局部放電超聲信號的傳播損耗

局部放電作為超聲波的發(fā)射源，具有很寬的頻帶。在傳播過程中，要通過多種固體介質、氣體介質和金屬外殼才能到達置于外殼表面上的傳感器。局部放電超聲波損耗的機理很復雜。其能量隨著傳播距離的增加而逐漸減弱。局放超聲信號在不同介質、不同傳播條件及信號本身不同的波形、頻率等有著不同的損耗規(guī)律。由傳感器測得的信號幅值和形狀，不但是發(fā)射源放電產(chǎn)生聲信號的函數(shù)，而且與傳播路徑有很大關系：

① 介質內(nèi)部的損耗

局放超聲波信號在介質內(nèi)部傳播過程中會發(fā)生損耗。

對于氣體介質，主要的損耗原因是波的擴散造成的。固體介質則是由于局放超聲波在傳播過程把能量轉變成為熱量形成損耗的主體。通常在氣體中局放超聲波的傳播是以球面波的形式從放電源出發(fā)向四面散播。離開聲源愈遠，聲強度和聲壓就愈低。局放超聲波在氣體介質中被吸收是由于分子碰撞中能量的交換所形成。這種吸收不但與氣體種類有關，而且與溫度，濕度以及氣體中的雜質含量有關。在低溫環(huán)境中，分子碰撞所造成的局放超聲波吸收小于高溫中。如果在氣體中含有懸浮雜質時，損耗會顯著增加。不同頻率的局放超聲波產(chǎn)生的損耗也是不同的，在溫度和壓力一定時，固體材料中損耗大約正比于頻率f，而局放超聲波在介質中傳播產(chǎn)生的損耗，在頻率較低和介質厚度不大時與厚度成正。但隨著頻率的增加和厚度的增加，超聲波損耗增加卻較小。

② 吸收損耗

在局部放電超聲波傳播過程中，介質會吸收并將聲能轉換成另一種形式的能量(如熱能)，產(chǎn)生而使聲能減少的吸收損耗。局部放電超聲波被介質吸收主要是由于絕緣氣體介質的熱傳導、熱弛豫等原因引起的。由于介質間的熱傳導，使介質的疏和密部之間發(fā)生熱交換;電場作用引起的損耗；質點的振動受到“抵制”;“磁性材料中由于磁疇作用引起的損耗;電動力及受交變應力作用產(chǎn)生晶格位錯引起的損耗；未經(jīng)時效處理而存在殘余應力造成超聲場紊亂造成損耗等等。所有這些使部分能量轉化成了其他形式的能量。此外傳播損耗還有粗糙表面引起的散射損耗、介質分解面上的信號損失等。