[發明專利]一種高壓隔離開關振動量檢測系統及其檢測方法

有效

• 申請號: 202010056157.1
• 申請日: 2020-01-18
• 公開（公告）號: CN111220258B
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 黃濤;李勐;董洪達;楊正盛;張賽鵬;葛志成;陳捷元;趙天成;馮世濤;林樂亭;袁鵬;何秋月;李軍良;趙琦明;馬龍華;趙海峰;劉先福
• 申請（專利權）人: 國網吉林省電力有限公司;國網吉林省電力有限公司電力科學研究院;南京優能特電力科技發展有限公司
• 主分類號: G01H9/00
• 分類號: G01H9/00
• 代理公司: 南京勤行知識產權代理事務所(普通合伙) 32397
• 代理人: 尹英

1.一種高壓隔離開關振動量檢測系統，其特征是：包括：

振動量檢測機構；

振動量檢測機構包括：

密封腔，密封腔內抽真空，其壁面為絕緣材料制成；用于容納本檢測系統的硬件部分；密封腔內為立方體結構；

浮動片，浮動片為兩組，采用絕緣材料制成，浮動片分別位于密封腔內部相對地面平行的兩側面，浮動片包括環形的外框，外框固定于密封腔內壁上，在外框內通過若干軸線為曲線結構的連接片連接有一個浮動支撐點，浮動支撐點可以通過連接片的彈性擺動，相對外框自由浮動；

浮動透鏡組件，浮動透鏡組件包括一個聚焦鏡，聚焦鏡為凸透鏡，在兩組浮動片的浮動支撐點之間設置有一個浮動桿，聚焦鏡固定于浮動桿中部；

圖像識別系統，圖像識別系統包括一個光源板，光源板上設置點陣光源，點陣光源的陣列面積小于聚焦鏡的圓面積，點陣光源設置于密封腔一側內壁上，默認狀態下，點陣光源同軸于聚焦鏡的軸線布置；圖像識別系統還包括一個圖像傳感器，圖像傳感器用于接收由聚焦鏡聚焦而來的點陣光源的光束，并對光束在圖像傳感器產生的投影的位置和形狀進行采集，圖像傳感器位于聚焦鏡的焦距內；其中光源板、圖像傳感器表面均垂直于聚焦鏡的軸線；圖像傳感器實時的輸出影像數據；

數字信號傳遞模塊：數字信號傳遞模塊將圖像傳感器傳遞來的圖像數據轉換為數字信號，并向上一級的數據分析模塊進行傳遞；

數據分析模塊將收集各個振動量檢測機構傳遞來的圖像數據并進行分析，以既定的時間段為單位，將圖像傳感器傳遞來的影像 數據提取出若干圖像幀，比對各個圖像幀的變化量，獲得點陣光源的投影變化量，從而計算出聚焦鏡的振動量；

在密封腔的另一側內壁還設置有一個延伸腔，在所述延伸腔的末端設置圖像傳感器，在所述圖像傳感器的前端位置位于延伸腔的端部還設置有一個成像鏡，成像鏡為凹透鏡；默認狀態下聚焦鏡、成像鏡、圖像傳感器同軸布置。

2.如權利要求1所述的一種高壓隔離開關振動量檢測系統，其特征是：在所述密封腔的內側設置有一個夾持框，在夾持框的內側設置有一個環形的夾持槽，浮動片的外框嵌入到夾持槽內。

3.如權利要求1所述的一種高壓隔離開關振動量檢測系統，其特征是：所述連接片為之字形布置。

4.如權利要求1所述的一種高壓隔離開關振動量檢測系統，其特征是：所述浮動片采用硅片蝕刻制成。

5.如權利要求4所述的一種高壓隔離開關振動量檢測系統，其特征是：所述浮動桿為板狀，浮動桿的寬度小于密封腔的寬度。

6.一種如權利要求1所述的高壓隔離開關振動量檢測系統的振動量檢測方法，其特征是：包括：

校準步驟，在靜止狀態下，點陣光源通過聚焦鏡后進行對焦，點陣光源對焦后在圖像傳感器表面投影，此時點陣光源在圖像傳感器表面光斑的矩陣為A，數據分析模塊獲得的圖像幀為不按時間變化的矩陣A；

檢測步驟，在動態狀態下，記錄聚焦鏡的浮動量在X、Y、Z三個軸線上的投影，也就是矩陣B，數據分析模塊分析此時各圖像幀中的矩陣B相對矩陣A的變化量，從而獲得相對地面平行的X軸向上的振動量x、相對地面垂直的Y軸向上的振動量y、與X軸和Y軸相垂直的Z軸向上的振動量z；

其中當聚焦鏡相對X軸浮動時，此時點陣光源在圖像傳感器表面光斑的矩陣為B，聚焦鏡的光心點O相對圖像傳感器平面的距離發生改變，使得點陣光源在圖像傳感器平面的投影尺寸會發生改變，聚焦鏡沿X軸正向移動時，投影尺寸變大，聚焦鏡沿X軸負向移動時，投影尺寸變小；記錄單位時間段內，矩陣B和矩陣A的尺寸變化量就可以獲得聚焦鏡相對圖像傳感器的移動量，也就是X軸向上的振動量，為x，振動量x＝L[1-S(B)/S(A)]，其中S(B)為矩陣B的面積，S(A)為矩陣A的面積，L為靜止狀態下，聚焦鏡的光心到圖像傳感器表面的距離；

其中當聚焦鏡相對Y軸浮動時，此時點陣光源在圖像傳感器表面光斑的矩陣為B，聚焦鏡的光心點O相對圖像傳感器平面中心位置發生改變，使得點陣光源在圖像傳感器平面的投影位置發生改變，聚焦鏡沿Y軸正向移動時，投影位置相對Y軸正向移動，聚焦鏡沿Y軸負向移動時，投影位置相對Y軸負向移動，記錄單位時間段內，矩陣B中心相對矩陣A中心的在Y軸上的變化量就可以獲得聚焦鏡相對圖像傳感器的移動量，也就是Y軸上的振動量，為y；

其中當聚焦鏡相對Z軸浮動時，此時點陣光源在圖像傳感器表面光斑的矩陣為B，聚焦鏡的光心點O相對圖像傳感器平面中心位置發生改變，使得點陣光源在圖像傳感器平面的投影位置發生改變，聚焦鏡沿Z軸正向移動時，投影位置相對Z軸正向移動，聚焦鏡沿Z軸負向移動時，投影位置相對Z軸負向移動，記錄單位時間段內，矩陣B中心相對矩陣A中心的在Z軸上的變化量就可以獲得聚焦鏡相對圖像傳感器的移動量，也就是Z軸上的振動量，為z。