[发明专利]金属微粒混叠声信号的分离提取方法、装置及介质

说明书

公开了GIS中多金属微粒飞行碰撞混叠声信号的分离提取方法，方法中，采集GIS设备的外部施加电压的电压信号以及微粒与GIS壳体碰撞产生的声信号，基于电压信号和声信号提取金属微粒电压相位过零点时的第一碰撞信号以及电压相位非过零点的第二碰撞信号，根据第一数值联系，基于第一碰撞信号提取金属微粒相邻下一次第一碰撞信号，根据第二数值联系，基于第二碰撞信号提取金属微粒相邻下一次第二碰撞信号，基于至少一组的两次相邻第一碰撞信号的幅值以及时间间隔获得金属微粒质量，基于至少一组的两次相邻第二碰撞信号的幅值以及时间间隔获得金属微粒的带电量，基于带电量和金属微粒的几何形状获得其密度和几何尺寸。

技术领域

本发明涉及高电压电工电器技术和GIS/GIL内缺陷检测技术领域，尤其涉及一种GIS中多金属微粒飞行碰撞混叠声信号的分离提取方法、装置及介质。

背景技术

高电压电工电器技术和GIS/GIL内缺陷检测领域，金属微粒是GIS内最常见的缺陷之一，由于金属微粒的存在会给GIS的绝缘性能带来巨大的潜在威胁，因此GIS内金属微粒的检测是亟需解决解决的问题。

目前GIS内金属微粒检测主要是通过绘制单微粒超声飞行时间谱图实现对金属微粒的定性识别，并且估算微粒质量过程中忽略了微粒受到的电场力作用，因此估算结果存在较大误差，并且无法实现对微粒材质以及尺寸大小的估算。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的目的是提供一种GIS中多金属微粒飞行碰撞混叠声信号的分离提取方法、装置及介质，结合微粒碰撞声信号以及外施工频电压信号，通过提取微粒碰撞瞬间电压相位过零点或接近零点的微粒碰撞信号，根据微粒碰撞与壳体碰撞恢复系数得到微粒再次与壳体碰撞时碰撞声信号幅值区间，在此次碰撞信号后相邻几个碰撞信号中找到微粒再次与壳体碰撞时信号幅值以及相对应的相邻两次碰撞时间间隔，进而推算出相对应的金属微粒质量。同样的，通过建立多微粒带电飞行过程相邻两次碰撞信号之间的联系，提取多微粒带电飞行过程相邻两次碰撞信号，实现对多微粒带电飞行过程对应碰撞信号的提取与分离。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明的一种GIS中多金属微粒飞行碰撞混叠声信号的分离提取方法包括：

GIS设备外部施加电压，采集GIS设备的外部施加电压的电压信号以及多个金属微粒与GIS壳体碰撞产生的声信号；

建立金属微粒非带电运动过程的第一物理模型以及金属微粒带电运动过程的第二物理模型，得到非带电运动过程相邻两次碰撞信号间的第一数值联系以及带电运动过程相邻两次碰撞信号间的第二数值联系；

基于所述电压信号和声信号提取金属微粒电压相位过零点时的第一碰撞信号以及电压相位非过零点的第二碰撞信号；

根据所述第一数值联系，基于第一碰撞信号提取金属微粒相邻下一次第一碰撞信号，根据所述第二数值联系，基于第二碰撞信号提取金属微粒相邻下一次第二碰撞信号；

基于至少一组的两次相邻第一碰撞信号的幅值以及时间间隔获得金属微粒质量，基于至少一组的两次相邻第二碰撞信号的幅值以及时间间隔获得金属微粒的带电量，基于所述带电量和金属微粒的几何形状获得金属微粒的密度和几何尺寸。

所述的一种GIS中多金属微粒飞行碰撞混叠声信号的分离提取方法中，提取多组第一碰撞信号和第二碰撞信号，得到多组金属微粒的质量、密度和几何尺寸，对误差在预定比例以内的质量、密度和几何尺寸求取平均值作为最终结果。

所述的一种GIS中多金属微粒飞行碰撞混叠声信号的分离提取方法中，预定比例为20％。

所述的一种GIS中多金属微粒飞行碰撞混叠声信号的分离提取方法中，利用超声信号传感器采集所述声信号以及示波器记录所述电压信号。