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压电力传感器的原理介绍
- 2021-07-28-

  压电力传感器的压电材料作为感知电力设备放电的重要材料,广泛应用于电力设备的振动监测、温度测量、电压传感等领域。压电材料的核心是机械能和电能的相互转换。当压电材料受到机械外力如机械振动、压电力传感器、声波传导等时。晶格畸变引起极化状态的改变,并输出传感器电信号,或测量电场作用在压电材料上引起的变形,以反映电场的电压。

  声信号可以很好地与电信号耦合和转换。根据声波的激发、传播和耦合方式,压电力传感器可分为压电力传感器、声表面波传感器、电声脉冲传感器和压力波传感器。

  根据传感器耦合方式的不同,压电力传感器可分为接触式和非接触式。接触式压电力传感器主要用于监测变压器、复合电器等大型电力设备,非接触式压电力传感器主要用于检测电力电缆、开关柜等电力设备。

  由于制造工艺的限制,安装误差、内部气泡、表面裂纹等缺陷,导致局部放电。在电网的输电周期中,电力设备的局部放电主要通过压电力传感器来检测。

  电力设备内部的绝缘放电后,相应产生超声波信号,超声波信号沿着绝缘介质和金属导体传播到壳体,再通过介质传播到外部。通过在电力设备的外壳和设备附近设置压电超声波传感器,可以采集局部放电产生的超声波信号,判断电力设备的放电状态。

  此外,为了解决压电力传感器局部放电的准确定位问题,研制了由1616个阵列器件组成的平面超声相控阵压电力传感器阵列。传感器的中心频率为150千赫,带宽高达100千赫。结果表明,该传感器能够灵敏地接收和定位变压器局部放电产生的超声波信号。然而,在具体应用中,由超声波传播引起的反射和折射等复杂问题需要进一步研究。

  压电力传感器也广泛应用于电力设备内部缺陷检测。其原理是通过检测超声导波在样品中的传播特性来检测各种材料样品的宏观缺陷、组织结构和力学性能变化。灵敏度高,衰减小,定位可行。

  通过以上介绍,我们了解了压电力传感器的原理。


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