[发明专利]应用多频超声技术检测变压器油理化性能的系统及方法

权利要求书

1.一种应用多频超声技术检测变压器油理化性能的系统，其特征在于，该系统包括：多频超声波发射接收模块(1)、数据采集模块(2)和上位机(3)；

所述多频超声波发射接收模块(1)用于发射与接收超声回波信号；

所述数据采集模块(2)用于对超声波回波信号的采集及处理；

所述上位机(3)通过分析计算获取的超声波传播特性参数，并将获取的参数和变压器油理化性质参数的实际值作为训练样本，利用IGWO-BPNN算法对样本进行训练，建立变压器油理化性能参数的IGWO-BPNN检测模型；最后利用检测模型对每次检测获取的数据进行分析，并给出变压器油理化性能参数的检测结果。

2.根据权利要求1所述的检测变压器油理化性能的系统，其特征在于，所述多频超声波发射接收模块包括多频超声波收发电路(11)、超声波换能器(12)；所述多频超声波收发电路(11)包括超声波发射驱动电路(101)和超声波回波处理电路(102)；

所述超声波发射驱动电路(101)用于产生不同频率的方波脉冲信号并驱动超声波换能器发射出超声波信号；所述超声波换能器(12)相互转换电信号和超声信号；所述超声波回波处理电路(102)将超声波进行初步的过滤、放大后再传入数据采集模块(2)。

3.根据权利要求2所述的检测变压器油理化性能的系统，其特征在于，所述超声波换能器(12)选用100K、200K或300K三种发射/接收探头。

4.根据权利要求3所述的检测变压器油理化性能的系统，其特征在于，所述数据采集模块包括信号放大电路(21)、滤波电路(22)和数模转换电路(23)；

所述信号放大电路(21)用于放大多频超声波发射接收模块接收的超声回波信号；所述滤波电路(22)用于滤除超声回波信号中各种其他频率的干扰信号，获得准确的多频超声信号模拟量；所述数模转换电路(23)用于将多频超声模拟量转化为数字信号后传输给上位机。

5.一种应用多频超声技术检测变压器油理化性能的方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：

S1：获取变压器油中的超声波传播特性参数；

S2：将获取的超声波传播特性参数和变压器油理化性质参数的实际值作为训练样本，利用IGWO-BPNN算法对样本进行训练，建立变压器油理化性能参数的IGWO-BPNN检测模型；其中，IGWO-BPNN算法是采用改进的灰狼算法优化反向传播神经网络的权值和函数参数；

S3：利用IGWO-BPNN检测模型对每次检测获取的数据进行分析，并给出变压器油理化性能参数的检测结果。

6.根据权利要求5所述的检测变压器油理化性能的方法，其特征在于，步骤S2中，所述改进的灰狼算法具体包括：灰狼算法按照适应度将整个狼群划分为四个级别，适应度前3个分别为最优狼α、次优狼β和第三优狼δ，其余灰狼作为ω，灰狼在捕食过程中，要接近猎物并对猎物进行包围，与之相对应，在改进的灰狼算法中要确定灰狼个体与猎物之间的距离并更新灰狼的位置；

D＝|C·X_P(t)-X(t)|

X(t+1)＝X_P(t)-A·D

其中，t为当前迭代次数，X_P为猎物的位置，X(t)为当前灰狼位置，X(t+1)为灰狼更新后的位置；C为摆动因子，C＝2r₁，r₁是[0，1]内的随机数；A＝2ar₂²-a，r₂为[0，1]内的随机数，a为收敛因子，a随着迭代次数增加从2线性递减到0；

其中，t_max为最大迭代次数。