非接触式超声局放仪测评平台：应用与评估

5.3.3.1平台简介

非接触式超声局放仪的测评平台为超声局放仪的性能考核校验工作提供校验平台。该平台能有效防止空间信号的干扰，具备对超声局放仪的可用性、灵敏度、量程、方向性等性能指标的测评能力。

搭建图5-46所示的非接触式超声局放仪的测评平台。主机通过软件设定所要发生的超声信号特征，该超声信号通过声发射卡和40kHz超声换能器产生并发射出来，检测设备放置在距离40kHz超声换能器一定距离处。

图5-46 非接触式超声局放仪的测评平台

其中使用的超声信号为典型的声发射波形，如图5-47所示，频率为40kHz，脉冲间隔为20ms。

图5-47 非接触式超声测评的声发射波形

在测评过程中，为防止地面阻挡、反射对超声读数造成影响，始终将超声换能器和非接触式超声局放仪放置在距离地面1m高的空气中，并将局放仪正对着超声换能器。

5.3.3.2测评指标

1.灵敏度

将检测设备放置在距离40kHz超声换能器2m处，并在检测设备前20cm处设置高度为10cm的声阻挡（材质为泡沫塑料，用于模拟开关柜内部超声因阻挡而出现的反射、吸收等现象导致的超声能量损失）。从零开始逐渐调节换能器输出的超声值，直到非接触式超声局放仪检测到明显的变化，则该换能器输出的超声值被认为是非接触式超声检测的灵敏度。

2.量程(www.xing528.com)

在室内，关闭所有可能带来干扰影响的干扰源（例如荧光灯、空调、风扇等），测试非接触式超声局放仪的最小读数，即最小量程。将换能器输出的超声值调节至最大，并将检测设备直接贴紧换能器，测试非接触式超声仪的最大读数，即最大量程。

3.方向性

方向性测评方法如图5-48所示，将检测设备放置在以40kHz超声换能器为中心的不同距离和方向处，正对着超声换能器方向上布置位置②、⑤、⑧；与超声源差+30°角方向上布置位置③、⑥、⑨；与超声源差-30°角方向上布置位置①、④、⑦。调节超声换能器输出的超声值（即调节超声换能器辐射声压）的大小到合适后固定。一般来说，超声换能器输出的超声值设定为100dB。记录不同距离和方向处的检测设备超声读数，对非接触式超声局放仪的方向性进行测评。

5.3.3.3测评案例

云南电科院对两款便携式检测设备（下面分别用设备A、设备B表示）进行测评。以方向性测评为例详细介绍。结果见表5-11。

图5-48 方向性测评方法

表5-11 方向性测评结果

设备A：内置传感器正对着超声源方向上检测到的超声波幅值平均为37.3dB，与超声源偏差+30°角方向上检测到的超声波幅值平均为21.7dB，与超声源偏差-30°角方向上检测到的超声波幅值平均为24.3dB。外置聚焦型传感器正对着超声源方向上检测到的超声波幅值平均为37.7dB，与超声源偏差+30°角方向上检测到的超声波幅值平均为14.7dB，与超声源偏差-30°角方向上检测到的超声波幅值平均为15.3dB。外置可弯曲型传感器正对着超声源方向上检测到的超声波幅值平均为38.33dB，与超声源偏差+30°角方向上检测到的超声波幅值平均为23.7dB，与超声源偏差-30°角方向上检测到的超声波幅值平均为26.3dB。

设备B：外置非接触式传感器正对着超声源方向上检测到的超声波幅值平均为27.8dB，与超声源偏差+30°角方向上检测到的超声波幅值平均为18.2dB，与超声源偏差-30°角方向上检测到的超声波幅值平均为25.7dB。

两款便携式检测设备的超声波检测受方向性的影响较大，与超声源处于不同方向角上的检测结果有差异但都能检测到超声波。这两款便携式检测设备方向性均较好。