华科大无损检测新技术课件07-4高压输电线检测机器人

高压输电线检测机器人-研究背景钢芯铝绞线钢丝铝丝（a）钢芯铝绞线截面(b)钢芯铝绞线照片钢芯铝绞线高压输电线检测机器人-常用方法目测法光学法航测法漏磁法电磁辐射测量方法涡流检测法红外检测法

高压输电线检测机器人-研究思路鉴于输电线的特点，小型、非接触传感器将得到发展和应用。鉴于射线探伤存在小型化及安全等方面的问题，目前还不太可能用于输电线检测。前面提到的几种检测方法各有不同的优缺点：巡线目测简便易行，但由于人眼的局限性，一方面不可能发现输电线上部缺陷和内部缺陷；另一方面由于巡线工人的疲劳及疏忽等原因也会漏掉一些外部缺陷。摄像与航测同样存在上面的问题而且还需很大的费用。电涡流与漏磁检测虽然各有缺点，但两者的结合正好可以取长补短。在对铁磁材料的检测上漏磁检测较有优势，可用于对钢芯铝绞线的钢芯及地线的检测。电涡流检测由于受趋肤效应的影响，涡流渗透深度一般都不是很大。在相对磁导率为1，电导率为1.7×1017sec－1的铝板中，130Hz激励信号的渗透深度为10毫米。高压输电线的铝绞线厚度在8毫米左右，铁磁材料的渗透深度更小，因此电涡流方法主要用来对铝绞线进行检测。

高压输电线检测机器人-漏磁原理1钢芯2永久磁铁3霍尔元件4导磁连接体钢芯断股检测原理1324LδNSSN高压输电线检测机器人-涡流原理电涡流检测方法分析的是交变电磁场问题。电涡流检测时，不必要求线圈与被测体紧密接触，也不必在线圈和试件间充填耦合剂，从而容易实现自动化检测，对管、棒、丝材表面缺陷的检测有很高的速度和效率。受电涡流趋肤效应的影响，电涡流检测方法主要用来检测导线的铝绞线。研制电涡流传感器的目的就是要使检测线圈输出电压的变化只与缺陷情况有关，而将其它影响线圈输出电压变化的因素尽可能减小；在本课题中要使涡流探头对缺陷有最好的灵敏度，并有尽可能大的检测深度。

高压输电线检测机器人-检测传感器设计电涡流检测激励频率的选定

深27深22深25深25.74311141228012270150铝棒试样F1F2F3F4F5F6F7普通激励线圈输电导线线圈贯通型激励线圈原理输电导线线圈高压输电线检测机器人-检测传感器设计(a)激励频率600Hz(b)激励频率400Hz穿过式探头检测信号F1F2F3F4F6F2F4F6高压输电线检测机器人-检测传感器设计（a）激励频率250Hz(d)对图C放大处理(c)激励频率3kHz(b)激励频率500Hz普通探头检测信号F1F2F3F4F6F1F2F3F4F5F6F1F2F3F4F5F6F1F2F3F4F5F6高压输电线检测机器人-检测传感器设计acb330402试样导线上缺陷位置经过反复试验发现，当频率在25K赫兹左右时电涡流传感器对输电导线的铝导线缺陷最为敏感。利用文氏振荡电路产生频率为25ＫＨｚ的正弦波，此正弦波经功率放大即可直接驱动激励线圈。在EMT-I型输电线路导线损伤检测仪制作完成后又重新对激励频率进行了试验。

高压输电线检测机器人-检测传感器设计不同频率试验波形激励频率8000Hz激励频率25000Hz时的波形激励频率100kHz激励频率24995Hz（检测仪实测）acbcbcbcbabbcc激励频率120kHz激励频率4000Hz高压输电线检测机器人-检测传感器设计涡流探头结构设计励磁装置结构设计检测传感器与信号调理电路设计

高压输电线检测机器人-检测传感器设计1激励线圈2集成霍尔元件3检测线圈4钢芯铝绞线5衔铁6柔性连接7探头8传感器外壳9永久磁铁检测传感器结构高压输电线检测机器人-检测传感器设计A/D转换PC/104CPU模块集成霍尔元件激励电路模拟信号预处理电路导线信号处理与数据采集原理图高压输电线检测机器人-检测系统无线调制解调器无线调制解调器显示器键盘电机信号预处理电路信号采集电路PC/104CPU模块控制电路输电导线地面计算机激励电路编码器

a空中部分（检测小车）b地面部分输电线检测系统框图探头电源从动轮高压输电线检测机器人-检测系统PC104计算机模块串口EPP增强并口数据采集电路电机无线调制解调器双向并口电机控制电路计算机系统高压输电线检测机器人-检测系统地面计算机软件系统参数设定数据分析历史结果数据读取发送数据接收控制信号小波压缩接收数据发送控制信号缺陷识别检测小车软件系统参数设定波形显示实时检测软件系统离线数据分析软件系统软件框图高压输电线检测机器