超聲波技術(shù)課件

1、超聲波技術(shù)及其應(yīng)用北京市電力試驗(yàn)研究院 2009-06主要內(nèi)容主要內(nèi)容超聲波檢測(cè)技術(shù)及相關(guān)知識(shí)簡(jiǎn)介超聲波檢測(cè)技術(shù)及相關(guān)知識(shí)簡(jiǎn)介超聲波儀器介紹超聲波儀器介紹儀器使用方法儀器使用方法典型案例典型案例超聲波檢測(cè)技術(shù)超聲波檢測(cè)技術(shù)及相關(guān)知識(shí)簡(jiǎn)介及相關(guān)知識(shí)簡(jiǎn)介超聲波基本知識(shí)超聲波基本知識(shí)n頻率高于頻率高于20000赫茲的聲波稱為赫茲的聲波稱為“超聲波超聲波”，并，并具有以下特點(diǎn)：具有以下特點(diǎn)： 1） 超聲波可在氣體、液體、固體、固熔體等介超聲波可在氣體、液體、固體、固熔體等介質(zhì)中有效傳播；質(zhì)中有效傳播； 2） 超聲波可傳遞很強(qiáng)的能量，在傳播時(shí)，方向超聲波可傳遞很強(qiáng)的能量，在傳播時(shí)，方向性強(qiáng)，能量易于集中

2、；性強(qiáng)，能量易于集中； 3） 超聲波會(huì)產(chǎn)生反射、干涉、疊加和共振現(xiàn)象；超聲波會(huì)產(chǎn)生反射、干涉、疊加和共振現(xiàn)象； 4） 超聲波在液體介質(zhì)中傳播時(shí)，可在界面上產(chǎn)超聲波在液體介質(zhì)中傳播時(shí)，可在界面上產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊和空化現(xiàn)象。生強(qiáng)烈的沖擊和空化現(xiàn)象。 超聲波基本知識(shí)超聲波基本知識(shí)n超聲波的主要用途超聲波的主要用途 1） 工程學(xué)方面的應(yīng)用：水下定位與通訊、地下工程學(xué)方面的應(yīng)用：水下定位與通訊、地下資源勘查等資源勘查等 ；2）生物學(xué)方面的應(yīng)用：剪切大分子、生物工程）生物學(xué)方面的應(yīng)用：剪切大分子、生物工程及處理種子等及處理種子等 ； 3）治療學(xué)方面的應(yīng)用：理療、治癌、外科、體外）治療學(xué)方面的應(yīng)用：理療、治癌

3、、外科、體外碎石、牙科等碎石、牙科等 ； 4）軍事方面的應(yīng)用等）軍事方面的應(yīng)用等 。 局部放電基本知識(shí)局部放電基本知識(shí)n非貫通性的放電稱為局部放電非貫通性的放電稱為局部放電;將引起絕緣系統(tǒng)劣將引起絕緣系統(tǒng)劣化，逐漸導(dǎo)致絕緣損壞。化，逐漸導(dǎo)致絕緣損壞。n局部放電的伴隨征兆局部放電的伴隨征兆:n-光光n-熱熱n-氣體氣體n-聲聲n-電磁波電磁波空穴空穴局部放電基本知識(shí)局部放電基本知識(shí)n三種基本的局部放電類型三種基本的局部放電類型: :介質(zhì)內(nèi)部介質(zhì)內(nèi)部 ( (空穴空穴) ) 局部放電局部放電表面局部放電表面局部放電, , 電暈放電電暈放電 超聲波檢測(cè)的必要性超聲波檢測(cè)的必要性電氣缺陷電氣缺陷 局部放

4、電等局部放電等機(jī)械缺陷機(jī)械缺陷 機(jī)械振動(dòng)等機(jī)械振動(dòng)等超聲波信號(hào)超聲波信號(hào)超聲波儀器介紹超聲波儀器介紹超聲波檢測(cè)超聲波檢測(cè)超聲波檢測(cè)超聲波檢測(cè)傳感器傳感器放大器放大器調(diào)制器調(diào)制器放大器放大器本地振本地振蕩器蕩器耳機(jī)耳機(jī)表頭表頭電暈電暈, , 爬電爬電, , 電弧和較強(qiáng)的電弧和較強(qiáng)的PDPD對(duì)空氣絕緣設(shè)備最為有效對(duì)空氣絕緣設(shè)備最為有效超聲波檢測(cè)超聲波檢測(cè)nUltraprobe 9000將探測(cè)到的超聲波將探測(cè)到的超聲波信號(hào)轉(zhuǎn)換為可聽見信號(hào)轉(zhuǎn)換為可聽見的音頻信號(hào)，通過的音頻信號(hào)，通過耳機(jī)傳到人耳，并耳機(jī)傳到人耳，并在在LCD上用一個(gè)分上用一個(gè)分成成16小段的條形圖小段的條形圖很直觀地實(shí)時(shí)顯示很直觀地實(shí)

5、時(shí)顯示聲音強(qiáng)度的變化，聲音強(qiáng)度的變化，用數(shù)字顯示頻率和用數(shù)字顯示頻率和分貝值。分貝值。 超聲波檢測(cè)超聲波檢測(cè)n該儀器的單位為dB(分貝) ，特指基于1mV的被測(cè)信號(hào)的（分貝）幅值；n例如某一信號(hào)的實(shí)際幅值為15mV, 則其分貝值為20 x log(15(mV)/ 1(mV) = 23.5 分貝（dB）。 儀器使用方法儀器使用方法儀器的使用方法na- 主儀器nb- 耳機(jī)nc-超聲掃描模塊nd-接觸式模塊ne- 橡膠探頭nf-接觸式擴(kuò)展組件ng-超聲發(fā)生器nh-充電器a儀器的使用方法Ultraprobe 9000超聲波超聲波監(jiān)測(cè)儀主機(jī)監(jiān)測(cè)儀主機(jī) 1 主機(jī)運(yùn)行開關(guān)2 電源插孔3 性能調(diào)節(jié)旋鈕（順時(shí)針

6、調(diào)大，逆時(shí)針調(diào)小）4 聲音存儲(chǔ)按鈕5 外置耳機(jī)插孔a2 13345儀器的使用方法當(dāng)當(dāng)UP9000打開時(shí)打開時(shí) ，顯，顯示面板將顯示示面板將顯示:n-強(qiáng)度水平：儀器探測(cè)到強(qiáng)度水平：儀器探測(cè)到的的dB值值 n- 頻率：儀器探測(cè)得頻頻率：儀器探測(cè)得頻率，率，UP9000可探測(cè)的可探測(cè)的頻率為頻率為20KHz-100KHz。n- 電池：顯示電池電量電池：顯示電池電量?jī)x器的使用方法具體詳見：超聲波操作手冊(cè)具體詳見：超聲波操作手冊(cè)注意事項(xiàng)檢測(cè)前應(yīng)檢查超聲儀器連接是否完好。定期對(duì)超聲儀器進(jìn)行自檢，以保證超聲儀器測(cè)量的準(zhǔn)確度。一般1周自檢一次。在站內(nèi)檢測(cè)時(shí)，一般日光燈會(huì)產(chǎn)生超聲。在對(duì)環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，若發(fā)現(xiàn)有超

7、生干擾可關(guān)閉測(cè)試周圍所有的燈后，再進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)對(duì)多個(gè)同類設(shè)備檢測(cè)時(shí)，若發(fā)現(xiàn)dB值為0或，但聽見的聲音與其它設(shè)備檢測(cè)時(shí)聽見的聲音不同時(shí)，應(yīng)進(jìn)行仔細(xì)檢測(cè)，并錄下聲音。使用非接觸式進(jìn)行設(shè)備檢測(cè)時(shí)，探頭應(yīng)可能接近設(shè)備縫隙處 。注意事項(xiàng)在檢測(cè)時(shí)應(yīng)防止超聲儀器誤碰運(yùn)行設(shè)備上的“禁動(dòng)”部位。在檢測(cè)時(shí)應(yīng)最大限度保持測(cè)試周圍的安靜，不要人為的產(chǎn)生噪音，而影響檢測(cè)的準(zhǔn)確度。對(duì)設(shè)備進(jìn)行超聲波檢測(cè)時(shí)，要分別使用接觸式和非接觸式對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)。因?yàn)楫?dāng)設(shè)備內(nèi)部有異常時(shí)，有些情況下只有一種檢測(cè)方式能檢測(cè)到。在使用非接觸式檢測(cè)時(shí)，應(yīng)使用40KHz的頻率；在使用接觸式檢測(cè)時(shí)，應(yīng)使用20KHz的頻率。北京市電力公司開關(guān)類設(shè)備狀態(tài)

8、監(jiān)測(cè)試驗(yàn)規(guī)程規(guī)定記錄單典型案例典型案例空氣絕緣的開關(guān)母線室檢測(cè)到局放空氣絕緣的開關(guān)母線室檢測(cè)到局放 空氣絕緣的開關(guān)母線室檢測(cè)到局放空氣絕緣的開關(guān)母線室檢測(cè)到局放 潮濕引起腐蝕潮濕引起腐蝕超聲波案例 1超聲波案例 2Ultraprobe 9000 非接觸方式非接觸方式由于臟污和潮氣表面爬電由于臟污和潮氣表面爬電超聲波案例 3n10kV母線嚴(yán)重污穢造成放電 超聲波案例 3n5月18日，對(duì)203進(jìn)線母線橋柜體超聲異常進(jìn)行檢修處理。n停電檢查過程中發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)柜內(nèi)及電抗器處C相母線存在較大的塵土，C相母線排積塵較其他兩相嚴(yán)重。超聲波案例 4超聲波案例 4超聲波案例 4n經(jīng)過對(duì)203柜體內(nèi)部及串抗母線排清掃

9、處理后，再次對(duì)203開關(guān)柜加壓試驗(yàn)，暫態(tài)地電壓數(shù)值與環(huán)境差值為3dB，三相超聲波信號(hào)相同且相對(duì)降低，對(duì)比清掃處理前后數(shù)據(jù)表明C相母線架構(gòu)覆蓋嚴(yán)重塵土是導(dǎo)致檢測(cè)數(shù)據(jù)異常的原因。超聲波案例 5n10kV穿墻導(dǎo)線與套管間懸浮電位造成放電 超聲波案例 5n5月23日，對(duì)202-3穿墻套管處超聲異常進(jìn)行處理。n停電檢查過程中發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)變壓器至電抗器C相穿墻套管存在由于長(zhǎng)期放電導(dǎo)致的燒痕。n對(duì)202-3C相穿墻套管處理后，加壓測(cè)試超聲正常。超聲波案例 5超聲波案例 6n35kV母線柜C相套管內(nèi)連接簧片與均壓環(huán)脫落造成放電 超聲波案例 6n初步檢測(cè)狀態(tài)監(jiān)測(cè)班在某變電站35kV開關(guān)室對(duì)302開關(guān)柜進(jìn)行檢測(cè)中，使

10、用Ultraprobe 9000超聲波測(cè)試發(fā)現(xiàn)302開關(guān)柜后柜有比較明顯的異音信號(hào)，經(jīng)定位C 相信號(hào)較為強(qiáng)烈。超聲波案例 6n跟蹤檢測(cè)在停電后由維護(hù)單位與廠家人員對(duì)該處進(jìn)行了檢查，發(fā)現(xiàn)302穿柜管C相內(nèi)母線均壓環(huán)與母線導(dǎo)體連接簧片松動(dòng)，簧片未能與均壓環(huán)良好接觸，經(jīng)過廠家處理后，進(jìn)行加壓試驗(yàn)；試驗(yàn)過程中狀態(tài)監(jiān)測(cè)班成員對(duì)302C相穿柜管進(jìn)行超聲波局放測(cè)試。常規(guī)加壓試驗(yàn)表現(xiàn)并無異常，但超聲波測(cè)試中可以監(jiān)測(cè)到明顯的放電聲音，懷疑仍存在穿柜管內(nèi)部放電現(xiàn)象。超聲波案例 6圖三：局部放電位置細(xì)節(jié)圖 圖一：C相穿柜管外觀圖 圖二：C相穿柜管內(nèi)部超聲波案例 6n分析結(jié)果在檢查過程中，狀態(tài)監(jiān)測(cè)班成員對(duì)穿柜管內(nèi)部進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn)302