱼的所处区域进行识别，根据超声阵列接收信号的先后顺序和幅值判断机器鱼在区域I还是区域II。

8.根据权利要求1或5所述一种基于超声阵列双曲线算法的变压器机器鱼定位方法，其特征在于：所述步骤6中的互相关算法采用如下模型：

公式中，xk和yk分别为两个传感器采集的信号，N为信号长度，Rxy为互相关函数，当互相关函数取最大值时对应的时间即为传感器信号的时间延迟，采用时间延迟乘以变压器油中的声波速度，得到距离延迟。

9.根据权利要求1或5所述一种基于超声阵列双曲线算法的变压器机器鱼定位方法，其特征在于：所述步骤7中双曲线算法为：

式中，x₁，y₁和x₂，y₂分别为接收阵列中两个传感器的坐标，Δd为距离差。