JP2018538510A - 複合碍子のエージング程度検出用の核磁気共鳴検出システム - Google Patents

Abstract

【課題】核磁気共鳴ＮＭＲセンサ、デュプレクサ、ＮＭＲ分光計、コントローラ、入力装置、出力装置及び電源を備える複合碍子笠部のエージング程度検出用の核磁気共鳴検出システム。【解決手段】入力装置はユーザーにより入力された制御指令を受信し、制御指令をコントローラに送信するように設置され、コントローラは受信した制御指令が起動指令である場合、ＮＭＲ分光計がＲＦ励起信号を生成するように制御し、ＲＦ励起信号をデュプレクサによりＮＭＲセンサへ送信し、ＮＭＲセンサにより検出された核磁気共鳴エコー信号をデュプレクサによってＮＭＲ分光計へ送信するように設置され、ＮＭＲセンサはＲＦ励起信号を受信すると、検出領域に静的磁場及びＲＦ励起磁場を形成し、且つ核磁気共鳴エコー信号を検出するように設置され、デュプレクサはＲＦ励起信号伝送と核磁気共鳴エコー信号伝送とを切り替えるように設置され、ＮＭＲ分光計は核磁気共鳴エコー信号に指数逆計算処理を行い、横緩和時間を得て、横緩和時間に基づいて複合碍子笠部のエージング程度を得るように設置され、出力装置は複合碍子笠部のエージング程度データを出力するように設置され、電源はコントローラ及びＮＭＲ分光計へ給電するように設置される。【選択図】図１

Description

本開示は複合碍子のエージング検出技術分野に関し、たとえば、複合碍子のエージング程度検出用の核磁気共鳴検出システムに関する。

複合碍子は軽量で、機械的強度が高く、砕けにくく、耐汚染性に優れているため、高圧送電回線に幅広く設置されている。複合碍子笠部は複合碍子の外部絶縁であり、心棒を大気の侵食から保護し、必要な沿面距離を提供し、耐汚染性を向上させる。グリッドに取り付けて機能させる過程中に、複合碍子笠部が送電網の過電圧及び自然環境の侵食によりエージング又はブレークダウンされるおそれがあり、エージング又はブレークダウンされた複合碍子笠部によって給電安全性が低減してしまう。従って、複合碍子笠部のエージング程度を検出することには重大な意義がある。

関連技術における、複合碍子笠部のエージング検出方法は、観察法、噴水格付け法、漏れ電流法、接触角法及び熱刺激電流法がある。観察法及びＨＣ噴水格付け法はメンテナンス要員の主観的判断による影響を受けやすいため、信頼性が低い。漏れ電流法は電流の大きさに影響を及ぼす要因が複雑で、ランダム性が高いため、検出結果が信頼できない。接触角法及び熱刺激電流法はテスト環境への要件が非常に高く、実験室条件においてのオフライン測定として設置できるが、操作が複雑である。

中国の電圧等級が向上し、且つ電力グリッド間が相互接続するに伴い、電力システムによる給電信頼性への要求が高まり、複合碍子笠部のエージング程度を検出する方法が強く要望されている。

本開示は、複合碍子笠部のエージング程度をオンラインで正確に検出できる、複合碍子のエージング程度を検出するように設置される核磁気共鳴検出システムを提案する。

核磁気共鳴ＮＭＲセンサ、デュプレクサ、ＮＭＲ分光計、コントローラ、入力装置、出力装置及び電源を備える核磁気共鳴検出システムであって、
前記入力装置はユーザーにより入力された制御指令を受信し、前記制御指令を前記コントローラに送信するように設置され、
前記コントローラは受信した制御指令が起動指令である場合、前記ＮＭＲ分光計がＲＦ励起信号を生成するように制御し、前記ＲＦ励起信号を前記デュプレクサにより前記ＮＭＲセンサへ送信し、前記ＮＭＲセンサにより検出された核磁気共鳴エコー信号を前記デュプレクサによって前記ＮＭＲ分光計へ送信するように設置され、
前記ＮＭＲセンサは前記ＲＦ励起信号を受信すると、検出領域に静的磁場及びＲＦ励起磁場を形成し、且つ核磁気共鳴エコー信号を検出するように設置され、
前記デュプレクサはＲＦ励起信号伝送と核磁気共鳴エコー信号伝送とを切り替えるように設置され、
前記ＮＭＲ分光計は前記核磁気共鳴エコー信号に指数逆計算処理を行い、横緩和時間を得て、前記横緩和時間に基づいて前記複合碍子笠部のエージング程度を得るように設置され、
前記出力装置は前記複合碍子笠部のエージング程度データを出力するように設置され、
前記電源は前記コントローラ及び前記ＮＭＲ分光計へ給電するように設置される。

好ましくは、前記システムは前記ＮＭＲ分光計と前記デュプレクサとの間に接続されたパワーアンプをさらに備え、前記パワーアンプは前記ＮＭＲ分光計により送信されたＲＦ励起信号をパワー増幅し、パワー増幅したＲＦ励起信号を前記デュプレクサにより前記ＮＭＲセンサへ送信する。

好ましくは、前記システムは前記ＮＭＲ分光計と前記デュプレクサとの間に接続されたプリアンプをさらに備え、前記プリアンプは核磁気共鳴エコー信号を増幅し、増幅した核磁気共鳴エコー信号を前記ＮＭＲ分光計へ送信する。

好ましくは、前記システムは前記コントローラに接続されたユニバーサルシリアルバスＵＳＢデータ伝送装置をさらに備え、前記ＵＳＢデータ伝送装置は移動記憶デバイスに接続されるように設置される。

好ましくは、前記コントローラはアドバンスト縮小命令セットコンピュータマシンＡＲＭカーネルに基づく３２ビット・シングルチップ・マイクロコンピュータである。

好ましくは、前記入力装置及び前記出力装置はそれぞれタッチパネルである。

好ましくは、前記ＮＭＲ分光計は位相敏感検波法で核磁気共鳴エコー信号を検出するロックインアンプを備える。

好ましくは、前記電源はリチウム電池である。

図１は、第１の実施例に係る複合碍子笠部のエージング程度を検出するように設置される第１核磁気共鳴検出システムの構造模式図である。 図２は、一実施例に係る複合碍子笠部のエージング程度を検出するように設置される第２核磁気共鳴検出システムの構造模式図である。 図３は、一実施例に係る複合碍子笠部のエージング程度を検出するように設置される第３核磁気共鳴検出システムの構造模式図である。 図４は、一実施例に係る複合碍子笠部のエージング程度を検出するように設置される第４核磁気共鳴検出システムの構造模式図である。

一実施例では、材料科学の視点から、核磁気共鳴技術で複合碍子笠部のエージング程度検出を実現する。核磁気共鳴技術は非破壊検出手段として、生命医療、食品分析、品質管理、材料科学の分野及び地球物理学分野に幅広く適用される。核磁気共鳴技術はＨ原子核の磁気共鳴特性を用い、Ｈ核の磁気共鳴分光（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ、ＭＲＳ）を得て、ＭＲＳの特定の特徴、例えばスペクトル線の幅、形状や面積に基づいて原子核の性質及び位置する環境を把握して、分子構造を決定する。

一実施例は複合碍子笠部のエージング程度検出用の核磁気共鳴検出システムを提供し、図１は該システムの構造模式図を示す。該装置は、核磁気共鳴（Ｎｕｃｌｅａｒ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ、ＮＭＲ）センサ１１、デュプレクサ１２、ＮＭＲ分光計１３、コントローラ１４、入力装置（入力機器とも呼ばれる）１５、出力装置（出力機器とも呼ばれる）１６及び電源１７を備える。

入力装置１５はユーザーにより入力された制御指令を受信し、前記制御指令をコントローラ１４へ送信するように設置される。

コントローラ１４は受信した制御指令が起動指令である場合、ＮＭＲ分光計１３がＲＦ励起信号を生成ように制御し、前記ＲＦ励起信号をデュプレクサ１２によりＮＭＲセンサ１１へ送信し、ＮＭＲセンサ１１により検出された核磁気共鳴エコー信号をデュプレクサ１２によりＮＭＲ分光計１３へ送信するように設置される。

ＮＭＲセンサ１１は前記ＲＦ励起信号を受信すると、検出領域に静的磁場及びＲＦ励起磁場を形成し、且つ核磁気共鳴エコー信号を検出するように設置される。

デュプレクサ１２はＲＦ励起信号伝送と核磁気共鳴エコー信号伝送とを切り替えるように設置される。

ＮＭＲ分光計１３は前記核磁気共鳴エコー信号に指数逆計算処理を行い、横緩和時間を得て、前記横緩和時間に基づいて前記複合碍子笠部のエージング程度を得るように設置される。

出力装置１６は前記複合碍子笠部のエージング程度を出力するように設置される。

電源１７はコントローラ１４及びＮＭＲ分光計１３へ給電するように設置される。

複合碍子の笠部の分子中の水素原子核の状態が固定され、横緩和時間Ｔ２が固定される。複合碍子笠部がエージングすると、複合碍子笠部の分子鎖には切断、再編等の化学変化が発生し、水素原子核の状態が変化する。測定した横緩和時間Ｔ２も変化する可能性があり、本実施例では、横緩和時間Ｔ２を測定することで複合碍子笠部のエージング程度を得る。

上記実施例に係る複合碍子笠部のエージング程度検出用の核磁気共鳴検出システムは、核磁気共鳴技術でミクロの視点から複合碍子笠部のエージング程度を定量的に分析するものであり、検出結果の正確性を向上させる。ＮＭＲセンサは運転している複合碍子笠部を検出することにより、オンライン検出（工事現場検出）を実現し、複合碍子笠部のエージング程度検出の作業効率を向上させ、且つ給電信頼性を向上させることができる。

一実施例は複合碍子笠部のエージング程度検出用の核磁気共鳴検出システムを提供し、図２は該システムの構造模式図を示す。上記実施例を基に、該システムはＮＭＲ分光計１３とデュプレクサ１２との間に接続されるパワーアンプ１８をさらに備える。パワーアンプ１８はＮＭＲ分光計１３により送信されたＲＦ励起信号をパワー増幅して、パワー増幅したＲＦ励起信号をＮＭＲセンサ１１へデュプレクサ１２により送信することで、ＲＦエネルギーはサンプルが核磁気共鳴エコー信号を発生するように励起できる。

一実施例は複合碍子笠部のエージング程度を検出するように設置される核磁気共鳴検出システムを提供し、図３は該システムの構造模式図を示す。図２を基に、該システムはさらにＮＭＲ分光計１３とデュプレクサ１２との間に接続されたプリアンプ１９を備える。プリアンプ１９は核磁気共鳴エコー信号を増幅し、ＮＭＲ分光計１３が核磁気共鳴エコー信号を容易に検出できるように、増幅した核磁気共鳴エコー信号をＮＭＲ分光計１３に送信する。

一実施例は複合碍子笠部のエージング程度検出用の核磁気共鳴検出システムを提供し、図４は該システムの構造模式図を示す。図３を基に、該システムはコントローラ１４に接続されたユニバーサルシリアルバス（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ、ＵＳＢ）データ伝送モジュール（ＵＳＢデータ伝送装置とも呼ばれる）２０をさらに備える。ＵＳＢデータ伝送モジュール２０は移動記憶デバイスに接続されるように設置される。ＵＳＢデータ伝送モジュール２０によって検出結果を移動記憶デバイスにコピーすることができる。

好ましくは、コントローラ１４はアドバンスト縮小命令セットコンピュータ（Ｒｅｄｕｃｅｄ Ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｓｅｔ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ、ＲＩＳＣ）マシン（Ａｄｖａｎｃｅｄ ＲＩＳＣ Ｍａｃｈｉｎｅ、ＡＲＭ）カーネルに基づく３２ビット・シングルチップ・マイクロコンピュータである。ＡＲＭカーネルに基づく３２ビットのシングルチップ・マイクロコンピュータは集積度が高く、信号処理速度が速く、複数種の外周回路が集積され、上記システムの体積を減少させるため、システムを携帯しやすくする。

好ましくは、入力装置１５及び出力装置１６はタッチパネルである。タッチパネルによりヒューマンコンピュータインタラクションが可能である。タッチパネルをクリックすることで一連の操作を行い、処理済みのデータ及びグラフィックをディスプレイスクリーンに表示し、わかりやすくする。

好ましくは、ＮＭＲ分光計１３は位相敏感検波法で核磁気共鳴エコー信号を検出するロックインアンプを備える。ロックインアンプは位相敏感検波法で核磁気共鳴エコー信号を検出することにより、上記システムのノイズ抑制性能を向上させる。ロックインアンプは同期コヒーレント検出原理を用い、すなわち、検出信号と同じ周波数及び位相関係を有する基準信号を比較基準として、検出信号自体及び基準信号と同じ周波数（又は周波数逓倍）及び同相のノイズ成分のみに応答する。従って、ロックインアンプは不要なノイズを抑制し、検出の信号対雑音比を改善することができる。

好ましくは、電源１７はリチウム電池である。リチウム電池はエネルギー密度が高く、軽量で、システムの体積及び重量を減少させ、システムを携帯しやすくする。

産業上の実用性

複合碍子のエージング程度検出用の核磁気共鳴検出システムは、複合碍子笠部のエージング程度をオンライン且つ正確に検出できる。

Claims (8)

1. 核磁気共鳴ＮＭＲセンサ、デュプレクサ、ＮＭＲ分光計、コントローラ、入力装置、出力装置及び電源を備える複合碍子笠部のエージング程度検出用の核磁気共鳴検出システムであって、
   前記入力装置はユーザーにより入力された制御指令を受信し、前記制御指令を前記コントローラに送信するように設置され、
   前記コントローラは受信した制御指令が起動指令である場合、前記ＮＭＲ分光計がＲＦ励起信号を生成するように制御し、前記ＲＦ励起信号を前記デュプレクサにより前記ＮＭＲセンサへ送信し、前記ＮＭＲセンサにより検出された核磁気共鳴エコー信号を前記デュプレクサによって前記ＮＭＲ分光計へ送信するように設置され、
   前記ＮＭＲセンサは前記ＲＦ励起信号を受信すると、検出領域に静的磁場及びＲＦ励起磁場を形成し、且つ核磁気共鳴エコー信号を検出するように設置され、
   前記デュプレクサはＲＦ励起信号伝送と核磁気共鳴エコー信号伝送とを切り替えるように設置され、
   前記ＮＭＲ分光計は前記核磁気共鳴エコー信号に指数逆計算処理を行い、横緩和時間を得て、前記横緩和時間に基づいて前記複合碍子笠部のエージング程度を得るように設置され、
   前記出力装置は前記複合碍子笠部のエージング程度データを出力するように設置され、
   前記電源は前記コントローラ及び前記ＮＭＲ分光計へ給電するように設置される複合碍子笠部のエージング程度検出用の核磁気共鳴検出システム。
2. 前記ＮＭＲ分光計と前記デュプレクサとの間に接続されたパワーアンプをさらに備え、前記パワーアンプは前記ＮＭＲ分光計により送信されたＲＦ励起信号をパワー増幅し、パワー増幅したＲＦ励起信号を前記デュプレクサにより前記ＮＭＲセンサへ送信する請求項１に記載のシステム。
3. 前記ＮＭＲ分光計と前記デュプレクサとの間に接続されたプリアンプをさらに備え、前記プリアンプは核磁気共鳴エコー信号を増幅し、増幅した核磁気共鳴エコー信号を前記ＮＭＲ分光計へ送信する請求項１に記載のシステム。
4. 前記コントローラに接続されたユニバーサルシリアルバスＵＳＢデータ伝送装置をさらに備え、前記ＵＳＢデータ伝送装置は移動記憶デバイスに接続されるように設置される請求項１に記載のシステム。
5. 前記コントローラはアドバンスト縮小命令セットコンピュータマシンＡＲＭカーネルに基づく３２ビット・シングルチップ・マイクロコンピュータである請求項１に記載のシステム。
6. 前記入力装置及び前記出力装置はそれぞれタッチパネルである請求項１に記載のシステム。
7. 前記ＮＭＲ分光計は、位相敏感検波法で核磁気共鳴エコー信号を検出するロックインアンプを備える請求項１に記載のシステム。
8. 前記電源はリチウム電池である請求項１に記載のシステム。

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