[發明專利]一種振動與電場耦合作用下油中氣泡運動可視化測量裝置

在審

• 申請號: 202110344415.0
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113075210A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 李慶民;劉秋實;叢浩熹;王健
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種振動與電場耦合作用下油中氣泡運動可視化測量裝置，該裝置由油容器、高壓電極及固定裝置、加熱裝置、高壓電源、氣體注射裝置、振動發生裝置、圖像采集裝置、油循環裝置等部分組成；高壓電極可在鎖緊裝置上靈活調整位置，觀測時，注射泵會按需注射不同尺寸與數量氣泡，支架表面安裝有氣動振動器，在空氣壓縮機的線性控制下，可以帶動電極實現50-500Hz的振動；油容器底部是振動臺，可從外部給油施加0-5kHz寬范圍振動；裝置可從內部及外部分別施加振動以模擬實際變壓器中復雜的振動噪聲環境，該測量裝置能夠單獨觀測振動或電場作用下油中氣泡遷移過程，亦可觀測兩應力耦合作用下氣泡遷移過程，具有靈活、可控、可視化的特點。

2.根據權利要求1所述的一種振動與電場耦合作用下油中氣泡運動可視化測量裝置，其特征在于，所述油容器使用聚甲基丙烯酸甲酯材質制成，底部設有開孔，用于注射氣泡；油容器外部與油泵相連接，用于油樣的更換與雜散氣泡的清除；頂部預留有注油孔，用于注入變壓器油。

3.根據權利要求1所述的一種振動與電場耦合作用下油中氣泡運動可視化測量裝置，其特征在于，所述高壓電極材質均采用紫銅，上電極接高壓電源，下電極接地；電極采用鎖緊套固定，用于靈活調節電極位置。

4.根據權利要求1所述的一種振動與電場耦合作用下油中氣泡運動可視化測量裝置，其特征在于，所述油容器頂部電極鎖緊裝置上安裝有氣動振動器，鎖緊裝置安裝在環氧樹脂制成的支架上，支架頂部與兩側用彈簧相連接，氣動振動器在空壓機的線性控制下，可帶動電極實現50-500Hz的低頻振動。

5.根據權利要求1所述的一種振動與電場耦合作用下油中氣泡運動可視化測量裝置，其特征在于，所述油容器底部是四度振動臺，中間用鋁材支架固定，實現剛性連接；四度振動臺頻率范圍為0-5kHz，振幅范圍為0-5mm，可利用編程控制振動參數。

6.根據權利要求1所述的一種振動與電場耦合作用下油中氣泡運動可視化測量裝置，其特征在于，采用接地金屬屏蔽網隔離的加熱板進行油溫控制，溫度傳感器位于遠離加熱板一測，以保證對油溫的精確控制。

7.根據權利要求1所述的一種振動與電場耦合作用下油中氣泡運動可視化測量裝置，其特征在于，所述補光裝置采用螺旋緊湊型LED熒光燈作為補光光源，以減少頻閃對圖像的影響。

8.根據權利要求1所述的一種振動與電場耦合作用下油中氣泡運動可視化測量裝置，其特征在于，采用雙通道微量注射泵將所需氣體通過導氣管注入到油容器中，注射速率范圍為0-1600mL/min。

9.根據權利要求1所述的一種振動與電場耦合作用下油中氣泡運動可視化測量裝置，其特征在于，所述氣體注射裝置中導氣管材質采用聚四氟乙烯，導管與注射器之間、導管與導管之間采用魯爾連接件相連接，注射頭采用塑料點膠針頭，針頭與氣管之間采用單向閥門相連接，保證油不會回流到導氣管內。

10.一種振動與電場耦合作用下油中氣泡運動可視化測量方法，其特征在于，利用權利要求1-9中任一項所述的一種振動與電場耦合作用下油中氣泡運動可視化測量裝置進行模擬，首先利用加熱裝置控制油溫升至油浸式設備正常工作時的溫度，利用高壓交直流電源給定所需電壓，用以模擬不同電壓等級的油浸式設備內部電場環境；利用空氣壓縮機線性控制高壓電極在油內部振動，同時用振動臺在容器外部給定不同頻率與振幅的振動，以模擬不同工作狀態的設備內部與外部復雜的振動環境；其次，利用自動注射泵將氣泡注入到容器中并控制其注射速率，氣泡將從底部孔上的針頭鼓出；最后，在暗室內，利用補光裝置調節光照強度，利用高速相機記錄氣泡的生長、遷移甚至成橋的過程，利用計算機逐幀分析圖像。