單激光定位電暈紫外探測儀的制作方法
【專利說明】單激光定位電暈紫外探測儀
本申請是對申請日為2013年2月5日、申請號為201310045864.0、發明名稱為:單激光定位電暈紫外探測儀的分案申請
技術領域
本發明涉及一種電暈紫外探測儀，尤其是涉及一種單激光定位電暈紫外探測儀。
【背景技術】
[0002]隨著我國電網規模的迅猛發展，電力設備的局部放電故障問題日益突出。局部放電故障早期一般表現為電暈放電，電暈放電是指電極附近電場強度超過一定值后，導致周圍氣體(通常是空氣)局部電離而產生的一種自持放電現象。電暈屬于高壓脈沖放電，放電過程中會伴隨等離子體的產生，它會使空氣發生化學反應，產生臭氧及氧化氮等產物，弓丨起電氣設備的絕緣腐蝕和損壞，進而造成嚴重事故和電網癱瘓。
[0003]國際照明委員會(CIE)對紫外輻射波段進行了定義，即10nm?400nm的電磁輻射稱為紫外線。具體分三個波段，即UVA、UVB和UVC。其中UVC波段范圍為10nm?280nm，其中10nm?200nm屬真空紫外，在空氣中很快被氧吸收(形成臭氧)，而太陽光譜中200nm?280nm波段的光在穿越大氣平流層時又會被臭氧層強烈吸，這個波段被稱為日盲紫外波段。因此地面上缺少100-280nm波段的紫外光，在地面對UVC紫外波段的目標進行檢測，即使晴朗的白天也可以避免太陽光的背景干擾，檢測的準確度極高。
[0004]而電力設備早期局部放電放電正好會發出UVC波段的光，因此近年來針對UVC波段進行的電力設備早期放電紫外檢測技術逐漸興起，并且在西方國家電力系統中得到了極大推廣應用，在我國也越來越受到重視。毫無疑問，如果能對電力設備的早期放電進行檢測就可以及時預防電力事故的發生。
[0005]然而目前由于我國高靈敏度的日盲紫外成像器件研宄尚不成熟，采用國外高性能紫外成像器件價格又非常昂貴，因此我國在電暈紫外成像儀實用化研宄方面面臨很大困難。但采用單元(非成像)探測方法進行電暈紫外輻射強度檢測是一種比較合適的技術，技術難度相對較低，儀器的開發成本比電暈紫外成像儀低很多，但目前很多單元紫外探測技術缺少目標定位系統。單元探測技術如果缺少專門的定位系統，帶來的后果是無法判斷絕緣子的那個部位出現電暈放電，甚至哪個絕緣子出現電暈放電也無法判斷清楚。
【發明內容】
[0006]本發明所要解決的技術問題是提供一種單激光定位電暈紫外探測儀
本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為:單激光定位電暈紫外探測儀，包括紫外鏡頭、紫外探測器、信號處理電路、數據顯示器和激光觀察鏡，所述的紫外鏡頭和紫外探測器共一個光軸，所述的紫外探測器與所述的信號處理電路電連接，所述的信號處理電路與所述的數據顯示器電連接，所述的紫外鏡頭上套裝有激光器基座，所述的激光器基座上安裝一個可見光激光器，可見光激光器通過激光器驅動電路與信號處理電路電連接，所述的可見光激光器出射光束靠近并平行于紫外鏡頭的光軸。
[0007]所述的激光器基座上設置有與紫外鏡頭配合安裝的大螺紋孔和固定可見光激光器的小圓孔，小圓孔位于大螺紋孔的正上方，激光器基座內與小圓孔垂直的方向上還鉆有一個小螺紋孔，用螺釘通過小螺紋孔將可見光激光器壓緊，激光器基座由鋁或塑料制成。
[0008]紫外鏡頭包括鏡筒、凸透鏡和光闌，鏡筒的內徑為10mm-40mm，鏡筒的長度為內徑的5-10倍，所述的紫外探測器安裝在所述的鏡筒之后，凸透鏡裝在鏡筒的中后端，光闌裝在鏡筒后端且位于紫外探測器與凸透鏡之間，鏡筒的內表面有消光螺紋且呈黑色。
[0009]紫外鏡頭為卡塞格倫鏡頭，紫外探測器安裝在卡塞格倫鏡頭的后面，卡塞格倫鏡頭包括鏡筒、拋物面主反射鏡和雙曲面次反射鏡，所述的拋物面主反射鏡位于鏡筒的后端，拋物面主反射鏡和雙曲面次反射鏡共一光軸，雙曲面次反射鏡位于拋物面主反射鏡的前面且位于拋物面主反射鏡的焦點以內，鏡筒的內表面有消光螺紋且呈黑色。
[0010]紫外探測器為響應波段為100-280nm的單元光探測器或由寬光譜單元探測器加100-280nm紫外帶通濾光片組成。
[0011]信號處理電路由紫外光強信號采集電路、數據分析電路和激光器驅動控制電路構成，所述的數據顯示器為液晶顯示屏或由數碼顯示管構成。
[0012]所述的紫外鏡頭與激光器基座通過螺紋配合。
[0013]還包括外殼，所述的紫外探測器、信號處理電路和數據顯示器設置在所述的外殼內，所述的激光觀察鏡固定在外殼的上方，激光觀察鏡中安裝有與可見光激光器工作波長相匹配的窄帶濾光片。
[0014]還包括外殼，所述的紫外探測器、信號處理電路和數據顯示器設置在所述的外殼內，激光觀察鏡位于外殼外部，激光觀察鏡由眼鏡表面貼可見光窄帶帶通濾光片構成。
[0015]可見光激光器工作波長在630-700nm或500_570nm范圍內。
[0016]與現有技術相比，本發明的優點是通過小視場角的紫外鏡頭進行放電紫外探測，將視場范圍盡可能限制到最小；同時通過單激光束照射到絕緣子上形成激光光斑，激光光斑下方距離為h的位置大致就是放電最為劇烈的地方，這些利用激光觀察鏡可以觀察得到。這樣可以快速找到絕緣子大致哪個部位發生了放電，或者哪個絕緣子發生了放電，達到了對絕緣子的放電位置進行定位的目的。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發明的結構框圖；
圖2為激光器基座結構示意圖；
圖3為本發明實施例一的紫外鏡頭的結構圖；
圖4為本發明實施例二的紫外鏡頭的結構圖；
圖5本發明中激光觀察鏡看到的放電絕緣子位置和激光光斑分布圖。
【具體實施方式】
[0018]以下結合附圖實施例對本發明作進一步詳細描述。
[0019]實施例一:單激光定位電暈紫外探測儀，如圖1所示，包括紫外鏡頭1、紫外探測器3、信號處理電路6、數據顯示器7和激光觀察鏡8，紫外鏡頭I和紫外探測器3共一個光軸31，紫外探測器3與信號處理電路6電連接，信號處理電路6與數據顯示器7電連接，紫外鏡頭I上套裝有激光器基座2，激光器基座2上安裝一個可見光激光器4，可見光激光器4通過激光器驅動電路5與信號處理電路6電連接，可見光激光器4出射光束41靠近并平行于紫外鏡頭I的光軸31，光束41與光軸31的距離為h，在安裝位置允許的情況下讓兩個光軸盡量靠近。
[0020]可見光激光器4工作波長在630-700nm或500_570nm范圍內。
[0021]如圖2所示，激光器基座2上設置有與紫外鏡頭I配合安裝的大螺紋孔21和固定可見激光器4的小圓孔22，小圓孔22位于大螺紋孔21的正上方，激光器基座2內與小圓孔22垂直的方向上還鉆有一個小螺紋孔23，用螺釘通過小螺紋孔23將可見光激光器4壓緊，激光器基座2由鋁或塑料制成。
[0022]如圖3所示，紫外鏡頭I包括鏡筒1A、凸透鏡10和光闌11，鏡筒IA的內徑為10mm-40mm，鏡筒IA的長度為內徑的5_10倍，紫外探測器3安裝在鏡筒之后，凸透鏡10裝在鏡筒的中后端，光闌11裝在鏡筒后端且位于紫外探測器3與凸透鏡10之間，鏡筒IA的內表面有消光螺紋且呈黑色。
[0023]紫外探測器3為響應波段為100-280nm的單元光探測器或由寬光譜單元探測器加100-280nm紫外帶通濾光片組成。
[0024]信號處理電路6由紫外光強信號采集電路、數據分析電路和激光器驅動控制電路構成，數據顯示器7為液