一种变压器用超声波油位测量方法和设备技术

本发明专利技术涉及一种变压器用超声波油位测量方法和设备，所述方法包括如下步骤：将超声波油位计设置在变压器油枕下方与水平面平行且距离所述变压器油枕距离最小的优选安装位置，并确定所述优选安装位置处的油枕壁厚；获取所述超声波油位计的回波信号并进行预处理并获取数字信号，基于所述数字信号和所述油枕壁厚，计算实时油位。与现有技术相比，本发明专利技术可以直接给出油枕内的油位高度，且超声波换能器所发射出的声波能穿透油枕的壁厚，并能产生可以计算时间的回波信号，所用的信号提取方法，可以避免变电站内各种局部放电、振动、电晕等异响对回波信号的干扰，能够得到准确的油位高度。度。度。

【技术实现步骤摘要】
一种变压器用超声波油位测量方法和设备


[0001]本专利技术涉及液位测量领域，尤其是涉及一种变压器用超声波油位测量方法和设备。

技术介绍

[0002]变压器油位计用来监测变压器内部油量的变化情况，一般作为变压器的附件，在生产环节就完成安装。然而，有一些油位计在使用过程中可能损坏，造成变压器油位失去监测。近年来，利用超声波测量变压器储油柜内油位高度得到了广泛应用，但是，这类超声波油位计的技术要求尚不明确，且若这类油位计在变压器上的安装方法不得当，将导致最后测量的数据失真。
[0003]中国专利申请号CN201921739979.9提供了一种变压器油枕超声波油位计，包括超声波测量模块，数据显示通讯模块，电源模块。其中超声波测量模块与数据显示通讯模块相连，数据显示通讯模块与电源相连。超声波测量模块中集成有超声波发射、超声波接收、超声波分析子模块。数据显示通讯模块实现油位数据的本地显示和数据远传。电源模块用于向超声波测量模块及数据显示通讯模块供电。
[0004]上述申请实现了超声波法测量变压器油枕内油位高度，但是，并未说明超声波油位计安装位置的确定方法和测量的数据处理过程。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种变压器用超声波油位测量方法和设备，通过确定超声波油位计优选安装位置，并根据采集到的回波信号实现油位测量。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0007]本专利技术的一个方面，提供了一种变压器用超声波油位测量方法，包括如下步骤：
[0008]将超声波油位计设置在变压器油枕下方与水平面平行且距离所述变压器油枕距离最小的优选安装位置，并确定所述优选安装位置处的油枕壁厚；
[0009]获取所述超声波油位计的回波信号并进行预处理并获取数字信号，基于所述数字信号和所述油枕壁厚，计算实时油位。
[0010]作为优选的技术方案，所述的优选安装位置的确定包括如下步骤：
[0011]在所述变压器油枕的正下方设置水平面；
[0012]在水平面上的多个位置测量水平面与所述超声波油枕间的垂直距离，选取垂直距离最小时对应的超声波油枕的位置作为备选安装位置，多次重复本步骤，获取多个备选安装位置；
[0013]测量各个备选安装位置处的回波信号强度，选取回波信号最强的备选安装位置作为所述优选安装位置。
[0014]作为优选的技术方案，将所述的超声波油位计设置在所述优选安装位置的过程包
括如下步骤：
[0015]在所述优选安装位置处涂抹耦合剂，将所述超声波油位计安装在绝缘杆的转换接头上，使所述绝缘杆从垂直方向上靠近所述优选安装位置，使所述超声波油位计上的磁性吸头吸附在所述优选安装位置处。
[0016]作为优选的技术方案，使用所述的绝缘杆在所述优选安装位置处涂抹耦合剂。
[0017]作为优选的技术方案，对所述的回波信号并进行预处理的过程包括如下步骤：
[0018]对接收到的回波信号进行放大及模数转换后获取数字信号；
[0019]针对所述数字信号进行降噪处理。
[0020]作为优选的技术方案，所述的降噪处理为基于时频分析的小波去噪处理。
[0021]作为优选的技术方案，所述的实时油位的计算过程包括如下步骤：
[0022]基于所述数字信号，计算超声波探头至变压器油液面的距离，基于所述油枕壁厚计算实时油位。
[0023]作为优选的技术方案，所述的超声波探头至变压器油液面的距离的获取包括如下步骤：
[0024]基于所述数字信号，使用渡越时间算法和温度补偿，计算发射波和回波间的时延，基于所述时延计算超声波探头至变压器油液面的距离。
[0025]作为优选的技术方案，回波的到达时间点的确定过程包括如下步骤：
[0026]基于超声波信号的相关性、相似性和窄带性特点计算发射波与回波的互相关函数，并提取所述互相关函数的包络，将所述包络中的极大值点作为回波到达的时间点。
[0027]作为优选的技术方案，所述的超声波探头至变压器油液面的距离采用下式获取：
[0028][0029]其中，Δd为超声波探头至变压器油液面的距离，c为光速，ΔT为经过渡越时间算法和温度补偿得到的时延。
[0030]本专利技术的另一个方面，提供了一种变压器用超声波油位测量设备，所述测量设备设置在变压器油枕下方与水平面平行且距离所述变压器油枕距离最小的位置，所述测量设备包括：
[0031]超声发射模块；
[0032]超声波换能器，与所述超声发射模块连接，用于发射超声波；
[0033]超声接收模块，用于获取回波，并产生模拟信号；
[0034]数据处理模块，与所述超声接收模块连接，用于基于所述模拟信号，通过放大和模数转换获取数字信号，对所述数字信号进行降噪和温度补偿，计算发射波和回波间的时延，计算超声波探头至变压器油液面的距离，基于预设的油枕壁厚获取实时油位。
[0035]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0036](1)保证油位测量的准确性：现有方法没有给出超声油位计安装的最佳位置，不同于现有技术，本专利技术将超声油位计安装在变压器油枕下方与水平面平行且距离所述变压器油枕距离最小的优选安装位置，其中，平行能够保证液面与发射接收平面平行，距离最小能够在油枕倾斜或形状不规则的情况下测量到实际的液位，提高测量的准确性。
[0037](2)对回波信号进行处理，提高测量精度：油枕里面的结构比较复杂，回波信号很
复杂，使用传感器进行回波测量的时候对基线噪声进行降噪，并进行温度补偿，提高了测量精度。
附图说明
[0038]图1为实施例中变压器用超声波油位测量方法的流程图；
[0039]图2为实施例中变压器用超声波油位测量设备的结构示意图；
[0040]图3为实施例中绝缘杆的结构示意图，
[0041]其中，1、超声波发射模块，2、超声波换能器，3、超声接收模块，4、数据处理模块，5、绝缘连杆，6、绝缘连杆嵌入口，7、绝缘连杆螺栓，8、连接头，9、螺孔，10、油枕厚壁。
具体实施方式
[0042]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本专利技术保护的范围。
[0043]实施例1
[0044]如图1所述，本实施例提供了一种变压器用超声波油位测量方法，规范超声波油位计的技术要求，并针对其特点提出了切实可行的安装方法，得到准确的油位高度数据。本方法包括如下步骤：
[0045]步骤S1，将超声波油位计设置在变压器油枕下方与水平面平行且距离变压器油枕距离最小的优选安装位置，并确定优选安装位置处的油枕壁厚。
[0046]具体的，超声波油位计的安本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变压器用超声波油位测量方法，其特征在于，包括如下步骤：将超声波油位计设置在变压器油枕下方与水平面平行且距离所述变压器油枕距离最小的优选安装位置，并确定所述优选安装位置处的油枕壁厚；获取所述超声波油位计的回波信号并进行预处理并获取数字信号，基于所述数字信号和所述油枕壁厚，计算实时油位。2.根据权利要求1所述的一种变压器用超声波油位测量方法，其特征在于，所述的优选安装位置的确定包括如下步骤：在所述变压器油枕的正下方设置水平面；在水平面上的多个位置测量水平面与所述超声波油枕间的垂直距离，选取垂直距离最小时对应的超声波油枕的位置作为备选安装位置，多次重复本步骤，获取多个备选安装位置；测量各个备选安装位置处的回波信号强度，选取回波信号最强的备选安装位置作为所述优选安装位置。3.根据权利要求1所述的一种变压器用超声波油位测量方法，其特征在于，将所述的超声波油位计设置在所述优选安装位置的过程包括如下步骤：在所述优选安装位置处涂抹耦合剂，将所述超声波油位计安装在绝缘杆的转换接头上，使所述绝缘杆从垂直方向上靠近所述优选安装位置，使所述超声波油位计上的磁性吸头吸附在所述优选安装位置处。4.根据权利要求3所述的一种变压器用超声波油位测量方法，其特征在于，使用所述的绝缘杆在所述优选安装位置处涂抹耦合剂。5.根据权利要求1所述的一种变压器用超声波油位测量方法，其特征在于，对所述的回波信号并进行预处理的过程包括如下步骤：对接收到的回波信号进行放大及模数转换后获取数字信号；针对所述数字信号进行降噪处理。6.根据权利要求5所...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓先钦，丁敏，苏磊，熊鸣翔，王劭菁，彭伟，高凯，陈璐，徐鹏，
申请(专利权)人：华东电力试验研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：