【正文】 頭。小功率超聲探頭多作探測作用。晶片的大小，如直徑和厚度也各不相同，因此每個探頭的性能是不同的，使用前必須預(yù)先了解它的性能。（2）工作溫度。主要取決于制造晶片本身。 超聲波是一種在彈性介質(zhì)中的機械振蕩，有兩種形式：橫向振蕩（橫波）及縱和振蕩（縱波）。在空氣中傳播超聲波，其頻率較低，一般為幾十KHZ，而在固體、液體中則頻率可用得較高。電致伸縮的材料有鋯鈦酸鉛（PZT）等。這類傳感器適用于測距、遙控、防盜等用途。超聲波應(yīng)用有三種基本類型，透射型用于遙控器，防盜報警器、自動門、接近開關(guān)等；分離式反射型用于測距、液位或料位；反射型用于材料探傷、測厚等。當電壓作用于壓電陶瓷時，就會隨電壓和頻率的變化產(chǎn)生機械變形?；谝陨献饔?，便可以將壓電陶瓷用作超聲波傳感器。　　室外用途的超聲波傳感器必須具有良好的密封性，以便防止露水、雨水和灰塵的侵入?！　±贸Ｒ?guī)雙壓電晶片元件振動器的彎曲振動，在頻率高于70kHz的情況下，是不可能達到此目的的。5個冪的差異會導(dǎo)致在壓電陶瓷振動輻射表面上的大量損失?！　〕暡ň嚯x傳感器可以廣泛應(yīng)用在物位（液位）監(jiān)測，機器人防撞，各種超聲波接近開關(guān)，以及防盜報警等相關(guān)領(lǐng)域，工作可靠，安裝方便，超高能聲波測距技術(shù)使超聲波測距技術(shù)有了重大的突破，它不僅拓寬了超聲波測距技術(shù)的應(yīng)用場合（適用極惡劣的工作環(huán)境），而且使用智能調(diào)節(jié)技術(shù)，大大提高了超聲波產(chǎn)品的可靠性及性能指標，讓用戶無后顧憂+175℃。它還擁有先進的遠程GSM、CDMA、互聯(lián)網(wǎng)調(diào)試功能，使得用戶隨時可以得到技術(shù)支持。因此，與電氣量測量法相比，利用非電氣量檢測法對電氣設(shè)備進行故障診斷更為有效。超聲傳感器結(jié)構(gòu)傳感器的核心元件是壓電晶片，一般采用鋯鈦酸鉛壓電陶瓷（PZT5）。局部放電是在電場作用下，絕緣體中只有局部區(qū)域發(fā)生的、尚未貫穿于施加電壓的導(dǎo)體之間放電現(xiàn)象。同時，局部放電發(fā)生時，必然伴隨超聲波信號發(fā)射，即所謂超聲發(fā)射。此外，局部放電超聲定位方法簡述如下：將超聲波傳感器分別安裝在變壓器油箱外殼的不同位置上，并在變壓器外殼接地線上接入電流傳感器；當變壓器內(nèi)部發(fā)生局部放電時，安裝在變壓器油箱外殼上的超聲波傳感器接收到局部放電點發(fā)射的超聲波信號并將其轉(zhuǎn)換為電信號。此外，超聲波在電力變壓器內(nèi)部傳播途徑及媒介和溫度對定位結(jié)果的影響是一個十分復(fù)雜的問題，有待于進一步深入研究。常見的電壓檢測、放電電流檢測、放電干擾檢測、中間電位變化檢測、直接檢測（用離子泵磁控元件傳感器），包括外殼玻璃內(nèi)壁表面的鋇吸氣計顏色變化粗略判定［!］等方法尚不能滿足現(xiàn)場要求。檢測擊穿或放電時產(chǎn)生的超聲波，即可實現(xiàn)對真空度的檢測。該檢測方法具有以下優(yōu)點：檢測裝置與真空開關(guān)之間無電氣聯(lián)接，且操作人員不需接近真空開關(guān)，安全性好；無需停電操作；可巡回檢測變電站真空開關(guān)，易于實現(xiàn)現(xiàn)場檢測診斷。 為電力變壓器繞組變形超聲檢測裝置的電氣原理框圖。此方波的寬度對應(yīng)超聲波在變壓器油箱外殼與繞組表面之間傳播往返所用的時間。比較各點實測距離與變壓器出廠時各點初值，就可以得出繞組變形情況。8 結(jié)束語隨著電力系統(tǒng)規(guī)模和容量的不斷擴大，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定與安全運行顯得越來越重要，對電氣設(shè)備的要求也越來越高。特別是在電力系統(tǒng)電氣設(shè)備故障檢測和診斷方面，超聲傳感技術(shù)不僅可實現(xiàn)目前電氣診斷方法已經(jīng)進行或尚難進行的工作，而且具有更優(yōu)良的性能和更高的可靠性，是電氣設(shè)備預(yù)防性維修和故障診斷的有效手段。~1000um，當它在大氣中傳播時，大氣會有選擇地吸收紅外輻射而使之衰減，僅有三個較小的波段（1~，3~5um，8~14um）能穿透大氣，這三個波段稱為紅外線的大氣投射窗口。故紅外線傳感器特別適用于在線監(jiān)測。它的響應(yīng)時間一般較長，在毫秒級以上，探測率也低于光子探測器2~3個數(shù)量級。與光子探測器相比，雖然其靈敏度較低，但光譜響應(yīng)寬，可從可見光到亞毫米區(qū)（~1000um），且可在室溫下工作。其極化強度會隨電場強度而增大，但在外加電壓去除后，仍有一定的極化強度，稱為自發(fā)極化強度。由于自發(fā)極化。故當熱電晶體溫度以一定頻率發(fā)生變化時，由于面束縛電荷來不及中和，晶體的自發(fā)極化強度或面束縛電荷，依然以同樣的頻率出現(xiàn)周期性變化，而在垂直于極化強度的兩端面間，產(chǎn)生一個交變電場，這種現(xiàn)象就是熱釋電效應(yīng)。如果把熱釋電材料做成表面垂直于極化方向的平行薄片，當紅外輻射入射到薄片表面時，薄片因吸收輻射而發(fā)生溫度變化，引起極化強度的變化。1938年就有人建議利用熱釋電效應(yīng)制造紅外探測器,直到1962年,，并制成紅外探測器。而熱釋電型探測器所利用的是溫度變化率，因而能探測快速變化的輻射信號。2光子探測器(1) 光電導(dǎo)探測器（光敏電阻）(2) 光伏探測器(3) 多元陣列探測器基于紅外輻射原理, 研制開發(fā)用于高壓電力設(shè)備溫度在線監(jiān)測的非接觸式傳感器；重點研究探測距離、外界熱源、被測物體表面狀況以及探測器本體溫度等因素對傳感器工作可靠性和精度的影響，給出提高傳感器工作性能的措施，這些措施包括確定合適的探測距離、采用熱源屏蔽筒屏蔽外界熱源的干擾以及采用特殊涂料消除表面狀況的影響等。因此，對電力設(shè)備溫度的監(jiān)測管理是國內(nèi)外一直進行的工作。由于被監(jiān)測對象處于高電位，沿用通常的接觸式測溫方法是很困難的，因此近幾年來，國內(nèi)外開發(fā)了一些新的非接觸型監(jiān)測裝置。還有學(xué)者提出了采用電工功能材料作為熱敏元件的測溫方案[4]。所開發(fā)的測溫傳感器具有較強的通用性，可用于各種高電壓電力設(shè)備中接頭或其它部位溫度的在線監(jiān)測。黑體的光譜輻射特性可以通過理論計算得出，圖1 為黑體輻射的波譜圖，記錄了黑體在不同溫度下向外發(fā)射的各段波長及其強度。根據(jù)基爾霍夫定律：a+b+c=1 （2）式中 a 為吸收率；b 為反射率；c 為穿透率。這會增加傳感器探測難度并影響測量精度。由于紅外輻射能量微弱，為防止在大氣傳輸中的損失，考慮到大氣窗口(大氣對某些波段的紅外線吸收甚少)存在2~， 3~5mm，8~14mm三個波段，結(jié)合被測溫度的要求，選取8~14mm 的頻帶寬度。氣體傳感器是一種將氣體的成份、濃度等信息轉(zhuǎn)換成可以被人員、儀器儀表、計算機等利用的信息的裝置！氣體傳感器一般被歸為化學(xué)傳感器的一類，盡管這種歸類不一定科學(xué)。B、利用物理性質(zhì)的氣體傳感器：如熱傳導(dǎo)式、光干涉式、紅外吸收式等。1可燃氣體可燃氣體是石油化工等工業(yè)場合遇到最多的危險氣體，它主要是烷烴等有機氣體和某些無機氣體：如一氧化碳等。實際上，這種混合物也不是在任何混合比例上都會發(fā)生爆炸而要有一個濃度范圍。為安全起見，一般我們應(yīng)當在可燃氣體濃度在LEL的25%或以下和50%時發(fā)出警報，這里，25%LEL稱作低限報警，而50%LEL稱作高限報警。目前，對于特定的有毒氣體的檢測，我們使用最多的是專用氣體傳感器。此種原理的傳感器幾乎已被淘汰，用戶在選用此種傳感器時要極為慎重。如測量H2S的YSTAuWO測量NH3的NH+4CaCO3等。電化學(xué)傳感器的構(gòu)成是：將兩個反應(yīng)電極工作電極和對電極以及一個參比電極放置在特定電解液中（如上圖如示），然后在反應(yīng)電極之間加上足夠的電壓，使透過涂有重金屬催化劑薄膜的待測氣體進行氧化還原反應(yīng)，再通過儀器中的電路系統(tǒng)測量氣體電解時產(chǎn)生的電流，然后由其中的微處理器計算出氣體的濃度。 PID可用于各類使用、生產(chǎn)、存儲、運輸各類有機化合物企業(yè)的安全衛(wèi)生。%左右。應(yīng)用中，監(jiān)測設(shè)備的自身故障較多，其中，傳感器和測量單元占了較大的比例另外，用戶在選用在線監(jiān)測裝置時，往往忽視了有些監(jiān)測裝置本身固有的維護量要求。燃料電池氣體傳感器成功應(yīng)用于變壓器油中氣體在線監(jiān)測已有近30年的歷史，但由于傳感技術(shù)的瓶頸，效果一直不理想?！〈嬖诘膯栴}燃料電池型油中氣體在線監(jiān)測裝置是全世界范圍內(nèi)用戶最廣、使用數(shù)量最多的在線監(jiān)測裝置(近3萬套安裝使用)，有許多成功的案例，獲得了廣泛認可。由于任何油中氣體在線監(jiān)測都離不開油氣分離，膜的變形或破損實際上存在于所有使用膜分離技術(shù)的在線監(jiān)測裝置中。2　新型燃料電池氣體傳感器的結(jié)構(gòu)及特點是新型一體化燃料電池氣體傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。一體化燃料電池氣體傳感器最突出的特點是油氣分離、氣體檢測和溫度補償完全是自發(fā)進行，無需外界干預(yù)和激發(fā)，整體來說屬于無源器件。3　新型燃料電池氣體傳感技術(shù)在在線監(jiān)測裝置中的應(yīng)用　可靠性的提高新型復(fù)合式油氣分離膜的開發(fā)成功克服了過去油氣分離膜不能耐真空負壓的技術(shù)難關(guān)，極大地提高了氣體傳感器的可靠性。它既保留了本體高分子膜的透氣性能，又具備了金屬材料的機械性能。其中，損壞傳感器的自我測試，結(jié)果會顯示：立即更換傳感器。表1　選擇性燃料電池傳感器與復(fù)合氣體傳感器的性能比較傳感器的高可靠性還得益于近十幾年來材料科學(xué)的發(fā)展，例如，早期氣體傳感器有中毒現(xiàn)象，即油中大量的一氧化碳氣體會降低傳感器的靈敏度，現(xiàn)已通過合金電催化劑得到了解決。(2)在運行周期內(nèi)無需進行校準，也就是說，傳感器本身有足夠的穩(wěn)定性，在長期偏差允許的范圍之內(nèi)不需要再進行校準。型傳感器零漂隨時間的變化4　燃料電池技術(shù)與氣相色譜技術(shù)產(chǎn)品的比較目前，市場上常見的油中氣體在線監(jiān)測裝置主要有兩種，它們分別采用氣象色譜技術(shù)和燃料電池氣體傳感技術(shù)，兩者各有特點。因其構(gòu)件、單元復(fù)雜，這對其零部件的可靠性要求是一個很大的挑戰(zhàn)。從表2可以看出，在線氣象色譜儀維護要求高，它適合于需要重點呵護的變壓器而燃料電池在線監(jiān)測裝置基本上不需要維護，成本(購買及使用成本)低，因此適合于作為更多變壓器的看門狗或哨兵。5光學(xué)傳感器光纖光柵傳感器（Fiber Bragg Grating Sensor）屬于光纖傳感器的一種，基于光纖光柵的傳感過程是通過外界物理參量對光纖布拉格（Bragg）波長的調(diào)制來獲取傳感信息，是一種波長調(diào)制型光纖傳感器。 按照用途來分類（1）光纖光柵應(yīng)變傳感器此種傳感器是在工程領(lǐng)域中應(yīng)用最廣泛，技術(shù)最成熟的光纖傳感器。 (2)光纖光柵溫度傳感器　　溫度是國際單位制給出的基本物理量之一，是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)實驗中需要經(jīng)常測量和控制的主要參數(shù)，同時也是與人們?nèi)粘Ｉ蠲芮邢嚓P(guān)的一個重要物理量。而且多個光纖光柵組成的溫度傳感系統(tǒng)，采用一根光纜，可實現(xiàn)準分布式測量。應(yīng)用分辨率為lpm的解碼儀進行解調(diào)可獲得很高的溫度分辨率，而如果因為設(shè)備的限制，采用分辨率為0. 06nm的光譜分析儀進行測量，其分辨率僅為6度，遠遠不能滿足實際測量的需要。 (4)光纖光柵加速度計:　　1996年，美國的Berkoff等人利用光纖光柵的壓力效應(yīng)設(shè)計了光纖光柵振動加速度計。加速度傳感器由兩個矩形梁和一個質(zhì)量塊組成，質(zhì)量塊通過點接觸焊接在兩平行梁中間，光纖光柵貼在第二個矩形梁的下表面。哈工大歐進萍等人相繼開發(fā)出了光纖光柵拉索壓力環(huán)和光纖光柵冰壓力傳感器，英國海軍研究中心開發(fā)了光纖光柵土壤壓力傳感器，用以監(jiān)測公路內(nèi)部的荷載情況。按照光纖光柵沿軸線方向纖芯折射率分布變化的規(guī)律特征來分，通常分為均勻周期和非均勻周期兩大類。光源發(fā)出的基本光強為J0，光束經(jīng)過起偏器后成為線偏振光，在磁場的作用下發(fā)生方位角旋轉(zhuǎn)，經(jīng)過檢偏器入射到光探測器，其中起偏器與檢偏器之間的夾角為45176。這就是說在1．3 l um波長處，單模光纖的總色散為零。光纖連接分為永久性融焊連接和活動連接(可拆卸連接)兩種?；顒舆B接器是指兩個連接器插頭加一個轉(zhuǎn)換器，即三個主要組成部分：中心對準部件，兩個相同的帶兩根尾纖的插入件，如圖3．2所示。此外軸線的偏差應(yīng)在芯子直徑的P分之一以下。連接器的插針部件使用中，不能旋的太緊，否則會影響端面的禍合，增加連接器的插人損耗；插針的外圓與纖芯必須高度同心。活動連接器插針體端面是弧狀的．反射很小。(a)連接前的活動連接囂(b)組裝后的活動連接器圖3．2與外圓高度同心的小孔。把光纖接頭連接在一起，從而使光纖接通的器件稱為轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器俗稱法蘭盤。常溫、單模使用的情況下端面反射損耗為0 2 dB左右。R為5 MQ限流水電阻， C為50 pF耦合電容。每次實驗環(huán)氧樹脂板上面靠近邊緣處放置(Dl x5 mm銅絲。進行實驗的