The invention provides a PVDF ultrasonic array sensor, which comprises a sensor shell and several ultrasonic array elements installed in the sensor shell; the ultrasonic array elements include an array element shell, an acoustic matching layer, a PVDF piezoelectric material, a sound absorbing backing and a conductor; the acoustic matching layer is installed at the first end of the array element shell and filled with the first opening to form a closed end of the first end of the PVDF piezoelectric material; Filled between the sound matching layer and the sound absorption backing, it is grooved; PVDF piezoelectric material converts the received ultrasonic signal into electrical signal, which is transmitted to the data acquisition device via wires, and the data acquisition device transmits the received electrical signal to the processing unit; the processing unit is equipped with an array signal denoising algorithm module, and the processing unit is set to respond to the received number. According to the electric signal sent by the collector, the array signal denoising algorithm module is called to denoise the electric signal. The invention can effectively improve the sensitivity and anti-interference ability of array signal reception.
【技术实现步骤摘要】
一种PVDF超声阵列传感器及其阵列信号去噪方法
本专利技术涉及电气设备检测领域,具体而言涉及一种PVDF超声阵列传感器及其阵列信号去噪方法。
技术介绍
局部放电是造成电气设备绝缘破坏的主要因素,局放超声阵列检测是局部放电众多检测方法中一种较为适用的方法,但是在实际运行中国,传感器的接收效率不高,灵敏度较低,所接收到的超声波信号极其微弱,电气设备运行环境十分复杂,致使超声信号常常被湮没在强烈的噪声之中,导致检测的精度降低,甚至检测失败。因此如何提高阵列传感器的灵敏度和抗干扰能力一直是有关技术人员面临的难题。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种PVDF超声阵列传感器及其阵列信号去噪方法,第一,PVDF超声阵列传感器从结构和材料选择上尽可能多地接收超声波信号,第二,对接收的超声波信号执行针对阵列信号的去噪方法,有效提高了阵列传感器的灵敏度和抗干扰能力。为达成上述目的,本专利技术提出一种PVDF超声阵列传感器,所述PVDF超声阵列传感器包括传感器壳体、以及安装在传感器壳体内的若干个超声阵元;所述超声阵元包括一阵元壳体,以及安装在阵元壳体内的声匹配层、PVDF压电材料、吸声背衬、导线;所述阵元壳体呈圆柱体,其沿纵长方向具有第一端部和第二端部,其中,第一端部上设置有第一开口,第二端部上设置有第二开口;所述声匹配层安装在阵元壳体的第一端部,填充第一开口以使第一端部成一封闭端;所述吸声背衬安装在声匹配层临近阵元壳体内部的一侧,其远离声匹配层的一端紧贴阵元壳体第二端部的内侧;所述PVDF压电材料填充在声匹配层和吸声背衬之间;所述PVDF压电材料呈凹槽状,其开口朝向阵元壳体 ...
【技术保护点】
1.一种PVDF超声阵列传感器,其特征在于,所述PVDF超声阵列传感器包括传感器壳体、以及安装在传感器壳体内的若干个超声阵元;所述超声阵元包括一阵元壳体,以及安装在阵元壳体内的声匹配层、PVDF压电材料、吸声背衬、导线;所述阵元壳体呈圆柱体,其沿纵长方向具有第一端部和第二端部,其中,第一端部上设置有第一开口,第二端部上设置有第二开口;所述声匹配层安装在阵元壳体的第一端部,填充第一开口以使第一端部成一封闭端;所述吸声背衬安装在声匹配层临近阵元壳体内部的一侧,其远离声匹配层的一端紧贴阵元壳体第二端部的内侧;所述PVDF压电材料填充在声匹配层和吸声背衬之间;所述PVDF压电材料呈凹槽状,其开口朝向阵元壳体的第一端部;所述吸声背衬内部设置有一凹槽;所述导线设置在凹槽内,导线的一端电连接PVDF压电材料,另一端穿过第二开口延伸至阵元壳体外部、并且与一数据采集器电连接;所述数据采集器与一处理单元电连接;所述PVDF压电材料将接收到的超声波信号转换成电信号,并且将生成的电信号经由导线传输至数据采集器,数据采集器再将接收到的电信号发送至处理单元;所述处理单元内置有一阵列信号去噪算法模块,处理单元被设置 ...
【技术特征摘要】
1.一种PVDF超声阵列传感器,其特征在于,所述PVDF超声阵列传感器包括传感器壳体、以及安装在传感器壳体内的若干个超声阵元;所述超声阵元包括一阵元壳体,以及安装在阵元壳体内的声匹配层、PVDF压电材料、吸声背衬、导线;所述阵元壳体呈圆柱体,其沿纵长方向具有第一端部和第二端部,其中,第一端部上设置有第一开口,第二端部上设置有第二开口;所述声匹配层安装在阵元壳体的第一端部,填充第一开口以使第一端部成一封闭端;所述吸声背衬安装在声匹配层临近阵元壳体内部的一侧,其远离声匹配层的一端紧贴阵元壳体第二端部的内侧;所述PVDF压电材料填充在声匹配层和吸声背衬之间;所述PVDF压电材料呈凹槽状,其开口朝向阵元壳体的第一端部;所述吸声背衬内部设置有一凹槽;所述导线设置在凹槽内,导线的一端电连接PVDF压电材料,另一端穿过第二开口延伸至阵元壳体外部、并且与一数据采集器电连接;所述数据采集器与一处理单元电连接;所述PVDF压电材料将接收到的超声波信号转换成电信号,并且将生成的电信号经由导线传输至数据采集器,数据采集器再将接收到的电信号发送至处理单元;所述处理单元内置有一阵列信号去噪算法模块,处理单元被设置成响应于接收到数据采集器发送的电信号,调用阵列信号去噪算法模块,对电信号进行去噪处理。2.根据权利要求1所述的PVDF超声阵列传感器,其特征在于,所述声匹配层采用硅橡胶和氧化铝的混合物;所述吸声背衬采用二氧化硅。3.根据权利要求1所述的PVDF超声阵列传感器,其特征在于,所述PVDF压电材料呈半球形凹槽状。4.根据权利要求1所述的PVDF超声阵列传感器,其特征在于,所述阵元壳体采用金属。5.根据权利要求1所述的PVDF超声阵列传感器,其特征在于,所述若干个超声阵元呈圆环形分布在传感器壳体内。6.根据权利要求1所述的PVDF超声阵列传感器,其特征在于,所述传感器壳体内设置有磁铁。7.一种基于权利要求1-6中任意一项所述的PVDF超声阵列传感器的阵列信号去噪方法,其特征在于,所述方法包括:S1:将PVDF超声阵列传感器设置在电气设备外表面,以收集电气设备运行时产生的混合信号x(t),其中,x(t)=...
【专利技术属性】
技术研发人员:马君鹏,王成亮,亓彦珣,吴晗,刘叙笔,杨贤彪,谢庆,岳贤强,
申请(专利权)人:江苏方天电力技术有限公司,华北电力大学保定,国网江苏省电力有限公司,国家电网公司,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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