[發明專利]基于相控陣爬波陣列的瓷支柱絕緣子結構健康監測裝置

在審

• 申請號: 202210393010.0
• 申請日: 2022-04-14
• 公開（公告）號: CN114778677A
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 馬鵬;馬旭斌;曾中偉;姜偉基;楊勇;何予瑩;李金徽;杜鑫;王軍;李吉存;仇昊;趙剛
• 申請（專利權）人: 內蒙古電力（集團）有限責任公司阿拉善供電分公司
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N29/22
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

1.一種基于相控陣爬波陣列的瓷支柱絕緣子結構健康監測裝置，所述瓷支柱絕緣子結構包括瓷支柱絕緣子瓷體(2)、上法蘭盤(1)和下法蘭盤(3)，瓷支柱絕緣子瓷體(2)的上下兩端分別與上法蘭盤(1)和下法蘭盤(3)相連，其特征在于，包括計算機、發射延時模塊、信號發生模塊、功率放大模塊、信號放大模塊、數據采集模塊、接收延時模塊和相控陣爬波探頭陣列(4)；

瓷支柱絕緣子瓷體(2)的上/下兩端部靠近上/下法蘭盤的外圓周側面均安裝有相控陣爬波探頭陣列(4)，相控陣爬波探頭陣列(4)分別與功率放大模塊和信號放大模塊相連，信號放大模塊依次經數據采集模塊、接收延時模塊、計算機、發射延時模塊和信號發生模塊后與功率放大模塊相連；計算機發出控制信號并經發射延時模塊、信號發生模塊和功率放大模塊發送給相控陣爬波探頭陣列(4)，相控陣爬波探頭陣列(4)對瓷支柱絕緣子瓷體(2)與上/下法蘭盤連接處的各個位置進行信號聚焦并掃描，相控陣爬波探頭陣列(4)將接收到的信號經信號放大模塊、數據采集模塊和接收延時模塊傳回計算機，最終實現瓷支柱絕緣子結構的健康監測。

2.根據權利要求1所述的一種基于相控陣爬波陣列的瓷支柱絕緣子結構健康監測裝置，其特征在于，所述瓷支柱絕緣子瓷體(2)兩端的相控陣爬波探頭陣列(4)結構相同，相控陣爬波探頭陣列(4)安裝在瓷支柱絕緣子瓷體(2)上/下端的第一瓷裙與上/下法蘭盤之間的瓷支柱絕緣子瓷體(2)的外圓周側面，上/下端的相控陣爬波探頭陣列(4)的工作方向沿瓷支柱絕緣子瓷體(2)軸向指向上/下法蘭盤；

相控陣爬波探頭陣列(4)包括多個爬波探頭，多個爬波探頭沿圓周等間隔地安裝在瓷支柱絕緣子瓷體(2)的外圓周側面，各個爬波探頭的工作方向沿瓷支柱絕緣子瓷體(2)軸向指向上/下法蘭盤，各個爬波探頭分別與對應的功率放大模塊和信號放大模塊相連。

3.根據權利要求2所述的一種基于相控陣爬波陣列的瓷支柱絕緣子結構健康監測裝置，其特征在于，所述爬波探頭的個數與發射延時模塊、信號發生模塊、功率放大模塊、信號放大模塊、數據采集模塊、接收延時模塊的個數相同。

4.根據權利要求2所述的一種基于相控陣爬波陣列的瓷支柱絕緣子結構健康監測裝置，其特征在于，所述相控陣爬波探頭陣列(4)的多個爬波探頭對應的發射延時模塊中的發射延時量和接收延時模塊中的接收延時量相同，以第一爬波探頭與目標位置之間的距離為基準位置，第一爬波探頭對應的發射延時量和接收延時量記為0，根據剩余爬波探頭與目標位置之間的距離通過以下公式計算剩余爬波探頭對應的發射延時量和接收延時量，使得各個爬波探頭的爬波信號聚焦于目標位置：

其中，L₁為第一爬波探頭與目標位置之間的距離，L_i為第i個爬波探頭與目標位置之間的距離，Δt_i為第i個爬波探頭對應的發射延時模塊中的發射延時量和接收延時模塊中的接收延時量，n為相控陣爬波探頭陣列(4)中爬波探頭的總個數；c為爬波在瓷支柱絕緣子瓷體(2)中的傳播速度。

5.根據權利要求2所述的一種基于相控陣爬波陣列的瓷支柱絕緣子結構健康監測裝置，其特征在于，所述爬波探頭為超聲波探頭。