2和控制面板3,在变压器油箱侧壁上设有 至少6个声测探头，各个声测探头在所述油箱的侧壁上随机布置。
[0041] 各个声测探头各自通过一个采集器连接一个信号转换通道板4,各个信号转换通 道板4通过总线12连接于中央控制器1 ;信号转换通道板4(图2)包括依次连接的前置放 大器5、采样保持器6、A/D转换器7、高速缓冲存贮器8,前置放大器5的输入端用于从声测 探头接收信号，高速缓冲存贮器8的输出端用于连接中央控制器1。高速缓冲存贮器8为 128K存贮器，总线12包括数据总线、数据总线和地址总线。微处理器2的输出端连接有绘 图机9、磁盘机10和显示器11，用于输出和显示计算结果。
[0042] 各个信号转换通道都由中央控制器1通过内部数据总线来控制，可同时采集信 号。中央控制器1的状态控制和若干操作命令可由控制面板3设定或通过微处理器2控制 进行。
[0043] 超声波信号经由采集器转换成模拟信号，模拟信号输入至信号转换通道板4,由信 号转换通道板4的前置放大器5对其进行放大、A/D转换器7转换成数字信号，这些数字信 号在操作控制下送入128kB的高速缓冲存贮器8中暂存。当模拟信号转换完毕后，在中央 控制器1的作用下，将"写"态变为读态。在读态状态下，这些暂存在128K存贮器中的数字 信号依次反复读出，由D/A转换电路将数字信号变成模拟信号输出。
[0044] 在微处理器2的控制下，"读"态状态下的数字信号可分时进入微处理器2内存。这 些数字信号可由专门的软件进行分析处理，其原始信号，中间处理结果及最终处理结果都 可送入磁盘永久贮存，这些信息在需要时也可以从磁盘中调出送入128K高速缓冲存贮器8 中。
[0045] 信号转换通道板4是完成模拟信号变为数字信号并进行信息暂存的实体，它由前 置放大器5、采样保持器6、A/D转换器7、高速缓冲存贮器8这几部分组成。
[0046] 前置放大器5工作带宽为DC:0~200kHz，AC:20~200kHz，有五档增益控制，输 入电压范围为±0.IV、±0.3V、±1V、±3V、±10V，其输入阻抗大于1ΜΩ，采用高阻隔离输 入方式。由二片高速集成运放组成。
[0047] 采样保持器6是一个具有信号输入，信号输出以及外部指令控制的模拟门所组成 的电路，它具有两个稳定的工作状态：（1)采样跟踪状态，在此期间，它尽可能快地接受输 入信号并忠实地跟踪它直到接到保持指令；（2)保持状态，对接到保持指令的前一瞬间的 信号进行保持。一般来说，理想的采样、保持是不易实现的。在上图的采样保持器6中，采 用了二片高速集成运放，以但尽量加快建起时间，减少电容的泄漏，为了减少探测时间及保 持一一采样瞬态对A/D转换精度的影响，电路采用了在时序上避开瞬变（尖峰）期的办法。
[0048] A/D转换器7是本发明的关键部件，它的最快转换速率为0. 5μs，超声定位系统的 A/D转换采用了逐次比较法，主频为10MHz，分十个节拍完成采样一一转换一一转贮三个环 节的工作。逐次比较寄存器采用了 74S系列的高速TTL集成块。
[0049] 高速缓冲存贮器8,128K存贮器是A/D的缓冲记忆装置，A/D每完成一次转换，就 把转换结果送入该128K高速缓冲存贮器8,在总线12的控制下，除了可将A/D结果送入存 贮器外，也可将计算机发出的数据送入该存贮器或者把存贮信号读入计算机。计算机与存 贮器的数据交换速率可达100kB/s。
[0050] 各个通道板共享数据总线、数据总线和地址总线，这些总线12分别由中央控制器 1和微处理器2发现的时序脉冲和操作命令来控制
[0051] 中央控制器1与面板控制开关组成仪器时序与控制命令、控制状态的中央枢纽。
[0052] 设置于控制面板3的时序发生器用来提供给A/D转换器7各种操作脉冲，A/D转换 器7在这些节拍脉冲的控制下完成采样一一保持一一转换一一存贮的全过程。时序发生的 工作由时钟及分频延时器控制进行，时钟的主频为10MHz，分频延时器由四个十进制计数器 组成，初值可由面板上的拔号盘人工设置。按"总清"时拔号盘上的预定值即打入计数器， 这一设定值为延时时间。延时时间打入计数器后，若在分频工作状态下，还须将分频时间由 同一拔盘，另行预置。当仪器启动工作时，采样速率则按拨号盘上预置的数进行。
[0053] 设置于控制面板3的前置/延时开关可选择两种不同的信号触发方式。前置状态， 即保存信号到达前若干采样点的信息，保存的个数可由软件确定。前置状态下，信号的触发 方式为通道之间相互触发，信号触发的门坎可由"触发电平"旋钮人工设定。当路信号中某 路信号超出触发门坎时，信号幅度鉴别器发出一负脉冲使信号状态指示器翻转，通过中断 方式通知计算机。在信号到达前，系统转换是在进行的，此时存贮器的地址序列可以认为一 环（loop)，当计算机得到中断信号后，立即将信号到达时的地址取回计算机，这一地址与软 件设定的前置时间运算后，将停机地址发回比较器，当存贮器地址与停机地址相符时，比较 器则发一停机指令，使整机停止A/D转换，完成了在前置方式下触发启动工作周期。延时触 发状态是通过外同步信号进行启动时，才启动系统开始工作。所有开关设置全部程序控制。
[0054] 计算机可对每一信号转换通道板4的高速缓冲存贮器8分别进行读写操作，存贮 器有三种工作方式（1)A/D缓存；（2)计算机读写；（3)D/A输出。
[0055] 本实施例还提供一种应用上述装置对变压器局部放电进行超声波检测及精确定 位的方法，用设置在变压器油箱上的声测探头测量局部放电产生的声波，通过信号转换通 道板4各探头接收到声波信号的时间输送至中央处理器，由中央处理器计算出放电点所在 位置的坐标。本实施例采用双曲面定位计算法，选用声触发的检测系统，在分布于油箱各 侧面的所有声测探头阵列中，选用以第一个声信号到达时一路声信号触发其余声信号，测 量系统开始采样工作，通过测量后序到达的局放声信号不同的传播时间和传感器的几何位 置，就可以进行放电点位置计算。定位时选择某探头作为该阵的参考探头，以此为基准，测 定同一声发射信号传播到其余各探头时对应于它的相对时差。由几何定理可知：与两定点 的距离之差等于定值的点的轨迹，在平面上是双曲线；在三维空间是双曲面，因此上式称为 双曲面方程，满足该方程的点就是双曲面上的点。
[0056] 在变压器油箱各侧面分布设置声测探头阵列中，设第一个接收到声信号的声测探 头为参考探头，由参考探头发出的声信号触发其余声测探头，参考探头和其余各个声测探 头被触发启动的时间由各自对应的采样部件获取后送入系统，并由系统记录；
[0057] 将参考探头和其余声测探头中的各个探头为依次组合为一组探头对，以各组探头 对为焦点、以该组探头对所包括的两个探头被触发启动的时间差为定值，逐个求出所有探 头对所对应的双曲面，求得的各个双曲面的交点即为放电源的位置，求各个双曲面交点的 具体步骤包括（图4):
[0058] 步骤1，计算超声波在油箱的传播速度V，由于超声波的传播速度与介质属性以及 其温度相关。因此要准确定位，需要在定位计算前进行超声波等效波速准确测量。进行测 量前，设定坐标系（图3)。其中，该坐标系0点代表变压器箱体下部角落，X轴代表变压器 长箱沿方向，Y轴代表变压器高度方向，Z轴代表变压器短箱沿方向。在变压器箱壁一侧设 立超声波发射源，其作用为发出频率固定，信号强度大的超声波信号。计算超声波在油箱的 传播速度V的具体方法为：
[0059] 步骤11，在油箱的一侧设立超声波发射源F，超声波发射源F的坐标为（xf，yf， zf)；
[0060] 步骤12,设置在油箱侧壁上的m个声测探头的坐标为（Xl、yi、Zl);
[0061] 步骤13,超声波探头与超声波发射源之间的距离（
[0062] 步骤14,超声波发射源所发出声波到各个声测探头的传播速度 超声波发射源发出信号与第i个声测探头接收到信号的时间差；
[0063] 步骤15,求m个传播速度Vi的平均值作为超声波在油箱的传播速度V。
[0064] 步骤2,放电源声信号到达各探头Si传播时间的方程f
其中，i= 1，2,3......，m-1，m，m是声测探头总数，各个探头5;的坐标为（X;，y;，zj，放电点 P所在位置的坐标为（x，y，z);
[0065] 步骤3,设参考探头为Si，则其余声测探头S2,……SJ妾收到声信号的时间相对于 参考探头Si接收到声信号的时间差为：
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