超聲波絕緣試驗中超聲波傳感器性能的好壞直接決定著(zhù)試驗結果的準確性。而壓電元件的性能是反應超聲波傳感器性能的zui重要的部分。目前壓電元器件在制作材料中主要分為多晶體和單晶體。其中,鋯鈦酸鉛PZT-5材料在接收應用范圍內表現出其高靈敏度的特點(diǎn),是在超聲波檢測行業(yè)內應用zui多的壓電材料。而PZT-8鋯鈦酸鉛電能轉換成機械能的效率zui高,廣泛應用于超聲波清洗、發(fā)射等領(lǐng)域。圓柱型壓電陶瓷的直徑和厚度都會(huì )影響超聲波傳感器的性能。性能指標如下:
(1)中心頻率
傳感器分為窄頻帶的和寬頻帶的,對于窄頻帶傳感器來(lái)說(shuō),壓電晶片的諧振點(diǎn)就是其中心頻率。而對于寬頻帶來(lái)說(shuō)幅頻特性一般情況下是不平滑的,在通頻帶內幅度zui高的點(diǎn)作為傳感器的校準頻率點(diǎn),通常也稱(chēng)為中心頻率。
(2)工作溫度
局部放電超聲波傳感器主要用于變壓器、GIS、開(kāi)關(guān)柜等高壓電力設備。運行的變壓器表面溫度可以達到100度左右,因此要求超聲波傳感器必須在100度之內可以穩定的工作。壓電材料的居里點(diǎn)比較高,一般在600度以上。所以,只需要考慮設計超聲波傳感器的電子器件就可以。
電力設備很多運行在野外環(huán)境,比如運行在東北的開(kāi)關(guān)柜,其zui低溫度都在零下40度左右。壓電材料也滿(mǎn)足該條件,所以在設計時(shí)只需要考慮超聲波傳感器的電子器件正常工作的溫度范圍即可。
(3)靈敏度
靈敏度是超聲波傳感器測量到的zui小有效值。其主要因素是壓電材料和放大電路。
(4)幅頻特性
幅頻特性是指超聲波傳感器在不同的頻率下對應幅度變化的曲線(xiàn)。根據幅頻特性區分出超聲波傳感器是寬頻帶還是窄帶超聲波傳感器。