一种二维超声波阵列信号定位检测方法、装置与流程

本发明涉及通讯领域，特别是指一种二维超声波阵列信号定位检测方法、装置。

背景技术：

1、在电力领域，大型的电力设备内，通常有些元器件在高压状态下，如电抗器的内部元器件，长时间工作会导致疲劳，当电压或电流出现波动的时候，出现击穿现象。

2、现有技术在检测这类情况时，通常采用的检测设备依靠电磁检测，存在检测效果差，不容易准确定位击穿位置的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明在于提供一种二维超声波阵列信号定位检测方法、装置，以解决上述现有技术不容易确定击穿位置的问题。

2、为解决上述问题，本发明提供一种二维超声波阵列信号定位检测方法，包括：

3、采用位置固定的两个阵元组，且二者的距离为2d；每个阵元组内具有两个阵元，且每个阵元组内的所有阵元的法线在同一个平面，每个阵元的法线与阵元组的法线之间呈夹角θ；第一阵元的夹角为θ，第二阵元的夹角为-θ；

4、预先确定每个阵元组内的阵元的幅值特性关系曲线f，包括：声源的入射波与每个阵元组的法线之间的入射波角度α，满足-θ<α<θ，所述入射波所对应的组内每个阵元检测信号的幅值，以及组内的两个阵元在同一个入射波角度α所对应的幅值差da；

5、且符合约束公式da＝f(α-θ)-f(α-(-θ))；

6、通过每个阵元组的两个阵元各自检测的信号幅值确定幅值差da，以及所述第一阵元的夹角θ，第二阵元的夹角-θ；确定第一阵元组的入射波角度α1和第二阵元组的入射波角度α2；

7、采用以下公式计算超声波的信号源的坐标：

8、

9、优选的，还包括：所述阵元组的数量为三个以上，任意两个阵元组确定出一个坐标；

10、将多个坐标进行整合，确定出准确的坐标位置。

11、优选的，还包括：每个阵元组内的阵元的数量为三个以上，每个阵元组内，任意两个阵元计算出一个入射波角度α；

12、每个阵元组内的多个入射波角度α整合，确定出唯一一个，用于后续的声源的坐标计算。

13、本发明的实施例还提供一种二维超声波阵列信号定位检测装置，采用位置固定的两个阵元组，且二者的距离为2d；每个阵元组内具有两个阵元，且每个阵元组内的所有阵元的法线在同一个平面，每个阵元的法线与阵元组的法线之间呈夹角θ；第一阵元的夹角为θ，第二阵元的夹角为-θ；

14、与所述阵元组连接的处理器，用于执行上述权利要求任一项所述的方法。

15、(1)本发明阵元间距与超声波波长无约束关系，可方便的应用于空气中；

16、(2)本发明只需要测量超声信号的幅值，不需要相位信息，因此各阵元无需做到同步采样，采样率也可降低，成本较低。

17、(3)本发明不仅可以获得入射波的入射角，还可确定声源的位置坐标。

技术特征：

1.一种二维超声波阵列信号定位检测方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种二维超声波阵列信号定位检测方法，其特征在于，还包括：所述阵元组的数量为三个以上，任意两个阵元组确定出一个坐标；

3.根据权利要求1所述的一种二维超声波阵列信号定位检测方法，其特征在于，还包括：每个阵元组内的阵元的数量为三个以上，每个阵元组内，任意两个阵元计算出一个入射波角度α；

4.一种二维超声波阵列信号定位检测装置，其特征在于，采用位置固定的两个阵元组，且二者的距离为2d；每个阵元组内具有两个阵元，且每个阵元组内的所有阵元的法线在同一个平面，每个阵元的法线与阵元组的法线之间呈夹角θ；第一阵元的夹角为θ，第二阵元的夹角为-θ；

技术总结
本发明公开了一种二维超声波阵列信号定位检测方法、装置，包括：采用位置固定的两个阵元组，且二者的距离为2d；每个阵元组内具有两个阵元，且每个阵元组内的所有阵元的法线在同一个平面，每个阵元的法线与阵元组的法线之间呈夹角θ；第一阵元的夹角为θ，第二阵元的夹角为‑θ；预先确定每个阵元组内的阵元的幅值特性关系曲线f，通过每个阵元组的两个阵元各自检测的信号幅值确定幅值差dA，以及所述第一阵元的夹角θ，第二阵元的夹角‑θ；确定第一阵元组的入射波角度α<subgt;1</subgt;和第二阵元组的入射波角度α<subgt;2</subgt;；计算超声波的信号源的坐标。本发明阵元间距与超声波波长无约束关系，可方便的应用于空气中；不需要相位信息定位，降低了采样成本。

技术研发人员：周秀,田天,白金,马奎,罗艳,陈彪,何宁辉,徐玉华,张庆平,于家英,张恒,马云龙,董天宇,李小伟,岳利强
受保护的技术使用者：国网宁夏电力有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13