[发明专利]一种用于局部放电故障检测的可视化超声波检测方法

摘要

本发明涉及一种用于局部放电故障检测的可视化超声波检测方法，其特征在于首先采用超声传感阵列对电力设备出现的超声信号进行采集，并进行超声强度空间的分布估计；与此同时对所在场景进行视频信号采集，继而基于获取的超声信号和视频信号，进行超声强度空间分布的可视化，从而直观显示出作为超声源的局部放电点的空间位置。本发明对电力设备的局部放电故障检测进行研究，针对其所产生的超声信号在时域和频域上的分布特点，对该可视化超声检测进行设计，可高精度的对电力设备中存在的局部放电现象进行检测。

主权项

一种用于局部放电故障检测的可视化超声波检测方法，其特征在于：首先采用超声传感阵列对电力设备出现的超声信号进行采集，并进行超声强度空间的分布估计；与此同时对所在场景进行视频信号采集，继而基于获取的超声信号和视频信号，进行超声强度空间分布的可视化，从而直观显示出作为超声源的局部放电点的空间位置；其中，所述的超声信号和视频信号的采集是采用一超声、视频集中采集板采集；所述超声、视频集中采集板包括集成于一PCB板上的超声传感器阵列、摄像模块以及为该采集板供电的电池组；所述的超声波传感器阵列的输出端经一阵列信号放大电路与一多通道数据采集卡连接；其中，所述的超声传感器阵列由16只摆放在不同位置的超声传感器组成，每四个传感器构成一组线型阵，以四组线型阵为四边，形成二维方形阵；其中，所述超声强度空间的分布估计是通过超声强度在空间中的分布情况判断超声源位置，通过对各个通道信号的延时叠加，得到具有空间指向性的波束信号，如式(1)所示：Sθ(n)=Σi=1NSi(n+Δiθ)---(1)]]>其中，θ表示波束指向的角度，Sθ(n)表示指向角度为θ的波束信号，i表示通道编号，n表示延时相关的时刻，N表示超声信号采集的通道数，表示第i通道指向角度为θ的延时；对各个角度的波束信号统计短时能量，如式(2)所示：Eθ(T)=Σn=TT+ΔTSθ2(n)---(2)]]>其中Eθ(T)为T时刻指向角度为θ的波束能量，ΔT表示基于T时刻的时间变化量；对三维指向性波束而言，所指向的立体角可分解为垂直角和水平角，波束能量可以看作是垂直角指向能量与水平角指向能量之和，通过这种方式可以得到各个空间角度的能量分布，构成以水平角为横坐标以垂直角为纵坐标的二维矩阵，这里称为空间能量矩阵；对生成的二维空间能量矩阵取最大值，作为声源位置，并以该坐标为中心，该点强度为幅度，生成二维高斯函数，作为显示矩阵，与视觉场景共同显示。