[发明专利]基于相控阵爬波阵列的瓷支柱绝缘子结构健康监测装置

权利要求书

1.一种基于相控阵爬波阵列的瓷支柱绝缘子结构健康监测装置，所述瓷支柱绝缘子结构包括瓷支柱绝缘子瓷体(2)、上法兰盘(1)和下法兰盘(3)，瓷支柱绝缘子瓷体(2)的上下两端分别与上法兰盘(1)和下法兰盘(3)相连，其特征在于，包括计算机、发射延时模块、信号发生模块、功率放大模块、信号放大模块、数据采集模块、接收延时模块和相控阵爬波探头阵列(4)；

瓷支柱绝缘子瓷体(2)的上/下两端部靠近上/下法兰盘的外圆周侧面均安装有相控阵爬波探头阵列(4)，相控阵爬波探头阵列(4)分别与功率放大模块和信号放大模块相连，信号放大模块依次经数据采集模块、接收延时模块、计算机、发射延时模块和信号发生模块后与功率放大模块相连；计算机发出控制信号并经发射延时模块、信号发生模块和功率放大模块发送给相控阵爬波探头阵列(4)，相控阵爬波探头阵列(4)对瓷支柱绝缘子瓷体(2)与上/下法兰盘连接处的各个位置进行信号聚焦并扫描，相控阵爬波探头阵列(4)将接收到的信号经信号放大模块、数据采集模块和接收延时模块传回计算机，最终实现瓷支柱绝缘子结构的健康监测。

2.根据权利要求1所述的一种基于相控阵爬波阵列的瓷支柱绝缘子结构健康监测装置，其特征在于，所述瓷支柱绝缘子瓷体(2)两端的相控阵爬波探头阵列(4)结构相同，相控阵爬波探头阵列(4)安装在瓷支柱绝缘子瓷体(2)上/下端的第一瓷裙与上/下法兰盘之间的瓷支柱绝缘子瓷体(2)的外圆周侧面，上/下端的相控阵爬波探头阵列(4)的工作方向沿瓷支柱绝缘子瓷体(2)轴向指向上/下法兰盘；

相控阵爬波探头阵列(4)包括多个爬波探头，多个爬波探头沿圆周等间隔地安装在瓷支柱绝缘子瓷体(2)的外圆周侧面，各个爬波探头的工作方向沿瓷支柱绝缘子瓷体(2)轴向指向上/下法兰盘，各个爬波探头分别与对应的功率放大模块和信号放大模块相连。

3.根据权利要求2所述的一种基于相控阵爬波阵列的瓷支柱绝缘子结构健康监测装置，其特征在于，所述爬波探头的个数与发射延时模块、信号发生模块、功率放大模块、信号放大模块、数据采集模块、接收延时模块的个数相同。

4.根据权利要求2所述的一种基于相控阵爬波阵列的瓷支柱绝缘子结构健康监测装置，其特征在于，所述相控阵爬波探头阵列(4)的多个爬波探头对应的发射延时模块中的发射延时量和接收延时模块中的接收延时量相同，以第一爬波探头与目标位置之间的距离为基准位置，第一爬波探头对应的发射延时量和接收延时量记为0，根据剩余爬波探头与目标位置之间的距离通过以下公式计算剩余爬波探头对应的发射延时量和接收延时量，使得各个爬波探头的爬波信号聚焦于目标位置：

其中，L₁为第一爬波探头与目标位置之间的距离，L_i为第i个爬波探头与目标位置之间的距离，Δt_i为第i个爬波探头对应的发射延时模块中的发射延时量和接收延时模块中的接收延时量，n为相控阵爬波探头阵列(4)中爬波探头的总个数；c为爬波在瓷支柱绝缘子瓷体(2)中的传播速度。

5.根据权利要求2所述的一种基于相控阵爬波阵列的瓷支柱绝缘子结构健康监测装置，其特征在于，所述爬波探头为超声波探头。