一种基于磁声发射技术断路器弹簧缺陷检测装置的制作方法

本发明属于断路器技术领域，更具体的说是涉及一种基于磁声发射技术断路器弹簧缺陷检测装置。

背景技术：

在气动-弹簧操作机构、弹簧操作机构等断路器中，操作弹簧作为断路器的操作动力对其运行性能及可靠性具有重要作用，由于弹簧在断路器中处于压缩或拉伸的变动载荷下工作，长期使用不可避免地出现疲劳老化、变形甚至断裂现象。随着断路器器服役年限的延长，其操作弹簧疲劳问题将逐渐突出。近年来，已发生多起因操作弹簧性能劣化、断裂造成的断路器故障。

储能电机电流检测主要发现储能电机问题，无法直观反映断路器弹簧故障；jeong-hyunsohn等对断路器储能弹簧进行静态和动态的受力状态进行试验，并与仿真模型进行了对比，但其试验过程需要将弹簧拆卸进行离线检测，无法在断路器的运行和动作过程中对弹簧的状态进行检测。

因此，如何提供一种基于磁声发射技术断路器弹簧缺陷检测装置是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种基于磁声发射技术断路器弹簧缺陷检测装置，在对断路器弹簧的损伤状态进行检测时，采用磁声发射技术进行探测，从而可以准确地判断储能弹簧是否存在缺陷和缺陷发生的位置以及缺陷损伤情况。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于磁声发射技术断路器弹簧缺陷检测装置，包括：断路器弹簧、信号发射系统、激励线圈和接收线圈、换能器和检测装置；所述激励线圈与所述接收线圈分别缠绕在所述断路器弹簧的两端，所述信号发射系统与所述激励线圈相连接，所述换能器与所述接收线圈相连接，所述信号发射系统与所述检测装置相连接；所述换能器依次通过前置放大器、主放大器与所述检测装置相连。

优选的，所述主放大器与所述检测装置间设置有滤波器，所述主放大器与所述滤波器相连，所述滤波器通过a/d转换器与所述检测装置相连。

优选的，所述断路器弹簧外侧设置有外壳，所述外壳顶端安装有挡板，所述挡板内安装有铷磁铁。

优选的，所述换能器环绕于所述接收线圈外侧。

优选的，所述检测装置具有缺陷报警功能。

本发明的有益效果在于：

由于工作中的断路器储能弹簧的表面会产生铁锈、漆皮等影响储能弹簧钢丝表面平整性的物质，本发明中采用磁声发射技术进行探测法克服了传统的超声波探伤法需将待测物体表面清理打磨的限制，从而大大提高了检测效率；并且在对断路器弹簧的损伤状态进行检测时，采用磁声发射技术进行探测，从而可以准确地判断储能弹簧是否存在缺陷和缺陷发生的位置以及缺陷损伤情况；与此同时，在检测装置安装好之后，检测时不需要断路器退出运行，并且在日常变电站巡检时，使用检测设备进行检测即可，操作简单方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明的结构框图。

图2附图为本发明断路器弹簧的结构示意图。

其中，图中，

1-断路器弹簧；2-激励线圈；3-接收线圈；4-换能器；5-外壳；6-挡板；7-铷磁铁。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅附图1-2，本发明提供了一种基于磁声发射技术断路器弹簧缺陷检测装置，包括：断路器弹簧、信号发射系统、激励线圈和接收线圈、换能器和检测装置；激励线圈与接收线圈分别缠绕在断路器弹簧的两端，信号发射系统与激励线圈相连接，换能器与接收线圈相连接，信号发射系统与检测装置相连接；换能器依次通过前置放大器、主放大器与检测装置相连。

在另一种实施例中，断路器弹簧外侧设置有外壳，外壳顶端安装有挡板，挡板内安装有铷磁铁。将断路器弹簧置于外壳内，不仅实现了对断路器的导向作用，而且能够起到对断路器弹簧的保护作用；在挡板内安装铷磁铁，能够使激励线圈接收的激励信号，在铷磁铁、断路器弹簧和激励线圈的共同作用下产生超声波信号。

通过检测装置对信号发射系统给定信号发射指令，信号发射系统向激励线圈发出频率、周期数和幅值可调的正弦激励信号，在钕磁铁、断路器弹簧和激励线圈的共同作用下产生超声波信号，超声波信号沿着断路器弹簧的钢丝传播，遇到断路器弹簧的钢丝内部或表面存在的损伤即发生超声波反射，并且沿着断路器弹簧的钢丝传播的超声波信号和由于断路器弹簧的钢丝存在损伤而发生反射的超声波信号传播至接收线圈时，接收线圈在换能器的作用下转换为电信号；通过检测装置对信号接收系统给定信号接收指令，前置放大器和主放大器对第四步产生的电信号进行放大和量化采样，最后将量化的信号上传至检测装置进行分析处理。得出缺陷检测结果。

在另一种实施例中，主放大器与检测装置间设置有滤波器，主放大器与滤波器相连，滤波器通过a/d转换器与检测装置相连。滤波器根据信号发射系统所设定的方波激励信号频率设定中心频率；前置放大器和主放大器均采用宽频带放大器，频率范围为100khz-1mhz；a/d转换器的采用量化位宽为16位，采样速率为10ms/s，将量化后的信号上传至检测装置进行分析处理。

在另一种实施例中，换能器环绕于接收线圈外侧。能够将接收线圈接收的超声波信号转换为电信号，转换准确率高。

在另一种实施例中，检测装置具有缺陷报警功能，当检测装置检测出断路器弹簧存在缺陷损伤时，发出报警信号，以提醒检测人员。

由于工作中的断路器储能弹簧的表面会产生铁锈、漆皮等影响储能弹簧钢丝表面平整性的物质，本发明中采用磁声发射技术进行探测法克服了传统的超声波探伤法需将待测物体表面清理打磨的限制，从而大大提高了检测效率；并且在对断路器弹簧的损伤状态进行检测时，采用磁声发射技术进行探测，从而可以准确地判断储能弹簧是否存在缺陷和缺陷发生的位置以及缺陷损伤情况；与此同时，在检测装置安装好之后，检测时不需要断路器退出运行，并且在日常变电站巡检时，使用检测设备进行检测即可，操作简单方便。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。