[發明專利]一種全日盲紫外成像檢測儀

在審

• 申請號: 201610420853.X
• 申請日: 2016-06-15
• 公開（公告）號: CN107561415A
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發明（設計）人: 張云飛;杭帥;杜法剛;馬輝;丁祖善
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力公司徐州供電公司;國家電網公司
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 徐州市三聯專利事務所32220
• 代理人: 耿巖

技術領域

本發明涉及高壓電力設備檢測技術領域，特別是指一種全日盲紫外成像檢測儀。

背景技術

電力系統中的高壓電氣設備長期工作在高電壓和較惡劣的環境中，在長期的電、熱、機械應力和環境因素作用下不可避免的會出現損傷與劣化等缺陷，在一定的條件下，上述缺陷可導致高壓設備表面局部電場發生畸變，當電場強度達到約30kV/cm時可導致空氣分子電離進而形成放電現象。高壓電氣設備的絕緣損傷是危害高壓電力系統安全運行的重要因素，通過在線檢測及早發現絕緣損傷才能及時地進行損傷部件的維修、替換，對于降低設備故障率，保證高壓電力系統安全運行意義重大。

現有技術基于放電的過程中產生的脈沖電流、發聲、發熱和發光等征兆信號進行檢測以發現設備缺陷，提高電力系統運行可靠性。但由于高壓設備在早期劣化階段的放電信號比較微弱，現有技術中存在下列明顯缺陷：脈沖電流法屬于接觸式檢測方法，往往需對被檢測設備進行改造以安裝電流傳感器，監測系統的安裝和維護工作量都較大；超聲波檢測法雖然也能檢測到放電，但在現場復雜的干擾背景下，難以準確定位放電點；紅外成像儀只能在設備發熱的時候才能檢測出放電，而早期放電階段，放電并不會引起設備溫度較明顯的改變，且該方法受外部環境的影響較大。隨著國網公司在高壓電氣設備監測的應用發展，光學成像探測成為了在線檢測絕緣損傷的主要手段。與紅外熱成像相比，紫外成像方式可天然地避免自然界復雜背景的干擾，即使在強烈的日光條件下也可以準確地定位電暈的發生位置。更應值得注意的是：在絕緣損傷的早期通常就會伴隨有電暈現象的產生，因此紫外成像方式可提供早期的故障診斷能力。因此，紫外成像檢測儀在發達國家已廣泛應用于高壓線路的安全巡檢。

但是，現有技術的紫外成像檢測儀雖然對于發現早期高壓電氣設備的缺陷效果良好，但是存在電暈定位精度不滿足我國電力行業應用的實際需求，測試數據只能進行定性判斷，缺乏自動目標檢測與跟蹤功能，功能不夠完善等問題。因此，迫切需要結合電力業務部門的實際需求，提供一種高精度全日盲紫外成像檢測儀，并解決現有技術存在的上述技術問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提出一種全日盲紫外成像探測儀，解決電暈定位精度低造成的測試定位不準確等技術問題。

基于上述目的本發明提供的一種全日盲紫外成像探測儀，采用基于分色分光的同軸光學系統，包括：液晶顯示屏，攝像頭，存儲器，GPS模塊，紫外光通道，可見光通道，以及紫外增益自動控制模塊，多目標自動檢測、跟蹤與計量模塊，電暈輻射的精確計量模塊，其中，紫外增益自動控制模塊用于自動調節紫外通道的電子增益，使所述探測儀在探測不同強度的電暈目標時實現自動增益調節，以達到儀器探測能力與最佳分辨率之間的平衡；多目標自動檢測、跟蹤與計量模塊用于自動檢測并跟蹤視場內的可能故障目標；電暈輻射的精確計量模塊，用于進行輻亮度定標，建立目標輻亮度與圖像灰度之間的關系模型，為進行故障診斷提供計量標準。

其中，所述分色分光的同軸光學系統包括：反射鏡、日盲濾鏡、紫外透鏡，其中，所述反射鏡為分光分色鏡，用于將目標所發出的可見光和紫外光分開，實現紫外可見雙路探測；其中所述紫外透鏡的兩面具有紫外帶通濾光片和增強電荷耦合器件，所述增強電荷耦合器件的像面和后一紫外帶通濾光片的像面重合。

其中，選用熔石英做為透鏡材料。

其中，所述同軸光學系統通過機械調焦結構整體移動，實現對3m至無窮遠的目標進行探測。

其中，所述增強電荷耦合器件的對角線大小為18mm。

其中，紫外透鏡的通過口徑為52mm。

其中，紫外透鏡的焦距為160mm。

其中，紫外透鏡的彌散斑半徑r小于等于0.14mm。

其中，紫外透鏡的工作波段為240-280nm。

其中，紫外透鏡的光學視場角大于等于6°。

其中，所述探測儀的工作模式包括紫外、可見、組合工作模式，上述工作模式可以一鍵切換，其中，組合模式中電暈采用自定義的偽顏色處理。

其中，紫外增益自動控制模塊在計算電暈光子計數時，須將增益調節到最佳范圍才能使電暈圖像不至于飽和，從而保證計量的準確性。

其中，所述多目標自動檢測、跟蹤與計量模塊在自動檢測并跟蹤視場內的可能故障目標，當發現故障目標時則自動聲光報警并記錄現場照片或視頻信息。