专利名称：一种基于紫外窄带谱段的电晕检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电力和铁路系统电气设备或输电线路中绝缘检测领域，尤其涉及一种电晕放电的检测装置。
技术背景当架空输电设备表面电场强度超过空气分子游离强度(一般在20-30KV/CM)之间，空气分子就会被游离，这时候可以听到“刺刺”的放电声，嗅到臭氧的气味，在夜间还可以看见导线发出蓝色的荧光，这种现象称为“电晕”。电晕使空气发生化学反应，产生的臭氧会对气体中的固体介质及金属电极造成损伤或腐蚀，从而造成线路故障。此外电晕放电会产生高频脉冲电流，对无线通信造成干扰。紫外线的波长范围是40nm 400nm,太阳光中也含有紫外线，但由于地球的臭氧层吸收了部分波长的分量，实际上辐射到地面上的太阳紫外线波长大都在300nm以上，低于300 nm的波长区间称为太阳盲区。空气中的氮气电离时产生紫外线的光谱大部分波长在280nm 400nm的区域内，只有一小部分波长小于280 nm,即处于太阳盲区内，若能探测到，只可能是来自地球上的辐射。电晕产生的电磁波大部分属于200_400nm的紫外线，白天检测，主要利用日盲紫外波段(240-280nm)进行检测，晚上因为没有太阳光的干扰，可以探测的紫外波段在200_400nmo俄罗斯filin探伤仪，因为在白天存在太阳光谱在300_400nm波段的辐射较强，filin探伤仪只能再夜间使用。以色列和南非利用日盲紫外波段检测，采用全日盲紫外化学滤光片(240_280nm)，即采用特殊化学试剂制作的紫外滤光片，其背景透过率低于10-8，可以完全避开太阳光紫夕卜线的干扰，各自开发出DayCOR紫外照相机和CotoCAM紫外相机，其优点在于避开了太阳光紫外线的干扰，白天可以检测。但全日盲紫外化学滤光片的紫外光透过滤非常低，峰值透过滤只有20%左右，而电晕放电的紫外线本身又比较微弱，造成了紫外线检测的灵敏度偏低，而且晚上不能使用。宁波大学开发的电晕检测装置(专利申请号200910154151. 1)，优点在于白天和晚上都可以检测放电现象，缺点为采用光电倍增管(pmt)单元探测器直接进行紫外探测，而不是一种非成像检测方式，不能精确定位电晕放电的部位。以色列和南非的电晕检测装置，根据单位时间内的紫外光子数对电晕放电强度进行量化。但是，随着试验研究的深入和国际国内的使用情况，我们发现，其检测出的电晕放电单位时间内光子数变化范围很大，特别是在不同的距离测试时，数字变化很大，难于统计分析，不利于对电气设备放电过程进行量化，不易预测设备故障的发展趋势。

实用新型内容本实用新型为解决上述技术问题而提供一种基于紫外窄带谱段的电晕检测装置，白天和晚上都能检测的光学成像检测装置，能够精确定位电晕产生的位置，而且可以进行电晕放电故障等级和放电程度进行定量分析。本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下一种基于紫外窄带谱段的电晕检测装置，包括可见光检测光路、紫外光检测光路、图像采集处理器、显示器和SD卡存储模块，所述可见光检测光路包括依次设置的近红外光源、防尘镜、第一分束镜、可见光镜头、可见光CCD图像传感器，所述可见光CCD图像传感器与所述图像采集处理器连接，所述红外光源发出的光束对准所述防尘镜的中央位置，所述第一分束镜与所述可见光检测光路的光轴呈45度；所述紫外光检测光路包括依次设置的第二分束镜、紫外镜头、紫外探测器，所述紫外探测器与所述图像采集处理器连接，所述第二分束镜置于所述第一分束镜的正下方，且所述可见光检测光路的光轴和所述紫外光检测光路的光轴相平行；所述图像采集处理器用于将所述可见光CCD图像传感器传输的可见光信号和所述紫外探测器传输的紫外光信号进行采集与融合处理，并将融合后的信号发送至所述显示器显示；所述SD卡存储模块与所述图像采集处理器连接，用于存储所述图像采集处理器融合后的信号。进一步的，还包括滤光片，所述滤光片置于所述第二分束镜与所述紫外镜头之间。进一步的，所述滤光片为对波长为240nm-280nm的紫外光透射率高于60%、对波长为280nm-400nm的背景透过率低于10_4的化学滤光片。进一步的，所述近红外光源为射出的激光光束的波长为808nm的半导体激光器，或者，为近红外LED灯。进一步的，所述第一分束镜和所述第二分束镜均为对波长为240nm-280nm的紫外光的反射率高于90%、对波长高于300nm的可将光透射率高于93%、对背景透过率低于10_4的化学滤光片。进一步的，所述紫外探测器采用紫外像增强器，所述紫外增强器的响应波段为200nm-280nm，其光阴材料对波长小于280nm的紫外光敏感，对波长高于280nm的紫外光及可见光不敏感。进一步的，所述可见光CXD图像传感器对可见光敏感，且对近红外光敏感。进一步的，所述显示器为液晶显示屏或能够接受模拟信号的监视器。本实用新型的有益效果是使用本实用新型检测装置可以在白天和晚上精确的定位电晕产生的位置。

图I为本实用新型结构框图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。如图I所示，本装置采用两路同轴光路，一路紫外成像，一路可见光成像，然后把紫外成像叠加在可以光图像上显示，可以比较直观的看到紫外放电图像和放电部位，且白天和晚上都能使用。一种基于紫外窄带谱段的电晕检测装置，包括可见光检测光路、紫外光检测光路、图像采集处理器、显示器和SD卡存储模块。本实施例中近红外光源采用可射出的激光光束的波长为808nm的半导体近红外激光器，所述的近红外激光器2可放置在所述防尘镜的上方，其上连接有控制近红外激光器在白天关闭、在夜间开启的控制开关，近红外激光器使得本实用新型检测装置在夜间也可以使用。所述可见光检测光路包括依次设置的防尘镜I、第一分束镜3、可见光镜头4、可见光CXD图像传感器5，所述可见光CXD图像传感器5与所述图像采集处理器6连接，所述第 一分束镜3与所述可见光检测光路的光轴呈45度；所述紫外光检测光路包括依次设置的第二分束镜12、滤光片11、紫外镜头10、紫外探测9器，所述紫外探测器9与所述图像采集处理器6连接，所述第二分束镜12置于所述第一分束镜3的正下方，且与所述第一分束镜3平行设置，用于接收所述第一分束镜3反射的光束；所述可见光检测光路的光轴和所述紫外光检测光路的光轴相平行；所述图像采集处理器6用于将所述可见光CXD图像传感器5传输的可见光信号和所述紫外探测器9传输的紫外光信号进行采集与融合处理，并将融合后的信号发送至所述显示器7显示；所述SD卡存储模块8与所述图像采集处理器6连接，用于存储所述图像采集处理器融合后的信号。所述滤光片为对波长为240nm-280nm的紫外光透射率高于60%、对波长为280nm-400nm的背景透过率低于10_4的化学滤光片；在夜间工作时，可通过按钮或机械方式将滤光片去除，使得紫外线透过率更高。可见光(XD图像传感器5对波长在400nm-900nm的可见光敏感，亦对近红外光敏感。所述第一分束镜和所述第二分束镜均为对波长为240nm-280nm的紫外光的反射率高于90%、对波长高于300nm的可将光透射率高于93%、对背景透过率低于10_4的化学滤光片。所述紫外探测器采用紫外像增强器，所述紫外增强器的响应波段为200nm-280nm，其光阴材料对波长小于280nm的紫外光敏感，对波长高于280nm的紫外光及可见光不敏感。所述显示器为液晶显示屏或能够接受模拟信号的监视器。待检测目标的光线通过可透紫外光的防尘镜I到达第一分束镜3，所述可见光(300nm以上的紫外光、可见光和近红外光通过)透过所述第一分束镜依次传输至所述可见光镜头4、可见光CXD图像传感器5、图像采集处理器6 ;波长为240nm-280nm的紫外光经第一分束镜3反射依次传输至滤光片11、紫外镜头10、紫外探测器9。图像采集处理器6将由可见光CXD图像传感器5和所述紫外探测器9传入的信号经过阈值分割、视频融合等处理之后，将两路信号融合为一路信号，这一路信号包含了可见光的背景信息和紫外波段的电晕信息。最后将融合之后的信号送至显示器7显示，可以在输出信号上精确地看到电晕放电的位置，同时将输出信号送至SD卡存储模块8，其具有录像和拍照以及视频、图像存储功能。可以将相关的信息存储下来供以后分析使用。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。权利要求1.一种基于紫外窄带谱段的电晕检测装置，其特征在于包括可见光检测光路、紫外光检测光路、图像采集处理器、显示器和SD卡存储模块。
所述可见光检测光路包括依次设置的近红外光源、防尘镜、第一分束镜、可见光镜头、可见光CXD图像传感器，所述可见光CXD图像传感器与所述图像采集处理器连接，所述红外光源发出的光束对准所述防尘镜的中央位置，所述第一分束镜与所述可见光检测光路的光轴呈45度； 所述紫外光检测光路包括依次设置的第二分束镜、紫外镜头、紫外探测器，所述紫外探测器与所述图像采集处理器连接，所述第二分束镜置于所述第一分束镜的正下方，且与所述第一分束镜平行设置，用于接收所述第一分束镜反射的光束； 所述可见光检测光路的光轴和所述紫外光检测光路的光轴相平行； 所述图像采集处理器用于将所述可见光CCD图像传感器传输的可见光信号和所述紫外探测器传输的紫外光信号进行采集与融合处理，并将融合后的信号发送至所述显示器显示； 所述SD卡存储模块与所述图像采集处理器连接，用于存储所述图像采集处理器融合后的信号。
2.根据权利要求I所述的一种基于紫外窄带谱段的电晕检测装置，其特征在于还包括滤光片，所述滤光片置于所述第二分束镜与所述紫外镜头之间。
3.根据权利要求2所述的一种基于紫外窄带谱段的电晕检测装置，其特征在于所述滤光片为对波长为240nm-280nm的紫外光透射率高于60%、对波长为280nm-400nm的背景透过率低于10_4的化学滤光片。
4.根据权利要求I所述的一种基于紫外窄带谱段的电晕检测装置，其特征在于所述近红外光源为射出的激光光束的波长为808nm的半导体激光器，或者近红外LED灯。
5.根据权利要求I所述的一种基于紫外窄带谱段的电晕检测装置，其特征在于所述第一分束镜和所述第二分束镜均为对波长为240nm-280nm的紫外光的反射率高于90%、对波长高于300nm的可将光透射率高于93%、对背景透过率低于10_4的化学滤光片。
6.根据权利要求I所述的一种基于紫外窄带谱段的电晕检测装置，其特征在于所述紫外探测器采用紫外像增强器，所述紫外增强器的响应波段为200nm-280nm，其光阴材料对波长小于280nm的紫外光敏感,对波长高于280nm的紫外光及可见光不敏感。
7.根据权利要求I所述的一种基于紫外窄带谱段的电晕检测装置，其特征在于所述可见光(XD图像传感器对可见光敏感,且对近红外光敏感。
8.根据权利要求I至6任一项所述的一种基于紫外窄带谱段的电晕检测装置，其特征在于所述显示器为液晶显示屏或能够接受模拟信号的监视器。
专利摘要本实用新型涉及一种基于紫外窄带谱段的电晕检测装置，包括近红外激光器、可见光检测光路、紫外光检测光路、图像采集处理器、显示器和SD卡存储模块。近红外激光器放置于电晕检测装置的上方；可见光检测光路包括依次设置的防尘镜、第一分束镜、可见光镜头、可见光CCD图像传感器；紫外光检测光路包括依次设置的第二分束镜、紫外镜头、紫外探测器，所述紫外探测器与所述图像采集处理器连接，第二分束镜置于所述第一分束镜的正下方，且与第一分束镜平行设置，用于接收第一分束镜反射的光束；可见光检测光路的光轴和紫外光检测光路的光轴相平行；可见光CCD图像传感器与所述紫外探测器均与所述图像采集处理器连接，显示器和SD卡存储模块均与所述图像采集处理器连接。
文档编号G01R31/08GK202486267SQ20112052244
公开日2012年10月10日 申请日期2011年12月14日 优先权日2011年12月14日
发明者周永军, 商凯, 王建辉, 王文涵, 王斌, 鄢雨, 金明智, 钟胜 申请人:武汉市兑尔科技有限公司