特高频检测(UHF)

1 ) 电磁波
1863年, 麦克斯韦发现电磁波。在交变得电场附近产生磁场, 交变磁场附近产生电场, 循环传递, 电信号由近向远传播, 并伴随能量的衰减, 这就是电磁波的传播方式。

2) 电磁波衰减特点
①先衰减高频, 再衰减低频
②频率越高, 衰减越快; 频率越低, 传播越远
③频率越高, 能量越大穿透能力越强
3) 电磁波在GI S中的衰减特性
①环氧树脂或内置传感器检测位置的衰减特点在通过盆子、 刀口、 开关、 CT 等部位都会发生衰减, 不同的放电类型有不同的频域分布, 会导致衰减的能量有略微差异。其中刀口的开断方式对信号的影响较大:电磁波在传递过程中分为横磁波和高次横态分量波, 当遇到断口时, 横磁波无法传递, 只有高次横态分量波传递。所以闭合刀口衰减更小, 而且在长距离传输过程中, 横磁波会发生色散现象, 对峰峰值会产生影响, 所以仅作为参考意义。
②浇筑口位置检测的衰减特点电磁波在传播过程中离开直线传播的路径绕到障碍物背后的现象叫做衍射, 电磁波通过浇注口位置传播就是电磁波的衍射现象。 电磁波在任何情况下都会发生衍射现象, 但在障碍物或孔径与波的波长差不多, 或者比波的波长大时, 才会发生明衍射现象

f=V/λ
f-频率
V-电磁波的传播速度(3. 0×1 0 8 m/s)
λ -波长
针对浇注口位置, 当信号频率较大时,才会发生明显衍射现象, 信号传播出来。
所以有:
a. 浇注口相当于高通滤波器, 频率较小信号无法传播出来。
b. 对比环氧树脂盆子, 浇注口检测范围可能更小。显的衍射现象。

### 特高频传感器介绍 特高频传感器是一种用于检测特高频UHF,300 MHz - 3 GHz)频段信号的设备。在电力系统中,局部放电会产生特高频电磁波信号,特高频传感器可有效捕捉这些信号,进而实现对电力设备绝缘状态的监测。在通信领域,也可用于接收和处理特高频频段的通信信号等。 ### 特高频传感器原理 基于电磁感应原理,当特高频电磁波信号作用于传感器的天线时,会在天线中产生交变电流,该电流经过传感器内部的信号调理电路进行大、滤波等处理,最终将处理后的信号转换为可被监测系统识别和分析的电信号。例如在电力设备局部放电监测中,局部放电产生的特高频电磁波在空间中传播,被特高频传感器的天线接收,经过后续处理后得到放电特征信息,用于判断局部放电的位置、强度等情况。 ### 特高频传感器应用 - **电力系统**:用于对高压开关柜、变压器、电缆等电力设备局部放电监测,及时发现设备绝缘缺陷,预防绝缘故障的发生,保障电力系统的安全稳定运行。 - **通信领域**:在无线通信系统中,特高频传感器可用于接收和检测特高频频段的通信信号,如移动通信、卫星通信等。 - **雷达系统**:雷达利用特高频信号进行目标探测和定位,特高频传感器可作为雷达系统的接收部件,接收反射回来的特高频信号,实现对目标的监测和跟踪。 ```python # 简单示例代码,模拟特高频传感器接收信号处理流程 import numpy as np # 模拟特高频信号 def generate_uhf_signal(): time = np.linspace(0, 1, 1000) signal = np.sin(2 * np.pi * 500e6 * time) # 500 MHz 信号示例 return signal # 模拟传感器信号处理 def sensor_processing(signal): # 模拟大 amplified_signal = signal * 10 # 模拟滤波(简单低通滤波示例) def low_pass_filter(signal, cutoff_freq=1e9): fft_signal = np.fft.fft(signal) frequencies = np.fft.fftfreq(len(signal)) mask = np.abs(frequencies) < cutoff_freq filtered_fft = fft_signal * mask filtered_signal = np.fft.ifft(filtered_fft) return filtered_signal.real filtered_signal = low_pass_filter(amplified_signal) return filtered_signal uhf_signal = generate_uhf_signal() processed_signal = sensor_processing(uhf_signal) ```
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