采用超声导波检测触头接触状态的实验研究
超声导波技术在特种设备检测中的应用研究
超声导波技术在特种设备检测中的应用研究超声导波技术是一种非接触式的无损检测技术，可以在特种设备及其管道中检测出隐蔽缺陷及损伤。
超声导波技术因其灵敏度高、检测速度快、精度高等优点而受到广泛关注。
在特种设备的检测中，超声导波技术已经得到了广泛的应用，本文将对其应用研究进行探讨。
一、超声导波技术的基本原理超声导波技术是利用超声波在固体中传播的特性来检测材料的内部缺陷和异物的一种技术。
当超声波通过特定的材料时，会在其中产生多个模式的波形，这些波形会沿着该材料的各种路径传播，这些路径称为超声波导。
超声导波技术是利用超声波通过导波路径来检测材料中的缺陷和异物，它可以将传感器固定在材料外表面上，通过传播的模式获取到材料内部的信息。
1、石油化工设备的内部检测石油化工设备是一类密封性较强的特种设备，一旦出现设备的损坏就会给生产造成极大的影响。
超声导波技术在这类设备的检测中扮演着重要的角色，可以检测管道的深部缺陷和裂纹，从而给设备的维护和安全运行提供了有力的支持。
2、建筑结构的缺陷检测超声导波技术不仅可以用于特种设备的检测，也可以用于建筑结构的缺陷检测中。
建筑结构的缺陷检测对于保证建筑结构的安全性至关重要，超声导波技术可以快速、准确地检测出墙体、钢筋、混凝土等建筑材料中的裂缝和空隙，对于建筑的日常维护和安全运行都有着重要的作用。
3、航空航天器的结构检测航空航天器是一类特殊的设备，其审计和维护的难度都较高。
超声导波技术可以通过航空航天器的结构进行检测，准确地寻找机体内部的散焦点和裂纹，从而保障航空器的安全飞行。
随着现代化技术的不断发展，超声导波检测技术也在不断的完善。
尤其是随着网络科技与超声技术的相结合，导波仪器的智能化和数字化成为了趋势。
目前，国内外正加紧研发新一代的超声导波检测仪器，着重解决长距离、高精度等技术难题。
未来，超声导波检测技术将进一步升级，成为特种设备检测及日常维护的重要工具。
总之，超声导波技术在特种设备检测中的应用可以为设备的安全运行及维护提供有力的支持。
超声波实现接触感应技术的研究
超声波实现接触感应技术的研究第一章前言接触感应技术是一项具有广泛应用前景的技术，它主要通过感应物体之间的接触状态，从而实现自动化控制或者反馈。
该技术在制造业、医疗治疗、自动化控制等领域得到了广泛应用。
随着科技的进步和技术的不断升级，超声波技术应用于接触感应技术的领域中，有效提高了接触感应技术的应用和发展。
本文将结合超声波技术的应用来探究接触感应技术的研究。
第二章超声波技术和原理超声波是指频率超过20千赫的机械波，该波不易传播在气体等介质中，而在固体和液体介质中能够得到很好地传播。
超声波技术是一种在固体或者液体介质中通过超声波对物体进行检测分析的技术，它可以检测物体的物理和化学性质。
在接触感应技术中，超声波技术可以用来检测物体的接触状态，从而实现人工控制的自动化。
超声波技术的原理是：将电能转换为机械波能量，并传导到液体或者固体介质中，感应介质中的分子振动。
超声波的波长很短，可以穿透物体，并通过反射和折射与其它物体进行相互作用，从而实现对物体的检测分析。
第三章超声波在接触感应技术中的应用在接触感应技术中，超声波可以用来检测物体的接触状态。
当两个物体接触时，它们之间会产生摩擦，并发生微小的位移。
将超声波技术应用于接触感应技术中，可以检测到物体间微小的位移，并将其转化为电信号进行分析处理，从而实现对物体的自动化控制。
超声波应用于接触感应技术中的另一个优点是，它可以检测到表面缺陷和形变。
当物体受到压力或者形变时，会产生微小的位移和变形。
超声波技术可以通过检测位移和变形来判断物体的接触状态，并进行自动化控制。
第四章超声波在接触感应技术中的相关研究超声波在接触感应技术中的应用得到了大量的研究。
在医疗领域中，超声波技术检测和分析人体组织的状态，如声速、密度、弹性模量等，从而对疾病进行诊断和治疗。
在制造业领域中，超声波技术用于检测零件的质量，包括缺陷、裂纹等，从而提高产品的质量和安全性。
超声波技术在接触感应技术中的应用也得到了大量研究。
超声波探测实验
超声波测试原理及应用北京邮电大学物理实验中心一、实验原理1、超声波的特性⏹声波是一种弹性波，超声波是频率在2⨯104Hz~1012Hz的声波⏹超声波具有方向性好、穿透力强、易于产生和接收、探头体积小等特点2、超声波的应用⏹无损检测：海洋中的探测、材料的无损检测、医学诊断、地质勘探⏹改变材料性质：超声手术、超声清洗、超声焊接⏹制造表面波电子器件：振荡器、延迟器、滤波器等3.超声波波型超声波在弹性介质中传播可以有多种振动模式，包括横波、纵波、表面波等。
超声波传输通过不同材料界面时可能会改变其振动模式。
4.如何产生超声波超声波换能器：声能和其他形式能量相互转换；常用的超声换能器：压电换能器、磁致伸缩换能器、静电换能器和电磁换能器等.压电换能器的原理图:直探头斜探头5.超声波发射接收：接受发射一次回波二次回波探头试块1．探头声束扩散角的测量βθθ21212cos 2arctan 22arctan2B B H x x H x x -=-=6.本实验的任务⏹影响超声波传播的因素：介质的密度、弹性系数、温度等。
⏹超声波实验中的主要测量物理量：横波纵波声速、发散角等（1）测量超声波的发散角（2）测量超声波的声速：横波和纵波声速（3）超声探伤二、实验仪器介绍JDUT-2型超声波实验仪注意：在铝试块上点滴4-5滴耦合剂（油滴）AB实验内容1．探头声束扩散角的测量2．利用直探头探测缺陷深度（1）绝对探测法；（2）相对探测法3．斜探头探测缺陷深度和水平距离2．利用直探头探测缺陷深度直接探测法：记录t 1，t 2 ，t ct 0=2t 1-t 2间接探测法：记录t 2 -t 1=，t 1-t c =()m m t t c H sm t t LC c C 502/63202012≈-=≈-=mmH H H H H t t t t C c 5011112≈-==--3．斜探头探测缺陷深度和水平距离（1）测量延迟时间t0、声速c 和入射点L ’=1t =2t=1L 1202t t t -=12'L R L -=()s m t t R R C /313021212≈--='3)测量C F3孔的深度Hc 和水平距离c x ==C C X t ,3()02t t C X c -='sin 50cos L x L x X L mmX H c C c C C -+==≈=ββ2)测量折射角β()()AB A B A B H H L L L L H S ----==00arctan arctan ββH实验要求：（1）必须点滴耦合剂后，才能移动探头；（2）将发射端接探头，不能直接连接到示波器（3）实验中要求测量的横波、纵波声速，以及缺陷深度的误差.%5。
超声波无损探测技术在低压电器电触头焊接质量检测中的应用
1引言对于电触头焊接质量的检测，通常有破坏性检测和非破坏性检测两种方案。
破坏性检测主要包括拉伸试验、冲击试验、电寿命试验等，其优点在于可以直观地获得电触头的物理和电学性能参数，缺点在于需要破坏电触头，因此不能进行大批量检测；非破坏性检测主要包括超声检测、电磁检测、红外检测等[1]。
因此，将超声检测方法应用于电触头焊接质量检测，对于扩大检测抽样范围、提高质量管控能力，具有非常重要的价值。
本文详细介绍了超声波无损检测的原理，通过上海和伍建立的SC-100超声检测平台（见图1），研究和探讨了电触点焊接质量与超声检测结果的对应关系，并指出了超声波无损检测的局限性。
2超声检测基本原理2.1基本过程超声检测电触头的基本过程示意图见图2。
首先，超声波探头产生超声波脉冲，通过耦合介质（水）到达被测工件；当超声波脉冲通过被测工件时，由于声阻的不同，在各种不同物质的交界处发生反射和透射，形成反射回波和透射波；超声波探头接收反射回波，并转换成电信号；最终，计算机处理电信号，显示为波形或图像，得到检测结果。
—————————————作者简介：裘揆（1981-），男（汉族），浙江富阳人，硕士，主要从事超声检测设备的研究。
收稿日期：2014-12-04超声波无损探测技术在低压电器电触头焊接质量检测中的应用裘揆1，张国方1，王珊1，陈乐生2（1.上海和伍新材料科技有限公司，上海200240；2.温州宏丰电工合金有限公司，浙江温州325603）摘要：超声无损探测方法是检测低压电器电触头焊接质量的常见方法。
本文通过分析超声波无损检测的原理，论述了超声无损检测扫描图像以及钎着率与电触头焊接质量之间的对应关系，并指出了超声波无损检测的局限性。
关键词：超声无损检测；电触头；钎着率；焊接质量中图分类号：TM501+.3；TB559文献标志码：A文章编号：1671-8887（2015）01-0012-03Application of Ultrasonic Nondestructive DetectionTechnology in Detecting Low-voltage ElectricalContact Welding QualityQIU Kui 1,ZHANG Guo-fang 1,WANG Shan 1,CHEN Le-sheng 2(1.Shanghai Hiwave Advanced Materials Technology Co.,Ltd.,Shanghai 200240,China;2.Wenzhou Hongfeng Electrical Alloy Co.,Ltd.,Zhejiang Wenzhou 325603,China )Abstract :Ultrasonic nondestructive testing is a common method of detecting low-voltage electrical contact welding quality.Through the analysis of the principle of ultrasonic nondestructive testing,the paper further defines the corresponding relationship between the scanning image of ultrasonic nondestructive testing and the brazed rate and the electric contact ’s welding quality,meanwhile,puts forward the limitations of the ultrasonic nondestructive testing.Key words :ultrasonic nondestructive deteetion;electrical contact;brazed rate;welding quality(a)电触头工件(b)上海和伍SC-100超声检测系统图1超声检测应用于电触头工件检测(a)超声检测电触头(b)反射回波波形图2超声检测电触头基本过程2.2界面状态焊接界面状态对超声检测的影响见图3。
电气化接触网架线机的超声波无损检测技术
电气化接触网架线机的超声波无损检测技术电气化接触网架线机是铁路电气化系统中的核心设备，用于维护电气化接触网的正常运行。
超声波无损检测技术作为一种重要的检测方法，可用于发现架线机的潜在缺陷并进行预防性维护，确保电气化接触网的稳定供电。
超声波无损检测技术是一种利用超声波在材料中的传播和反射特性进行缺陷探测和评价的方法。
在电气化接触网架线机的应用中，超声波无损检测技术主要用于探测导线、绝缘子和连接件等关键部位的缺陷情况。
首先，超声波无损检测技术可以有效地发现导线的内部缺陷，如螺纹断裂、内部空洞和杂质等。
通过将超声波传播到导线内部，检测人员可以根据反射信号的特征确定导线是否存在潜在的缺陷，并进行相应的修复措施。
这种检测方法可以有效地避免导线在使用过程中由于内部缺陷引起的断裂风险，确保电气化接触网的正常供电。
其次，超声波无损检测技术也可以用于评估绝缘子的质量和完整性。
绝缘子在电气化接触网中起到支撑导线和绝缘导线的作用，必须保证其结构的完好无损。
利用超声波无损检测技术，可以对绝缘子的表面和内部进行全面的检测，发现并评估裂纹、气泡、杂质等缺陷。
通过及时发现并修复绝缘子的缺陷，可以有效地防止其在运行过程中的损坏，确保电气化接触网的安全运行。
此外，超声波无损检测技术还可以用于检测连接件的质量和可靠性。
连接件在电气化接触网中起到连接导线和其他部件的作用，对整个系统的稳定性和可靠性起着至关重要的作用。
通过使用超声波无损检测技术，可以检测连接件的内部和表面，发现并评估腐蚀、裂纹、疲劳等缺陷。
及时发现并修复连接件的缺陷，可以避免连接件在使用过程中发生失效，保证电气化接触网的正常运行。
在实际应用中，超声波无损检测技术需要配备专业的探测设备和资质合格的检测人员。
检测人员需要经过专业的培训和实践，熟练掌握超声波无损检测技术的原理、仪器操作和数据分析。
同时，为了保证检测结果的准确性和可靠性，还需要建立完善的检测标准和程序，确保每一次检测都能得出准确的结论。
超声导波技术在特种设备检测中的应用研究
超声导波技术在特种设备检测中的应用研究1. 引言1.1 背景介绍超声导波技术是一种非破坏性检测技术，通过引入超声波在材料内部传播，实现对材料结构和缺陷的检测和评估。
特种设备是指在特定环境和工作条件下使用的设备，如航空航天设备、核电设备等。
特种设备在运行过程中往往承受高温、高压等极端环境，因此对其安全运行状态的监测和检测至关重要。
超声导波技术具有穿透深度大、灵敏度高、检测速度快等优点，逐渐成为特种设备检测领域的重要手段。
通过超声导波技术，可以实现对特种设备内部结构和缺陷的快速、准确检测，为设备的安全运行提供可靠保障。
本文旨在探讨超声导波技术在特种设备检测中的应用研究，分析其原理及优势，并结合实际案例对其应用进行深入分析。
探讨超声导波技术在特种设备检测领域的发展趋势和面临的挑战，为未来研究提供参考和展望。
通过本研究，有望为特种设备的安全运行提供更加可靠的检测手段和技术支持。
1.2 研究意义研究意义：随着特种设备在工业生产中的广泛应用，对于特种设备的安全性和可靠性要求越来越高。
超声导波技术作为一种非破坏性检测技术，具有高灵敏度、高分辨率和能够穿透材料的特点，被广泛用于特种设备的实时监测和故障诊断。
通过研究超声导波技术在特种设备检测中的应用，可以为提高特种设备的安全性和可靠性提供科学依据和技术支持。
同时，深入探讨超声导波技术的原理和应用案例，有助于拓展特种设备检测领域的研究视野，促进企业转型升级和技术创新。
因此，对于超声导波技术在特种设备检测中的应用进行系统研究具有十分重要的意义，有助于推动特种设备检测技术的发展和应用。
2. 正文2.1 超声导波技术原理超声导波技术是一种非破坏性检测技术，利用超声波在物质中传播的特性，通过探头发送超声波信号，并接收反射信号来分析被测物体的内部结构和缺陷情况。
其原理是根据材料的声波传播特性，利用不同频率的超声波在材料内部传播时的反射、折射、衍射等现象，来检测和评估材料的状态。
超声导波检测技术的研究进展
超声导波检测技术的研究进展综述 ND T⽆损检测超声导波检测技术的研究进展周正⼲,冯海伟(北京航空航天⼤学机械⼯程及⾃动化学院,北京 100083)摘 要:综述近年来超声导波检测研究的最新进展。
介绍导波在不同材料和结构中的频散特性及与之相关的理论成果。
从导波的结构出发,分析了导波在介质中能量与位移的分布。
论述了导波检测技术领域中数值分析⽅法和信号处理⽅⾯的⼀些新技术。
关键词:超声检测;导波;频散特性;有限元;边界元;信号处理中图分类号:T G115.28 ⽂献标识码:A ⽂章编号:100026656(2006)022*******Progress in R esearch of U ltrasonic G uided W ave T esting T echniqueZH OU Zheng2gan,FENG H ai2w ei(School of Mechanical Engineering and Automation,Beijing University of Aeronautics andAstronautics,Beijing100083,China) Abstract:The recent advances in ultrasonic guided wave testing technique are summarized.Firstly,the disperse characteristics and the related theoretical results of the guided waves in different materials and distinct structures are introduced.Then,based on the structure of the guided waves,the distribution of the energy and displacement of guided waves is /doc/576c381810a6f524ccbf8583.htmlstly,some new techniques of numerical analysis and signal processing for guided wave nondestructive testing are described.K eyw ords:Ultrasonic testing;Guided wave;Disperse characteristic;Finite element;Boundary element;Signal processing相对于传统的超声波检测技术,超声导波具有传播距离远、速度快的特点,因此,在⼤型构件(如在役管道)和复合材料板壳的⽆损检测中有良好的应⽤前景。
超声波探伤系统在触头钎焊质量控制与改进中的应用
万方数据电工材料２００９Ｎｏ．２母仕华：超声波探伤系统在触头钎焊质量控制与改进巾的应用２３超声探伤仪，它具有工作频率高（２０ＭＨｚ）、灵敏度高（１５０肛Ｖｐｐ接收系统灵敏度）、阻塞范围小（约４ｍｍ钢纵波）、脉冲宽度窄（约３０ｎｓ发射脉冲上升时间）等优点。
图ｌ水浸扫描系统原理图３超声波检测与其它检测方法的对比３．１金相显微镜观察利用金相显微镜虽然可以观察到焊接的质量情况，但金相观察存在其固有的缺点，即，只能对一条线进行观察，不能反应整个焊接面的质量情况。
从而有“以线带面”的嫌疑；加之金相观察属于破坏性检测，无形中增加了企业的成本．所以用金相显微镜观察触头的焊接情况只可以作为研究焊接质量的参考，不足以用于焊接质量好坏的判定标准。
３．２撬开等破坏性实验目前大多数触桥组件生产厂家和使用厂家均采用将钎焊触头撬开的方法进行钎焊质量的判断，这种方法只能是定性判断。
不能定量，无法判定产品是否合格。
与此同时，这样的破坏性观察对用于撬开触点的工具要求高，需要特制，如果制作得不合理会导致撬开后的焊接面被破坏而无法判断，而且该方法是破坏性的，无形中提高了生产成本。
３．３超声波探伤的优势利用超声波探伤仪器进行检测，可以准确找到焊接的缺陷，再通过软件将缺陷以图片的方式表现出来，可以很直观地判断出钎焊的质量情况；同时利用软件可以将分析量化，通过软件内置功能，可将钎焊的缺陷比例用百分比表征出来，即通常提到的触头焊接的“钎着率”，也称“粘合率”。
它是反应焊接缺陷面积与触头实际面积之间关系的参数，其理论公式为：钎粹＝必等麟矧豁产×１００％这样不但可以准确判断出触头钎焊的质量情况，还可利用具体数据对产品质量的优劣做出明确的判断。
４超声波检测对触头钎焊质量控制的应用在生产过程中，对触头钎焊产品的检测一般分为外观检测、尺寸检测和焊接质量检测几个方面。
而钎焊的焊接质量主要依靠超声波检测进行控制。
在每批产品中抽检一定比例的触桥组件进行超声波探伤检测。
超声导波在线材检测中的技术研究
超声导波在线材检测中的技术研究童凯张建卫刘涛张伟代（钢铁研究总院测试所北京100081 ）摘要：本文介绍了应用电磁超声（EMA）技术在线材中激发导波的原理和方法，以及适于高速线材在线检测的试验装置和实验结果。
关键词：超声检测导波电磁超声换能器Research of Ultrasonic Guided Waves for Testing of WiresTONG Kai ZHANG Janwei LIU Tao ZHANG Weidai( Division of Analysis and Testing, CISRI, Beijing, 10081 )Abstract: This paper introduces the principle and method of exciting ultrasonic guided waves in wireswith EMA T technique, and the on-line testing equipment for high-speed wires and its experimentalresults.Keywords: ultrasonic testing, guided wave, EMA T ( electromagnetic acoustic transducer )线材是工程结构、机械零件制造的主要用材，其品种规格多、应用广泛，约占我国钢产量的10%。
由于现代制造业和建筑业对线材的质量要求愈来愈高，尤其是铁路桥梁、大跨度斜拉桥、核工业建筑、大型建筑结构所用的高强度预应力钢筋、钢绞线以及大量用于汽车工业、机械行业的各类专用钢丝的原材料等。
目前对于优质线材我国仍需大量进口，其原因主要在于质量可靠性方面的差距，而有效的无损检测恰是解决此问题的重要手段之一。
因此，对于重要应用目的的高速线材进行无损检测（NDT）是非常必要的。
另外，以在线检测的方式，即在高温状态下的轧制过程中，及时获取线材的质量信息，可及时地发现生产过程中产生的缺陷、并及时合理调整和改善轧钢工艺，对确保线材产品质量和节约能源具有重要的价值。
超声导波检测技术原理
超声导波检测技术超声导波（Ultrasonic Guided Wave）检测技术利用低频扭曲波（Torsinal Wave）或纵波（Longitudinal Wave）可对管路、管道进行长距离检测，包括对于地下埋管不开挖状态下的长距离检测。
超声导波（也称为制导波）的产生机理与薄板中的兰姆波激励机理相类似，也是由于在空间有限的介质内多次往复反射并进一步产生复杂的叠加干涉以及几何弥散形成的。
但是对于管道检测，在一般管壁厚度下要产生适当的波型，则需要使用比通常超声波探伤低得多的频率，导波通常使用的频率f＜100KHz，因此导波对单个缺陷的检出灵敏度与通常使用频率在MHz级别的超声检测相比是比较低的，但是导波检测的优点是能传播20~30米长距离而衰减很小，因此可在一个位置固定脉冲回波阵列就可做大范围的检测，特别适合于检测在役管道的内外壁腐蚀以及焊缝的危险性缺陷。
低频导波长距离超声检测法用于管道在役状态的快速检测，内外壁腐蚀可一次探测到，也能检出管子断面的平面状缺陷。
超声导波应用的主要波型包括-扭曲波（Torsinal Wave，也简称为扭波）和纵波（Longitudinal Wave）。
扭曲波的特点是能够一边沿管子周向振动，一边沿管子轴向传播，声能受管道内部液体影响较小（在导波检测时，液体在管道中流动是允许的），回波信号能包含管轴方向的缺陷信息，通常能得到清晰的回波信号，信号识别较容易，在应用中需要换能器数量少，重量轻、费用省、因管内液体介质而产生的扩散效应较小，波型转换较少，检测距离较长，对轴向缺陷灵敏度高。
纵波特点是一边沿管子轴向振动，一边沿管子轴向传播，回波幅度与缺陷性状关系不大，回波信号不如扭波清晰，因为受管内流体流动的影响，也受探头接触面的表面状态影响较大（油漆、凹凸等）受被测管内液体介质流动的影响很大。
超声导波检测装置主要由固定在管子上的探伤套环（探头矩阵）、检测装置本体（低频超声探伤仪）和用于控制和数据采样的计算机三部分组成。
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第32卷第2期 2019年2月广东电力GUANGDONG ELECTRIC POWERVol. 32 No. 2Feb. 2019doi：10. 3969/1 issn. 1007-290X. 2019. 002. 017采用超声导波检测触头接触状态的实验研究江新琴\郑文成2，刘刚2(1.福州大学电气工程与自动化学院，福建福州350116; 2.华南理工大学电力学院，广东广州510640)摘要：针对断路器触头接触不良的问题，提出利用超声导波检测触头的接触状态的方法。
从理论上分析超声导波检测触头接触状态的原理，同时搭建实验平台展开研究。
通过改变梅花触头和静触头之间的啮合情况来模拟触头的4种不同接触状态，测量各状态下的电阻阻值，将其接入超声导波检测系统采集信号数据。
对携带有触头接触状态信息的导波进行滤波、时域、频域分析处理，结果表明：利用超声导波检测触头接触状态是可行的；随着接触状态愈发恶劣，超声探头所接收的信号波形呈现出逐步衰减的状态。
在检测当中，应选用连续的汉宁窗调制正弦波信号作为激励，利用时域曲线峰峰值的大小对触头接触状态好坏进行评估判断。
关键词！断路器触头；接触状态；超声导波；信号分析处理；可行性中图分类号：TM595 文献标志码：A 文章编号！1007-290X(2019)02-0121-06Experimental Study on Detecting Contact State of Contacts by UsingUltrasonic Guided WaveJIANG Xinqin1, ZHENG Wencheng2, LIU Gang2(1. College of Electrical Engineering andAutomation, FuzhouUniversity, Fuzhou, Fujian 350H6, China；2. School of Electric Power, SouthChinaUniversity of Technology, Guangzhou, Guangdong 510640, China)Abstract：Aiming at the problem of poor contact of the breaker contacts , this paper presents a method state of contacts by using ultrasonic guided wave. 4 analyzes detection p rinciples theoretically and es tal platform for research. It makes simulations on four kinds of different contact states of the contact by changing meshing between the tulip contact and the static contact , measures resistance values and collects signal data after connecting the contact to the ultrasonic guided wave detection system. It also makes analysis and processing about fi frequency-domain for the guided waves with contact state information. The results indicate that it tact state by using ultrasonic guided wave and as contact state is getting worse , the signal waveform received by the ultrasonic probe shows gradual attenuation. In the detection , it suggests to use continuous sine wave signal modulated by Hanning window as excitation and evaluate contact state of the contact by peak-to-peak value of th Key words：breaker contact；contact state；ultrasonic guided wave；signal analysis and processing；feasibility电力系统不断向高电压、大容量规模发展，其 安全可靠运行备受关注，据统计，2012年度广东 电网SF6瓷柱式断路器故障事故占全部高压开关设 备故障的33%+2。
断路器长期运行，其触头会因 电弧烧蚀和机械摩擦受到侵蚀，从而出现接触不良 的情况[3]。
断路器触头接触不良将导致接触电阻增 大，同时交流集肤效应使接触进一步恶化，产生大收稿日期！2018-06-04 修回日期！2018-09-24基金项目：国家高技术研究发展计划(863计划)项目（2015AA 050201)量热能，对电力系统和人身安全构成极大威胁45]。
针对该问题，目前常采用回路电阻测试、温度监 测、振动检测等检测手段，但它们在检测触头接触 状态上均有一定的不足之处，如回路电阻测试只可 用于停电检查，温度监测仅可测取外壳温度，而振 动检测干扰因素较多不易判断。
近年来，无损检测技术在结构状态检查方面受 到广泛关注，国内外诸多学者对此展开研究+19]。
沈功田+4]对承压设备的无损检测技术进行了研究，根据检测结果评价设备的安全状况和评估其剩余寿122广东电力第32卷命；马书义+%等人 超声导波回波幅度判 =道变形 ；邓红雷+'等人从理论 、建 •真、实验研究来验证超声导波 合绝缘子的可性&朱力强[17]等人通 等信息 超导波 缝 完整性的最 导波模态。
在超声导波 技术方面，相关研究通 导波信号 处理，导波上的特征伤，从而 设备的 状态。
超声导波 技术能 且全范 ，但目前尚未应用于断路 状态。
超声导波 技术能够有效解决断路器全封 结构限制的 ，状态进行判断，而不会 设备的正常 。
借鉴国内外学者对超声导波 技术的相关研究成果，本文提出利用超声导波 路器内状态的 技术。
从超声导波发生衰减的特性出发，理论 利用超声导波触状态的 性&同时搭建超声导波实验平台，模拟 ％状态，同状态下散射信号特征，进而验证利用超声导波 状态的性。
1超声导波检测触头接触状态可行性分析超声导波是由纵波和横波这 基本体波在交界面处反射和叠加形成的，其声波 于20 kH z，如图1所示。
图1超声导波的产生Fig.1Generation of ultrasonic guided waves随着 的增加，超声导波的能量将因扩散、散射和吸收等诸多因素而减小，即超声导波衰 减现象+0]。
当超声导波遇 的界面，会发生散射、反射等现象。
介质之间的声阻差超声导波能量在分界面上的散射和反射。
阻是介 与波速的乘积，而 处和几何形状的改变将使超声导波 发生变，从而 的状态 阻的差异状[21_22]。
的状态越差，声阻差值越大，反射波能量越大，折射波能量 ，反之 。
在 面 的超声导波 的状态信息，通 导波信号 处理，即判的状态。
从理论 说，利用超声导波的状态是 的。
图2所示为超声导波 状态的原理。
图2超声导波检测触头接触状态原理Fig.2 Schematic diagram of usin g ultrasonic guidedwave detecting contact state of contacts2实验设计2. 1实验平台搭建信号激励与采集平台主要 计算机、任意波形发生器、电大器和 集卡，将 统一装于无损检测实验室当中。
，任意波形发生器为AgilentTechnologies公司的33520B型波形发 生器，电压放大器为HGk Model2100H F高频高速 大器，集卡为拓普公司的PCI-20614型号集卡。
通过BenchVue软件在计算机上远程控制 波形发生器，利用TopView软件采集信号数据。
实验试 路器的 开关，其导电部分包括有静触头（630 A135 mm x82 mm)、梅 花触头(630 A24片"触臂（630 A"图3所示为 实验平台。
(a)信号激励与采集平台(b)实验试件图3实验平台Fig.3 Experim entplatform第2期江新琴％等：采用超声导波检测触头接触状态的实验研究1232.2实验基本流程如图4所示，本次实验采用Pitch-catch模式，即“一发”模式。
要2个超 ，一作为激励端，作为 。
图5所示为实验图。
波、窗调制正弦波、连续汉宁窗调 弦波，为100 kH z。
步骤5,改 与 的状态，别模拟接触较好、好、的状态(如图6所示"重复步骤2至4。
图4实验连接图Fig.4 Experim ental connection diagram梅花触头g梅花触头p触臂静触头触臂静触头⑷接触_梅花触头【m(b)接触1梅花触头^交好1触臂静触头------------触臂静触头(C)接触不好 （d)不接触图5实验流程Fig.5 Experim ental flowchart图6不同接触状态形式Fig.6 D ifferent form s of contact state表1为不同接触状态下的接触电阻大小。
表1不同接触状态下的接触电阻Tab.!Contact resistance under different contact conditions 状态电阻状态电阻/0/良好19. 54好71 96较好21 05不接触实验室中波形发生 生特定 、的波形信号，电大器将信号放大后通过超(激励)注入触臂，导波在触臂、和臂 ，超 （接收)将 的信号送至 集卡 集，采集后的 送到计算机 处理。
3实验过程体实验步骤如下。
步骤1，调节 与 之间的啮合情，与 的轴线相重合，垂直插人20 m m左右，模拟 好状态。
步骤2，利用PC36C电阻测量仪测量当前 状态 与 、触臂 之间的 电阻大小。
步骤3，超声斜 作为激励端和接，将耦合剂均匀涂抹在二者的 面，利用扎带绑扎固定，确保 合在 、触臂表面。
步骤4,在同 状态下，改变激励 ，观 波形，集存储。