Page 75 - 电力与能源2022年第四期
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陈 晨: 电力工程物资品质现场检测新技术 3 5
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行解体和破坏取样, 无法满足现场无损检测需求。 导航卫星系统 ( GlobalNavi g ationSatelliteS y s-
tem , 简称 GNSS ) 天线、 云端存储和远端平台进行
数据的实时传输和展示。通过人工设置允许沉降
阈值, 实现设备的自动报警功能, 为现场作业人员
提供处置依据。
2.3 基 于 X 射 线 投 射 的 配 电 变 压 器 用 材 鉴 别
技术
X 射线, 是一种频率极高、 波长极短、 能量很
大的电磁波, 在对物质进行照射时, 大部分的射线
图 3 金相显微镜
会由原子之间的缝隙穿过, 仅一部分射线会被物
综上所述, 电力物资现场检测涉及外观尺寸、
质所吸收, 因此 X 射线具有较好的穿透性。 X 射
力学性能、 沉降、 材料等多种物理参数。尽管不同
线的穿透力与物质密度有关, 利用差别吸收特性
参数均有相对成熟的检测仪器或设备, 但已有仪
可以区分密度不同的物质。
器或设备均有自己特定的应用场景, 难以适用于
采用配电变压器线圈用材的非解体 X 射线
现场大规模检测。此外, 对部分仪器或设备的使
鉴别技术, 探究 X 射线在铜和铝等材料中的衰减
用需要具备相应技能的专业人员, 实际操作难度
规律和穿透能力, 分析变压器中油箱钢板、 变压器
较大。因此, 针对常见电力物资的现场快速品质
油、 绝缘纸等对 X 射线穿透过程的影响, 给出现
检测技术的研究成为了制约物资验收管理的关键
场“ 一场景一方案” 的 X 射线鉴别操作指南。
环节, 是国内各个电力公司亟需解决的重要课题。
3 检测方案应用分析
2 物资品质检测新思路
3.1 超声波测厚度
针对电力物资物品验收中常见的问题, 提出
电缆排管、 电缆桥架等物资, 最容易发生的质
了现场快速品质检测新思路, 具体包括: 基于超声
量问题是厚度不足, 如管壁中间段厚度不足、 铜排
波原理的物品厚度检测技术、 基于卫星定位系统
铁排等厚度不足等, 既有方法检测不便。尤其是
的基础不均匀沉降监测技术和基于 X 射线投射
随着加工工艺的进步, 厂家“ 偷工减料” 的水平也
的配电变压器用材鉴别技术。
不断提高, 很多物资如管材等, 出现了中间段薄两
2.1 基于超声波原理的物品厚度检测技术
端厚的现象, 这给传统机械尺具测量带来了很大
超声波测厚采用最新的高性能、 低功耗微处
工作量。对此提出利用超声波测厚方案, 实现物
理器技术, 基于超声波测量原理, 研发金属及其他
资厚度的全方位高效率检测。
多种材料的高精度厚度测量技术, 实现对材料声
超声波在均匀介质中的传播速度是相同的,
速的快速测量。在此基础上, 通过数学模型, 后台
但当它从一种介质传播到另一种介质时, 会发生
自动计算被测量物品( 如管道、 各种板材) 的厚度。
反射现象。超声波测厚的原理就是超声波从被测
2.2 基于卫星定位系统的基础不均匀沉降监测 材料表面出发到达底面时的间隔时间与材料的厚
技术
度成正比, 因此材料的厚度可以由间隔时间间接
实 时 动 态 ( Real-Time Kinematic ,简 称
表示。当采用连续波且被测物件的厚度为超声波
RTK ) 载波相位差分技术是一种通过基准站和流 波长的 1 / 2 或其整数倍时, 入射波与反射波同相,
动站的观测值, 实现精确定位的技术。 RTK 载波
产生驻波从而引起共振。
相位差分技术弥补了以往需要事后求解才能获得
通过记录两个相邻的共振频率, 即可求出物
厘米级精度的问题, 其可以在勘测现场实时得到
件的厚度, 计算公式如下:
厘米级精度, 极大地提高了地形测图和各种控制 C C
δ= = ( 1 )
(
测量等工作的效率。 2 [ n f 0 - n-1 ) ] 2 f 0
f 0
基于卫星定位系统和 RTK 载波相位差分算 式中 δ ———物件的厚度, m ; C ———超声波在物件
法, 采用便携式基础沉降实时观测设备, 通过全球 中的传播速度, m · s ; ———共振频率, Hz 。
-1
f 0
