超声波局放巡检仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种超声波局放巡检仪，以解决现有的检测设备检测距离近、检测不精确的技术问题。本实用新型专利技术包括数据输入模块、数据处理模块和数据输出模块，数据处理模块包括顺次连接的差分输入单元、选频单元、多级放大单元、AD转换单元、单片机控制单元；差分输入单元包括差分放大器、与差分放大器的输入端对应连接的衰减电压组件、与差分输入器的控制端对应连接的增益调节组件。本实用新型专利技术的有益技术效果在于：检测距离远，检测精度高。检测精度高。检测精度高。

【技术实现步骤摘要】
超声波局放巡检仪


[0001]本技术涉及电力设备检测
，具体涉及一种超声波局放巡检仪。

技术介绍

[0002]对运行中的电力设备局部放电的监测是状态检修的重要组成部分。电力设备局部放电发生时，产生声、光、电、热、磁等物理现象。其中声为超声波，超声波是20KHz以上的声波，人耳听不到，它以声源为中心，以球面波的形式向周围传播。超声波为机械波，不受电磁环境的影响。用接收超声波信号来判断局放存在及定位的方法，比红外摄像仪、紫外摄像仪更易优先发现局放故障，因为局放发生时往往先有振动产生超声后才有热光磁等物理信号。
[0003]现有的检测设备采用超声波接收器采集信号，根据处于故障、损伤状态下的线路会呈现不同波形的超声波的原理，获取电力线路的运行状态，但是这种方式采集距离比较近，而且定位不精确，一方面使用时需要不断调整检测位置，操作不方便，另一方面检测的准确率也不够高。

技术实现思路

[0004]本技术提供一种超声波局放巡检仪，以解决现有的检测设备检测距离近、检测不精确的技术问题。
[0005]为解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案：
[0006]设计一种超声波局放巡检仪，包括数据输入模块、数据处理模块和数据输出模块，数据处理模块包括顺次连接的差分输入单元、选频单元、多级放大单元、AD转换单元、单片机控制单元；差分输入单元包括差分放大器、与差分放大器的输入端对应连接的衰减电压组件、与差分输入器的控制端对应连接的增益调节组件。
[0007]优选的，差分放大器为三运放拓扑结构芯片AD8429。
[0008]优选的，衰减电压组件包括电源电压接口V1，与差分放大器的正、负输入端对应连接的电阻R9、R10；电阻R9、R10的另一端通过电阻R11与电源电压接口V1对应连接。
[0009]优选的，增益调节组件包括与差分放大器的2脚对应连接的电阻R15、与其3脚对应连接的电阻R17，电阻R15、电阻R17的另一端对应相连。
[0010]优选的，选频单元包括并联的电容C12和C15，二者的输入端连接于并联的电阻R16和R18的公共端，二者的输出端连接于电阻R19的两端。
[0011]优选的，多级放大单元包括第一级轨到轨运算放大器、第二级对数运算放大器、第三级信号跟随器、第四级通用运算放大器。
[0012]优选的，AD转换单元包括转换芯片AD7298BCPZ，其通过SPI接口和单片机控制单元的输入端对应连接。
[0013]优选的，数据输出模块包括液晶显示屏，其通过并行接口和单片机控制单元的输出端对应连接。
[0014]与现有技术相比，本技术的主要有益技术效果在于：
[0015]1.本技术使用差分芯片采集局部放电产生的40KHz超声波，抗干扰能力强；信号经过放大电路处理，以及数字芯片转换，能够实时显示超声波强弱。
[0016]2.本技术将信号放大后，检测距离可以达到50米，并且不会因为信号衰减导致无法识别，信号经过放大以后能够更加及时准确的测定放电位置。
附图说明
[0017]图1为本技术超声波局放巡检仪的结构示意框图。
[0018]图2为本技术超声波局放巡检仪的放大电路示意图。
[0019]图3为本技术超声波局放巡检仪的AD转换电路示意图。
[0020]图4为本技术超声波局放巡检仪的单片机控制电路示意图。
[0021]图5为本技术超声波局放巡检仪的显示接口电路示意图。
[0022]图中，1为衰减电压组件，2为增益调节组件，3为选频单元。
具体实施方式
[0023]下面结合附图和实施例来说明本技术的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本技术，并不以任何方式限制本技术的范围。
[0024]以下实施例中所涉及或依赖的程序均为本
的常规程序或简单程序，本领域技术人员均能根据具体应用场景做出常规选择或者适应性调整。
[0025]实施例1：一种超声波局放巡检仪，参见图1，超声波接收器将电力设备局部放电产生的超声波信号转换为电信号，然后以差分的方式进行输入，选出AD转换电路能够识别的频段，对选出的信号进行放大处理，之后送入AD转换电路转换为单片机能够识别的数字信号，然后经过单片机由液晶屏进行显示输出。
[0026]差分输入和信号放大参见图1，S1为40KHz超声波接收器，能够捕捉到很微弱的局部放电超声波信号并将该信号转换为电信号。通过S1采集到的信号，输入到U4（AD8429）的+IN和-IN差分对引脚，U4为三运放拓扑结构芯片，这种拓扑结构由两级组成：一级提供差分放大的前置放大器，其后级是一个消除共模电压并提供额外放大的差动放大器。U4的输入端连接有衰减电压组件1，该组件由V1、R7、R9、R10、R11组成，能够提供衰减电压，其中V1为10.5V电源，U4的控制端连接有R15、R17构成的调节增益组件，可调整放大倍数。差分输入电路能够测量到级微小信号，抗干扰能力强并通过外围电路在保证不失真的情况下，对信号进行放大，为后级选频和通用运算放大电路提供完整信号。
[0027]U4的输出端连接有选频单元3，由R16、R18、C12、C15、R19组成，对信号进行选频处理，选通40KHz频率超声波，方便后续的AD转换进行识别；选频后将信号输入U5（AD8676），U5为轨到轨运算放大器，对选频后的信号进行放大，之后信号经过C8到达U1（AD8307），U1为对数运算放大器，对信号再次处理放大，经过R5到达U2（AD8655），U2为通用运算放大器，R4、R5、U2组成信号跟随器，信号经过二极管D1，过滤掉负半周信号，到达U3（AD8655），U3为通用运算放大器，R6、R8、R22、U3组成运算放大电路，对信号再次处理放大.
[0028]经过四级放大之后的信号输入AD转换芯片U6（AD7298BCPZ）的1脚，参见图3，把输入的模拟信号转换为数字信号，通过SPI接口经由11-15引脚输入到U7（STM32L151RCT6）单
片机，参见图4，单片机的输出端PB8-PB15通过8位并行接口和显示屏连接，参见图5，P1为显示屏的引脚连接器，通过液晶显示屏能够实时显示采集到的信号。
[0029]上述超声波局放巡检仪使用差分芯片采集局部放电产生的40KHz超声波，并经过放大电路处理，通过数字芯片转换，能够实时显示超声波强弱，检测距离达50米。
[0030]上面结合附图和实施例对本技术作了详细的说明；但是，所属
的技术人员能够理解，在不脱离本技术技术构思的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，或者对相关部件及结构进行等同替代，从而形成多个具体的实施例，均为本技术的常见变化范围，在此不再一一详述。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超声波局放巡检仪，包括数据接收模块、数据处理模块和数据输出模块，其特征在于：所述数据处理模块包括顺次连接的差分输入单元、选频单元、放大单元、AD转换单元、单片机控制单元；所述差分输入单元包括差分放大器、与所述差分放大器的输入端对应连接的衰减电压组件、与所述差分放大器的控制端对应连接的增益调节组件。2.根据权利要求1所述的超声波局放巡检仪，其特征在于：所述差分放大器为三运放拓扑结构芯片AD8429。3.根据权利要求2所述的超声波局放巡检仪，其特征在于：所述衰减电压组件包括电源电压接口V1，与所述差分放大器的正、负输入端对应连接的电阻R9、R10；所述电阻R9、R10的另一端通过电阻R11与所述电源电压接口V1对应连接。4.根据权利要求2所述的超声波局放巡检仪，其特征在于：所述增益调节组件包括与所述差分放大器的2脚对应连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：于文明，马德平，陶军泽，陈双强，陶志豪，吴万里，李俊岭，
申请(专利权)人：郑州精铖电力设备有限公司，
类型：新型
国别省市：