[發明專利]一種超聲波非介入法檢測密閉瓷套內介電液體液位的方法

有效

• 申請號: 201610136593.3
• 申請日: 2016-03-10
• 公開（公告）號: CN105806449B
• 公開（公告）日: 2017-05-17
• 發明（設計）人: 莫潤陽;祁宏昌;梁雙龍;王成會
• 申請（專利權）人: 陜西師范大學
• 主分類號: G01F23/296
• 分類號: G01F23/296
• 代理公司: 西安永生專利代理有限責任公司61201
• 代理人: 曹宇飛

技術領域

本發明屬于密閉瓷套內介電液體液位檢測技術領域，具體涉及一種用超聲波非介入法檢測密閉瓷套內介電液體液位的方法。

背景技術

目前，各變電站的電纜終端很多都是用充油瓷套管進行絕緣。但瓷套管內絕緣油會因漏油而導致液位降低，過低的油位導致電場分布改變甚至發生擊穿事故，因而必須經常在線監測油位。由于在線瓷套為密閉容器，一般的介入式液位計無法應用；非介入的外貼式液位計由于瓷套外大量傘群而無法安放。目前和本發明相關的、解決此問題的方法主要有兩種：一是利用超聲波在陶瓷/空氣界面和陶瓷/油界面聲阻抗差異對瓷套內油位進行檢測(對比文件1：申請號為201310628787.1的已公布專利)，但這種差異易受表面耦合、瓷套壁厚變化、瓷套壁內余振波干涉、換能器非線性等影響使信號不穩定易出現誤判，嚴重時甚至掩蓋這種差異甚至無法實現。另一種方法(對比文件2，申請號201310473564.2的已公布專利)是利用雙探頭組成的檢測系統進行反射率變化比對進而確定液位，這種方法缺點是要利用雙探頭，在線檢測不易控制。

鑒于上面方法的不足，本專利提出一種利用基于第一次界面回波的距離-波幅曲線進行液位檢測的方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供一種檢測結果準確、檢測過程快速、便捷并且靈敏度高的超聲波非介入法檢測密閉瓷套內介電液體液位的方法。

為解決上述問題，本發明的采取的技術方案如下：

該超聲波非介入法檢測密閉瓷套內介電液體液位的方法，由以下步驟組成：

(1)調整數字型超聲探傷儀水平時基線比例和掃描范圍，使時基線顯示范圍至少為瓷套管最大厚度，調整探傷儀的工作頻率為1～7.5MHz；

(2)將未注入介電液體介質的對照瓷套分為上段、中段以及下段上并在每一段上分別取至少1個點作為檢測點，將檢測探頭分別耦合在檢測點上，調整探傷儀的衰減器，使各個檢測點上的第一次界面回波波峰為80％滿屏時，記錄各檢測點所對應的衰減器讀數ΔAi和距離瓷套上端面的距離Li，i為檢測點數，擬合曲線，繪制固/氣界面距離-波幅曲線；

(3)向步驟(2)的對照瓷套中注滿介電液體介質，并按照步驟(2)的操作重新檢測各檢測點所對應的波幅Ti，重新擬合曲線，繪制固/液界面距離波幅曲線；

(4)在與對照瓷套型號相同的待檢瓷套上選擇待檢點，將檢測探頭耦合在該待檢點上，若該待檢點上所得的第一次界面回波波峰落在固/氣界面距離-波幅曲線上或在該曲線下方臨近的位置，則對應位置處的待檢瓷套內介質為氣體介質，且待檢瓷套內的介電液體的液位在該待檢點之下，在該待檢點之下重復檢測；若該待檢點所得到的第一次界面回波波峰落在固/液界面距離波幅曲線上或在該曲線下方臨近位置，則在對應位置處瓷套內的介質為液體介質，則在該瓷套的相鄰傘裙上方重復檢測，直至確定出該瓷套內介電液體的液位。

上述探傷儀的檢測探頭是縱波探頭,其工作頻率為1.25～7.5MHz，晶片長度為4～8mm。

上述縱波探頭包括縱波直探頭和縱波小角度探頭，縱波小角度探頭的角度為6～8度。

上述瓷套壁材聲速范圍為5000～8000m/s。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

1)本發明利用數字超聲探傷儀測液位，無需企業增加成本，只需利用現有設備便可完成；若作業人員是無損檢測專業人員，操作簡單方便；

2)第一次界面回波高度是對介質特性阻抗變化最為敏感的參數，本發明利用不同厚度處第一次界面回波峰值制作的距離-幅度曲線進行介質性質確定，保證在瓷套各個位置處都具有相同的檢測靈敏度，所以檢測靈敏度高；

3)由于距離-波幅曲線是在同規格瓷套管多位置上用同一探頭制作，本質是一種曲線靈敏度，消除了探頭耦合、瓷套外徑變化、壁厚變化及探頭非線性等造成的測量誤差，所以該方法檢測可靠性、一致性高；

4)由于測量探頭和儀器都在容器外，無需在容器上開口，因此實施檢測操作時不接觸瓷套內的液體，是一種完全非介入式超聲檢測方法，非常安全，既不泄漏液體，也不污染環境。

附圖說明

圖1是實施例1中距離波幅曲線制作時探頭放置位置示意圖；

圖2是實施例1的固/氣界面距離-波幅曲線和固/液界面距離波幅曲線示意圖；

圖3是實施例1中待檢點回波波峰與介質性質判定方法示意圖。

具體實施方式

結合附圖和實施例對本發明的技術方案做進一步詳述，但是本發明不僅限于下述的實施情形。