专利名称：夜用头盔显示器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及头盔显示器制造技术领域，更具体地说，涉及一种用于电晕检测的夜用头盔显示器。
背景技术：
近年来，我国经济持续高速稳步发展，电力系统规模也不断扩大，随着我国西电东送计划的实施，输电电压等级逐步提高，500kV的输电线路和变电所相继落户于全国各地， 超高压输变电系统广泛应用，维护其安全、可靠地运行更显得尤为重要。电晕放电不但会严重地影响人身和设备安全，而且还会导致大量的电能损耗，因此及时准确地检测电晕放电的位置和强弱，以便于对电晕放电位置进行检修，对保证电力系统的可靠运行、防止电力设备的损坏和减少人身伤害都有重要的意义。电晕的产生是因为不平滑的导体产生不均勻的电场，在不均勻的电场周围，曲率半径小的电极附近，当电压升高到一定值时，由于空气游离就会发生放电，形成电晕。因为在电晕的外围电场很弱，不发生碰撞游离，电晕外围带电粒子基本都是电离子，这些离子便形成了电晕放电电流。简单地说，曲率半径小的导体电极对空气放电，便产生了电晕。电力系统中的电晕放电使电能大量损耗，其产生的电磁脉冲会干扰无线电和高频通信，使电力设备产生边缘效应，破坏绝缘子，进而导致导线表面被腐蚀，使导线的使用寿命下降。因此，只有尽早发现电晕放电的位置，才能对故障部件及时维修，降低损失，避免事故。现有技术中在夜间对输变电线路巡检时主要采用红外望远镜、红外照相机或紫外照相机等，但是，电晕放电的目标小、强度弱，目视观察比较困难，虽然在晚上太阳辐射微弱的情况下可以采用紫外照相机也能够探测到电晕活动，但是这种探测过程操作比较困难， 效率低，而且费用昂贵；并且，由于红外设备探测到的是发热现象，当采用红外设备探测到电晕现象时，电力线路或设备已经由于电晕而损坏严重，采用上述方法很难在夜间及时的检测到电晕，进而不能及时对进行电力系统进行维护，导致难以避免的损失。基于以上原因，亟需一种便于在夜间光线较弱的情况下，及时检测电晕的设备。

实用新型内容为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种夜用头盔显示器，应用于夜间的电晕的检测，该设备能够在夜间正常视物的情况下，及时的发现电晕现象，检测效率高，并且该头盔显示器携带方便、准确率高、受外界环境的影响小，在对电力系统的维修过程中也可同时配戴，大大避免了电力系统的损失。为实现上述目的，本实用新型实施例提供了如下技术方案一种夜用头盔显示器，包括可见-紫外物镜，用于摄取电晕的光信号及其背景的可见光图像；与所述可见-紫外物镜相连的CXD图像传感器，电晕及其背景的光信号成像于所述CCD图像传感器的光敏面上，由CCD图像传感器输出视频信号；与所述CXD图像传感器相连的微显示器，用于接收所述CXD图像传感器输出的视
频信号；与所述微显示器相连的目镜，所述微显示器的显示面作为所述目镜的物面，人眼通过所述目镜看到电晕及其背景的虚像。优选的，所述微显示器为IXD微显示器。优选的，所述可见-紫外物镜的物距为0. 3m-无穷远。优选的，所述目镜的像距为0. 3m_无穷远。优选的，所述可见-紫外物镜的物距为0. 5m-无穷远。优选的，所述目镜的像距为0. 5m_无穷远。优选的，还包括电源电路，用于为所述头盔显示器的各元件供电；控制电路，用于控制所述可见-紫外物镜、CXD图像传感器、微显示器和以及目镜的正常工作。与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点本实用新型实施例所提供的技术方案，将头盔显示器应用于电晕的检测过程，可见-紫外物镜摄取电晕及其背景的光信号，之后将电晕及其背景的光信号成像于所述CCD 图像传感器的光敏面上，由CCD图像传感器输出视频信号，微显示器接收到CCD图像传感器输出的视频信号后，人眼便可通过所述目镜看到电晕及其背景的虚像，由于所述虚像与电晕及其背景的实物位于同一位置，从而使用者可以很容易的判断电晕放电的具体位置。由于主要采用紫外波段进行电晕的检测，而且在夜间使用，外界光线也较弱，因此人眼可以清晰的看到电晕及其背景的虚像，提高了电晕的检测准确率，并且由于头盔显示器本身便于携带，只需将其配戴在头上即可，从而解放了双手，因此检修人员可以随时配戴着该头盔显示器进行检修工作，从而能够及时的发现电晕现象并进行及时的检修，大大的避免了电力系统的损失。

通过附图所示，本实用新型的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。图1为本发明实施例公开的夜用头盔显示器的结构示意图。
具体实施方式
正如背景技术部分所述，采用现有技术中的观测手段，很难及时的发现电晕现象， 本实用新型的发明人研究发现，出现上述问题的原因是，由于电晕放电初期只能产生很少量的光子，即发光强度很弱，导致在电晕放电初期肉眼很难观察到，当肉眼能够看到电晕放电情况时，往往电力设备的损坏已经很严重了，另外，采用红外望远镜和红外照相机等红外设备虽然也能够探测到电晕故障，但是由于红外设备实际探测到的是发热现象，当检测到电晕现象时，电力线路或设备已经因电晕而损坏严重了。[0028]基于以上原因，发明人考虑，由于电晕放电时的波长范围大概为230nm-405nm之间，涵盖了大部分的紫外波段，并且由于在夜晚发射紫外光的物体较少，因此可以利用紫外波段来检测电晕现象，并且由于在夜晚可见光的光线也较弱，为了不影响使用者的正常视物，还需增加可见光光路，以便于在夜晚及时检测到电晕现象并能够及时检修。同时，由于头盔探测系统本身便于携带等特点，发明人认为可在头盔探测系统中应用紫外光探测，以便于及时的观测到电晕现象。以上是本申请的核心思想，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。其次，本实用新型结合示意图进行详细描述，在详述本实用新型实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。本实施例公开的夜用头盔显示器的结构图如图1所示，该头盔显示器可应用于电晕检测，具体的，该夜用头盔显示器包括可见-紫外物镜11，用于摄取电晕的光信号及其背景的可见光图像；与所述可见-紫外物镜相连的CXD图像传感器12，电晕及其背景的光信号成像于所述CCD图像传感器12的光敏面上，由CCD图像传感器12输出视频信号；与所述CXD图像传感器12相连的微显示器13，用于接收所述CXD图像传感器12 输出的视频信号，本实施例中的微显示器13优选采用LCD(液晶)微显示器；与所述微显示器13相连的目镜14，所述微显示器13的显示面作为所述目镜14的物面，人眼通过所述目镜14看到电晕及其背景的虚像。需要说明的是，本实施例中由于电晕及其背景的图像是在同一光路中同时被采集的，因此人眼看到电晕及其背景的虚像可以与电晕及其背景的实物位于不同位置，本实施例中为了便于检修，优选为，所述虚像与电晕及其背景的实物位于同一位置。另外，需要说明的是，通过可见-紫外物镜所成的像为倒立的实像，为了便于人眼观察，可通过控制CCD图像传感器，对电晕及其背景的信号进行处理，使其输出的视频信号为正立的图像，之后人眼通过目镜即可观测到与电晕及其背景等大的虚像，且该虚像与电晕及其背景的实物位于同一位置。并且，本实施例中为了便于对电晕的检测，以及在检测到电晕放电后能够及时进行维修，需要在维修过程中仍能够清楚的看到电晕现象以及外界景物，并且，产生电晕的设备的虚像应与观测到的电晕的虚像重合于原实物的位置，因此，需要使可见-紫外物镜11 的物距与目镜14的的像距相同。优选的，本实施例中所述可见-紫外物镜11的物距为0. 3m-无穷远，所述目镜14 的像距为0. 3m-无穷远；更优选的，所述可见-紫外物镜11的物距为0. 5m-无穷远，所述目镜14的像距为0. 5m-无穷远。本实用新型实施例将头盔显示器应用于电晕的检测过程，可见-紫外物镜摄取电晕及其背景的光信号，之后将电晕及其背景的光信号成像于所述CCD图像传感器的光敏面上，由CCD图像传感器输出视频信号，微显示器接收到CCD图像传感器输出的视频信号后， 人眼便可通过所述目镜看到电晕及其背景的虚像，由于所述虚像与电晕及其背景的实物位于同一位置，从而使用者可以很容易的判断电晕放电的具体位置。由于主要采用紫外波段进行电晕的检测，而且在夜间使用，外界光线也较弱，因此人眼可以清晰的看到电晕及其背景的虚像，提高了电晕的检测准确率，并且由于头盔显示器本身便于携带，只需将其配戴在头上即可，从而解放了双手，因此检修人员可以随时配戴着该头盔显示器进行检修工作，从而能够及时的发现电晕现象并进行及时的检修，大大的避免了电力系统的损失。并且，由于本实施例中采用紫外波段进行电晕的检测，因此，在雾天等不好的天气情况下仍然能正常工作，准确定位，完全适用于高压变电系统和输电线路等的夜间故障检测。本实用新型实施例中详细描述的仅是该头盔显示器的光路部分，本领域技术人员可以理解，上述各个光学元件之间是通过一定的机械结构相互连接的，并且，除光路部分之外，该头盔显示器还应包括电源电路，用于为所述头盔显示器的各元件供电；控制电路，用于控制所述紫外物镜、CXD图像传感器、第一微显示器和第二微显示器以及第一目镜和第二目镜的正常工作。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求1.一种夜用头盔显示器，其特征在于，包括可见-紫外物镜，用于摄取电晕的光信号及其背景的可见光图像； 与所述可见-紫外物镜相连的CCD图像传感器，电晕及其背景的光信号成像于所述CCD 图像传感器的光敏面上，由CCD图像传感器输出视频信号；与所述CCD图像传感器相连的微显示器，用于接收所述CCD图像传感器输出的视频信号；与所述微显示器相连的目镜，所述微显示器的显示面作为所述目镜的物面，人眼通过所述目镜看到电晕及其背景的虚像。
2.根据权利要求1所述的夜用头盔显示器，其特征在于，所述微显示器为IXD微显示ο
3.根据权利要求1所述的夜用头盔显示器，其特征在于，所述可见-紫外物镜的物距为 0. :3m-无穷远。
4.根据权利要求3所述的夜用头盔显示器，其特征在于，所述目镜的像距为0.3m-无穷远。
5.根据权利要求3所述的夜用头盔显示器，其特征在于，所述可见-紫外物镜的物距为 0. 5m-无穷远。
6.根据权利要求5所述的夜用头盔显示器，其特征在于，所述目镜的像距为0.5m-无穷远。
7.根据权利要求1-6任一项所述的夜用头盔显示器，其特征在于，还包括 电源电路，用于为所述头盔显示器的各元件供电；控制电路，用于控制所述可见-紫外物镜、CCD图像传感器、微显示器和以及目镜的正常工作。
专利摘要本实用新型实施例公开了一种夜用头盔显示器，包括可见-紫外物镜，用于摄取电晕的光信号及其背景的可见光图像；与可见-紫外物镜相连的CCD图像传感器，电晕及其背景的光信号成像于CCD图像传感器的光敏面上，由CCD图像传感器输出视频信号；与CCD图像传感器相连的微显示器，用于接收CCD图像传感器输出的视频信号；与微显示器相连的目镜，微显示器的显示面作为目镜的物面，人眼通过目镜看到电晕及其背景的虚像。该设备能够在夜间及时的发现电晕现象，检测效率高，并且该头盔显示器携带方便、准确率高、受外界环境的影响小，在对电力系统的维修过程中也可同时配戴，大大避免了电力系统的损失。
文档编号G01R31/12GK202057884SQ201120169139
公开日2011年11月30日 申请日期2011年5月23日 优先权日2011年5月23日
发明者张晓宏, 赵顺龙, 阎占元 申请人:华北电力大学(保定)