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原文传递一种适用于GIS绝缘件内部缺陷的超声检测系统

专利名称：	一种适用于GIS绝缘件内部缺陷的超声检测系统
摘要：	本发明公开了一种适用于GIS绝缘件内部缺陷的超声检测系统，包括电源模块、DSP模块、隔离驱动模块、超声发生模块、超声接收模块和串口通信模块，所述电源模块包含高压电源电路和低压电源电路，所述隔离驱动模块包括隔离驱动电路，所述超声发生模块包括超声激励电路，所述超声接收模块包括限幅保护电路、可调放大电路、带通滤波电路和A/D转换电路。本发明可同时支持两个探头对GIS绝缘件进行检测试验，具有检测成本小、检测效率高、检测带宽和增益可调、检测灵敏度高等优点。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	广东;44
申请人：	华南理工大学
发明人：	郝艳捧;郑尧;何伟明;田方园;邹舟诣奥;阳林
专利状态：	有效
申请日期：	2019-10-25T00:00:00+0800
发布日期：	2019-12-27T00:00:00+0800
申请号：	CN201911021871.0
公开号：	CN110618195A
代理机构：	广州市华学知识产权代理有限公司
代理人：	裴磊磊
分类号：	G01N29/04(2006.01);G;G01;G01N;G01N29
申请人地址：	510640 广东省广州市天河区五山路381号
主权项：	1.一种适用于GIS绝缘件内部缺陷的超声检测系统，其特征在于，包括DSP模块、电源模块、隔离驱动模块、超声发生模块、超声接收模块和串口通信模块组成；所述电源模块包括高压电源电路和低压电源电路；所述高压电源电路中的元器件包括保险丝、热敏电阻、压敏电阻、安规电容、抗干扰磁环、整流桥、π型滤波、升压芯片和高压输出电解电容；其中，保险丝、热敏电阻和压敏电阻用于对整个系统进行短路保护、过热保护和过电压保护；安规电容和抗干扰磁环用于减小电源噪声和尖峰干扰、降低系统辐射；整流桥和π型滤波用于将交流市电进行全波整流后滤波成直流电；升压芯片和高压输出电解电容用于将输出整流后的直流电升压到指定电压并稳定输出；所述低压电源电路包括反激变换电路和极性反转芯片，反激变换电路中的元器件包括反激变压器、反激二极管、变压器控制芯片和低压输出电解电容；所述DSP模块包括DSP片内电压转换电路和DSP的时钟激发电路；所述隔离驱动模块包括隔离驱动电路；所述超声发生模块包括超声激励电路；所述超声激励电路中的元器件包括MOSFET、反压电容和反压二极管；所述超声接收模块包括限幅保护电路、可调放大电路、带通滤波电路和A/D转换电路；所述限幅保护电路中的元器件包括反压电容、两个并联的稳压二极管和保护电阻；所述可调放大电路包括运算放大器及其匹配电阻和可控增益集成运放及其匹配电阻；所述串口通信模块包括通讯芯片和电荷泵电容。 2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述保险丝采用3.15A/310V延迟型保险丝，保险丝封装采用微型封装；所述热敏电阻采用负温度系数的热敏电阻；所述压敏电阻采用10D561K；所述整流桥采用KBL410K全波整流模块；所述π型滤波为LCC型滤波电路，放置在整流桥的输出端，包含两个插件电容和一个磁环电感，两个插件电容均为聚酯薄膜电容；所述升压芯片采用PFS7624C。 3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述抗干扰磁环包括一小一大两个磁环，小磁环为大小为100μH的自制电感，大磁环为大小为20mH的自制电感，小磁环放置在大磁环的前端。 4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述反激变压器包含初级线圈、第一次级线圈和第二次级线圈，初级线圈为线径0.32mm的漆包线，匝数为54匝；第一次级线圈为8匝，线径为0.65mm的三层绝缘线；第二次级线圈为3匝，线径为0.65mm的三层绝缘线；初级线圈、第一次级线圈和第二次级线圈均采用“三明治”绕法。 5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述反激二极管采用超快恢复二极管ES2J；所述变形器控制芯片采用LYT6068C；所述极性反转芯片为ILC7660。 6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述低压输出电解电容包括第一低压输出电解电容和第二低压输出电解电容，第一低压输出电解电容接在变压器第一次级线圈的输出端，第二低压输出电解电容接在变压器第二次级线圈的输出端。 7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，DSP采用TMS320F28335；所述DSP的时钟激发电路是由30MHz外部晶振通过DSP内部振荡器和锁相环模块构成；所述隔离驱动模块的隔离驱动电路主要由光耦TLP521构成； MOSFET采用IRF830，反压电容采用3.3nF/630V，反压二极管采用反向耐压1kV的M7GPP；反压电容规格为3.3nF/630V，稳压二极管1SMB5918BT3G，保护电阻大小500Ω。 8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，运算放大器采用MAX4104；可控增益集成运放采用集成运放AD603；带通滤波电路采用以MAX4106和阻容网络构成的二阶压控电压源带通滤波电路； A/D转换电路采用AD2893模数转换芯片。 9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，通讯芯片采用MAX3232芯片，电荷泵电容为五个0.1uF的外部小尺寸电荷泵电容。 10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述超声检测系统对GIS绝缘件进行检测的过程为：将上位机与超声检测系统相连接，超声探头接入超声检测系统，超声检测系统的高压电源电路与220V交流市电接通；通过上位机控制DSP输出一定频率的PWM，PWM经过隔离驱动电路控制超声激励电路中的MOSFET以相应频率开断，得到相应频率的-400V脉冲波，-400V脉冲波激励超声探头得到超声波，实现超声波的发出；调节超声接收模块的可调放大电路匹配电阻，得到所需超声接收信号；观察并分析超声接收信号是否满足要求；如果不满足需求，实时调节高压脉冲频率或接收增益，直到达到所需波形；对得到的波形进行并保存相应的数据。
所属类别：	发明专利