[發明專利]一種PVDF超聲陣列傳感器及其陣列信號去噪方法

在審

• 申請號: 201811208307.5
• 申請日: 2018-10-17
• 公開（公告）號: CN109116202A
• 公開（公告）日: 2019-01-01
• 發明（設計）人: 馬君鵬;王成亮;亓彥珣;吳晗;劉敘筆;楊賢彪;謝慶;岳賢強
• 申請（專利權）人: 江蘇方天電力技術有限公司;華北電力大學（保定）;國網江蘇省電力有限公司;國家電網公司
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;G01H11/08
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 戴朝榮

本發明提供一種PVDF超聲陣列傳感器，包括傳感器殼體、以及安裝在傳感器殼體內的若干個超聲陣元；超聲陣元包括一陣元殼體、聲匹配層、PVDF壓電材料、吸聲背襯、導線；聲匹配層安裝在陣元殼體的第一端部，填充第一開口以使第一端部成一封閉端；PVDF壓電材料填充在聲匹配層和吸聲背襯之間，呈凹槽狀；PVDF壓電材料將接收到的超聲波信號轉換成電信號，電信號經由導線傳輸至數據采集器，數據采集器再將接收到的電信號發送至處理單元；所述處理單元內置有一陣列信號去噪算法模塊，處理單元被設置成響應于接收到數據采集器發送的電信號，調用陣列信號去噪算法模塊，對電信號進行去噪處理。本發明能夠有效提高陣列信號接收的靈敏度和抗干擾能力。

技術領域

本發明涉及電氣設備檢測領域，具體而言涉及一種PVDF超聲陣列傳感器及其陣列信號去噪方法。

背景技術

局部放電是造成電氣設備絕緣破壞的主要因素，局放超聲陣列檢測是局部放電眾多檢測方法中一種較為適用的方法，但是在實際運行中國，傳感器的接收效率不高，靈敏度較低，所接收到的超聲波信號極其微弱，電氣設備運行環境十分復雜，致使超聲信號常常被湮沒在強烈的噪聲之中，導致檢測的精度降低，甚至檢測失敗。因此如何提高陣列傳感器的靈敏度和抗干擾能力一直是有關技術人員面臨的難題。

發明內容

本發明目的在于提供一種PVDF超聲陣列傳感器及其陣列信號去噪方法，第一，PVDF超聲陣列傳感器從結構和材料選擇上盡可能多地接收超聲波信號，第二，對接收的超聲波信號執行針對陣列信號的去噪方法，有效提高了陣列傳感器的靈敏度和抗干擾能力。

為達成上述目的，本發明提出一種PVDF超聲陣列傳感器，所述PVDF超聲陣列傳感器包括傳感器殼體、以及安裝在傳感器殼體內的若干個超聲陣元；

所述超聲陣元包括一陣元殼體，以及安裝在陣元殼體內的聲匹配層、PVDF壓電材料、吸聲背襯、導線；

所述陣元殼體呈圓柱體，其沿縱長方向具有第一端部和第二端部，其中，第一端部上設置有第一開口，第二端部上設置有第二開口；

所述聲匹配層安裝在陣元殼體的第一端部，填充第一開口以使第一端部成一封閉端；所述吸聲背襯安裝在聲匹配層臨近陣元殼體內部的一側，其遠離聲匹配層的一端緊貼陣元殼體第二端部的內側；所述PVDF壓電材料填充在聲匹配層和吸聲背襯之間；所述PVDF壓電材料呈凹槽狀，其開口朝向陣元殼體的第一端部；

所述吸聲背襯內部設置有一凹槽；

所述導線設置在凹槽內，導線的一端電連接PVDF壓電材料，另一端穿過第二開口延伸至陣元殼體外部、并且與一數據采集器電連接；

所述數據采集器與一處理單元電連接；

所述PVDF壓電材料將接收到的超聲波信號轉換成電信號，并且將生成的電信號經由導線傳輸至數據采集器，數據采集器再將接收到的電信號發送至處理單元；

所述處理單元內置有一陣列信號去噪算法模塊，處理單元被設置成響應于接收到數據采集器發送的電信號，調用陣列信號去噪算法模塊，對電信號進行去噪處理。

進一步的實施例中，所述聲匹配層采用硅橡膠和氧化鋁的混合物；

所述吸聲背襯采用二氧化硅。

進一步的實施例中，所述PVDF壓電材料呈半球形凹槽狀。

進一步的實施例中，所述陣元殼體采用金屬。

進一步的實施例中，所述若干個超聲陣元呈圓環形分布在傳感器殼體內。

進一步的實施例中，所述傳感器殼體內設置有磁鐵。

基于前述PVDF超聲陣列傳感器，本發明還提及一種陣列信號去噪方法，所述方法包括：