CN105283741B - 用于测量和检测电气放电的装置、方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于检测和可选地测量具有放电幅值的电气放电的装置、方法和系统，其中所述电气放电导致对应的光学辐射的放射。所述装置实施根据本发明的系统和方法，其中方法包括通过以下步骤测量电气放电：首先存储包括与电气放电的幅值和对应于该幅值的检测器参数相关联的预定的校准数据，检测器参数是与光学检测器相关联的操作参数，接收特定检测器参数并用所存储的校准数据来处理特定检测器参数以检测电气放电，以及确定与所检测到的电气放电的幅值相关联的定量测量。
Description
发明背景
本发明涉及用于远程地测量和确定电气放电(例如电晕放电)的装置、方法和系统。
不合需要的电气放电经常在诸如变电站处的输电线、变压器以及绝缘子之类的高压设备中作为电势故障指示出现。电气放电的一种——电晕放电——是由例如高电压设备附近的空气因为形成在该设备附近的高电场而引起的电离所导致的一种现象。电晕放电出于各种原因出现，然而在许多情况下，这是因为有缺陷的或者设计较差的高压电气设备(诸如高压绝缘子和套管)、输电线以及变电站等所引起的。电晕放电经常不合需要地导致电气设备的故障，这进而可能导致断电以及工厂处的生产损失。另外，电晕放电(尤其是大的电晕放电)的存在对于那些工作中用到高压设备的人(例如操作高压设备以进行维护、检查等的高压线工人)来说提供了危险和潜在的威胁生命的工作条件。对于高压工程师而言，电晕是绝缘问题的先兆。
因此，期望检测和测量电晕放电，以便至少标识潜在的问题以及减轻与之相关联的不合需要的问题。然而，存在一个问题，即电晕现象出现在10千伏电压及更高且无法触及的设备处，这使得该现象难以接近或精确且正确地测量。在高压设备处进行电气连接并且用仪表来测量实际的电晕电平是不可能的。
虽然上述困难和问题此前已由常规的非接触装置和系统通过光学装置和设备来解决，但本发明至少寻求以不同方式来解决上述困难和问题。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种用于检测和测量具有放电幅值的电气放电的设备，其中所述电气放电导致对应的光学辐射的放射，所述设备包括：
光学接收器装置，所述光学接收器装置被配置成接收来自包括潜在的电气放电的源的场景的光学辐射；
第一图像形成装置，所述第一图像形成装置被配置成基于所述光学接收器装置所接收的光学辐射来形成图像；
测量系统，包括：
光学地耦合到所述光学接收器装置的光学检测器，所述光学检测器用于接收和处理来自所述光学接收器装置的光学辐射以生成检测器输出；
存储器设备，所述存储器设备存储预定的校准数据，所述校准数据包括与电气放电的幅值相关联的经校准的定量测量值以及与所述经校准的定量测量值对应的检测器参数，所述检测器参数是与所述光学检测器相关联的操作参数；以及
定量测量模块，所述定量测量模块被配置成接收特定检测器参数并用所存储的校准数据来处理所述特定检测器参数以检测电气放电，并且确定与检测到的电气放电的幅值相关联的定量测量；
显示设备，用于显示所述第一图像形成装置所形成的图像；以及
图像处理器，所述图像处理器被配置成将所确定的定量测量叠放在所述显示设备所显示的图像上。
所述定量测量模块可被配置成通过以下步骤来用所存储的校准数据来处理所接收的检测器参数：
将所接收的检测器参数与构成所述校准数据的一部分的检测器参数作比较；
当匹配时，取回对应于匹配的检测器参数的经校准定量测量值，其中匹配导致检测到电气放电，以及
可选地使用所取回的经校准的定量测量值以确定与所检测到的电气放电的幅值相关联的定量测量。
所述设备可以是便携式相机的形式，所述便携式相机包括：电源；便携式外壳，其限定至少一个光学孔径以使得源自所述便携式外壳之外的光学辐射进入到所述外壳中，其中所述外壳封装所述设备的各组件；以及至少一个目镜，所述至少一个目镜可与所述显示设备视觉上对准以准许观看所述显示设备。
所述光学接收器装置可包括：
光收集器，所述光收集器包括一个或多个光学透镜和/或滤波器以接收光学辐射；以及
分束器，所述分束器光学地耦合到所述光收集器并且被配置成将接收到的光学辐射的光谱的全部或部分反射到所述图像形成装置以及反射到所述测量系统。
所述设备可包括距离确定装置，所述距离确定装置被配置成确定所述设备与潜在的电气放电或潜在的电气放电的源之间的距离，其中所述定量测量模块被配置成使用所确定的距离和与接收到的检测器参数相关联的经校准的定量测量值来确定所检测到的电气放电的定量测量；并且可选地其中所述定量测量模块被配置成在确定所检测到的电气放电的定量测量时应用大气校正因子。
所述设备可被校准到光学辐射的校准源，经校准的定量测量值是与所述校准源相关联的温度、辐射度、以及功率中的一者或多者；以及其中构成所述校准数据的一部分的检测器参数对应于经校准的定量测量值。
所述校准源可以是黑体校准源；并且其中如果经校准的定量测量值是温度，则所述定量测量模块可被配置成通过应用普朗克黑体公式来确定所述电气放电的发射度功率：
所述光学检测器可包括：用于将来自接收到的光学辐射的光子转换成光-电子的光电阴极，耦合到所述光电阴极的用于向所述光-电子施加增益以将其放大的倍增器装置；以及阳极，所述阳极被配置成将经放大的电子转换成输出光子作为检测器输出。
所述设备可包括第二图像形成装置，所述第二图像形成装置有效地连接到所述光学检测器的阳极以由此生成光子输出的图像，其中所述图像处理装置被配置成将所述第二图像形成装置所形成的图像叠放在所述第一图像形成装置所形成的图像上。需要注意，所述第一图像形成装置可以是经由与所述相机相关联的显示设备(例如LCD(液晶显示器)/LED(发光二极管)显式屏)形成和/或显示的图像。所述第一图像形成装置可包括用于形成场景的常规视觉图像的常规视频和/或图像电路和/或处理器。
在一个示例实施例中，所述测量系统可包括电流测量模块，所述电流测量模块被配置成在将接收到的光学辐射处理成输出光子时确定与光电阴极和阳极之一相关联的电气参数，并且其中所述定量测量模块所接收的特定检测器参数是所确定的电气参数。所述电气参数可以是所述光学检测器的阳极在处理接收到的光学辐射以生成所述检测器输出时所抽取的阳极电流，以使得所述校准数据包括多个阳极电流值以及与电气放电的幅值相关联的对应的经校准的定量测量值。在一些示例实施例中，所述电气参数是与所述光电阴极或所述阳极相关联的电流、电压、电阻和功率中的一者或多者的形式。
在本发明的另一示例实施例中，所述存储器设备可存储与所述检测器输出相关联的预定的校准设定点和/或与所述光电阴极和所述阳极之一相关联的电气参数以生成所述检测器输出，其中所述测量系统可包括：
参数监视模块，所述参数监视模块被配置成接收指示所述检测器输出和/或所述电气参数的信息以根据相应的校准设定点来确定其变化；以及
增益控制器模块，所述增益控制器模块被配置成响应于根据相应的校准设定点确定接收到的检测器输出和/或电气参数的变化而将所述光学检测器的检测器参数校正或调节成经校正的检测参数，以便维持检测器输出和/或电气参数和对应的校准设定点之间的预定关系，
其中可被接收以供所述定量测量模块处理的所述特定检测器参数是经校正的检测参数，并且其中所述校准数据包括检测器参数和与电气放电的幅值相关联的对应的经校准的定量测量值，所述检测器输出和/或电气参数和对应的校准设定点之间的预定关系被维持在所述所述经校准的定量测量值。
所述电气参数可以是所述光学检测器的阳极在处理接收到的光学辐射以生成所述检测器输出时所抽取的阳极电流，所述检测器输出可与所述光学检测器输出的光子数有关，并且所述检测器参数可以是所述光学检测器的增益或应用于所述光电阴极的门脉宽，因此可以是所述光学检测器的总体时间平均增益，并且其中所述校准数据可包括增益或脉宽值以及与电气放电的幅值相关联的对应的经校准的定量测量值，在经校准的定量测量值处，检测器输出和/或阳极电流处于或等于该对应的校准设定点。
根据本发明的第二方面，提供了一种用于测量具有放电幅值的电气放电的方法，其中所述电气放电导致对应的光学辐射的放射，所述方法包括：
在存储器设备中存储与光学检测器相关联的检测器输出和/或电气参数的预定校准设定点，其中所述电气参数与所述光学检测器的操作相关联；
存储在所述存储器设备中的预定校准数据包括与电气放电的幅值相关联的经校准的定量测量值以及与所述光学检测器的操作相关联的对应的检测器参数，其中构成所述校准数据的一部分的所述检测器参数被选择成将所述检测器输出和/或电气参数维持在所预定的校准设定点；
接收指示所监视的检测器输出和/或电气参数的信息，
确定所监视的检测器输出和/或电气参数响应于所述光学检测器暴露于来自所述电气放电的光学辐射的放射而相对于存储器设备中存储的相关联的预定的校准设定点的变化；
如果变化被确定，则将与所述光学检测器的操作相关联的检测器参数校正或调节至经校正的检测器参数，以便将所述检测器输出和/或电气参数维持在对应的校准设定点；以及
使用经校正的检测器参数和所存储的校准数据来确定与所述电气放电的幅值相关联的定量测量。
所述检测器参数可以是与所述光学检测器的总体时间平均增益相关联的检测器增益值或脉宽值，其中所述检测器输出可与所述光学检测器输出的光子数有关，并且其中经校准的定量测量值包括与所述电气放电相关联的温度和辐射度值之一。所述方法可包括将经校正的检测器增益值与预定的校准数据一起使用以确定与所述光学检测器接收到的电气放电相关联的输入辐射度的量和/或温度。
所述方法可包括提供光学检测器设备的步骤，所述光学检测器设备包括：可用于将来自接收到的光学辐射的光子转换成光电子的光电阴极；耦合到所述光电阴极的可用于向所述光电子施加增益以将其放大的倍增器装置；以及阳极，所述阳极被配置成将经放大的电子转换成输出光子作为检测器输出。
所述电气参数可以是所述光学检测器的阳极在处理接收到的光学辐射以生成所述检测器输出时所抽取的阳极电流，所述方法因此包括确定所述阳极电流。
所述方法可包括：
使用经校正的检测器参数作为所述校准数据的输入以通过将经校正的检测器参数与校准数据中所存储的进行匹配并取回与其相关联的校准定量测量值来确定与所述光学检测器接收的输入光学辐射有关的相关联的经校准的定量测量值；
确定或测量从所述光学检测器到所述电气放电或所述电气放电的源的距离；以及
通过将所取回的经校准的定量测量值乘以距离商的平方来确定与所述电气放电的幅值相关联的定量测量，其中所述距离商是所确定的光学检测器和电气放电之间的距离与光学检测器和光学检测器藉以进行校准的电气放电的源之间的经校准的距离的商。
所述方法可包括，尤其是如果经校准的定量值是温度：
将所取回的经校准的定量测量值与普朗克黑体公式一起使用：
来确定所述电气放电的功率。
所述方法可包括通过以下步骤来对所述光学检测器设备进行校准：
确定所述检测器输出和/或所述电气参数的校准设定点；以及
针对变化的输入光学辐射对所述检测器参数进行校准，以使所述光学检测器的检测器输出和/或电气参数在所确定的校准设定点保持恒定，其中校准步骤包括通过确定和存储与关联于电气放电的校准源的变化的输入电气放电的幅值相关联的经校准的定量测量值来确定所述校准数据，以及为每个经确定和存储的经校准的定量测量值确定和存储使所述检测器输出和/或电气参数在所确定的校准设定点保持恒定所需的相关联的检测器参数。
所述校准数据可包括经校准的定量测量值相对于检测器参数的校准曲线或查找表，所述方法因此可包括使用经校正的检测器参数作为所述校准曲线或查找表的输入，由此确定对应的经校准的定量测量值。
所述方法可包括通过操作与所述光学检测器相关联的倍增器装置来由此改变施加的增益或改变施加到与所述光学检测器相关联的光电阴极的门脉冲的占空比来由此调节所述光学检测器的时间平均增益来校正或调节所述光学检测器的增益。在后一种情况下，所述倍增器装置的增益或电压被保持恒定，以便在遍及所述光学检测器具有恒定的光子强度和大小。
所述方法可包括以瓦特、光子、或瓦特每秒为单位提供定量测量。
根据本发明的第三方面，提供了一种用于测量具有放电幅值的电气放电的系统，其中所述电气放电导致对应的光学辐射的放射，所述系统包括：
存储数据的存储器设备；
参数监视模块，所述参数监视模块被配置成接收指示与光学检测器相关联的检测器输出和/或电气参数的信息以确定其响应于所述光学检测器暴露于光学辐射的放射而相对于相关联的预定的校准设定点的变化；
增益控制器模块，所述增益控制器模块被配置成响应于确定接收到的检测器输出和/或电气参数的变化而将所述光学检测器的检测器参数校正或调节成经校正的检测器参数，以便由此维持接收到的检测器输出和/或电气参数和对应的校准设定点之间的预定关系，其中所述检测器参数是与所述光学检测器相关联的操作参数；以及
定量测量模块，所述定量测量模块被配置成使用经校正的检测器参数来确定与所述电气放电的幅值相关联的定量测量。
所述检测器参数可以是与所述光学检测器的整体时间平均增益相关联的检测器增益值或脉宽值，并且其中所述检测器输出是所述光学检测器输出的光子数或与该光子数有关。
所述定量测量模块可被配置成将经校正的增益值与存储在所述存储器设备中的预定的校准数据一起使用来确定与所述光学检测器接收的光学辐射相关联的经校准的定量测量值，其中所述校准数据包括与电气放电的幅值以及对应于该幅值的检测器参数相关联的经校准的定量测量值。
所述系统可包括被配置成确定经校正的增益值的增益确定模块。
所述系统可包括操作地连接到所述光学检测器的用于形成所述检测器输出的图像的图像形成装置。
所述系统可包括所述光学检测器，所述光学检测器包括：可用于将来自接收到的光学辐射的光子转换成光电子的光电阴极，耦合到所述光电阴极的用于向所述光电子施加增益以将其放大的倍增器装置；以及阳极，所述阳极被配置成将经放大的电子转换成输出光子作为检测器输出，其中所述电气参数是所述光学检测器的阳极在使用中提供所述检测器输出时所抽取的电流。
所述系统可包括距离确定装置，所述距离确定装置被配置成确定从所述光学检测器到所述电气放电或所述电气放电的源的距离。
所述定量测量模块可被配置成：
使用经校正的检测器参数作为所述校准数据的输入以通过将经校正的检测器参数与校准数据中所存储的进行匹配并取回与其相关联的校准定量测量值来确定与所述光学检测器接收的输入光学辐射有关的相关联的经校准的定量测量值；以及
接收来自所述距离确定装置的到所述电气放电的距离并通过将所取回的经校准的定量测量值乘以距离商的平方来确定与所述电气放电的幅值相关联的定量测量，其中所述距离商是经确定的光学检测器和电气放电之间的距离与所述光学检测器和所述光学检测器藉以进行校准的电气放电的源之间的经校准的距离的商。
所述定量测量模块可被配置成将大气或环境校正因子应用于所确定的定量测量。
所述系统可包括用于为所监视的参数中的每一个确定校准设定点的校准模块。
所述校准模块可被配置成通过针对变化的输入光学辐射对所述光学检测器的检测器参数进行校准来校准所述光学检测器，由此将所述检测器输出和/或电气参数保持或维持在所述校准设定点。
所述校准模块可被配置成通过在所述存储器设备中确定和存储与关联于电气放电的校准源的变化的输入电气放电的幅值相关联的经校准的定量测量值来确定所述校准数据，以及为每个所确定和存储的经校准的定量测量值确定和存储使所述检测器输出和/或电气参数在所确定的校准设定点保持恒定所需的相关联的检测器参数。
所述增益控制器模块可被配置成通过操作倍增器电压装置以由此改变施加的增益来调节所述光学检测器的增益，或者所述增益控制器模块被配置成改变施加到与所述光学检测器相关联的光电阴极的门脉冲的占空比来由此实际调节所述光学检测器的增益。
根据本发明的第四方面，提供了一种用于测量具有放电幅值的电气放电的方法，其中所述电气放电导致对应的光学辐射的放射，所述方法包括：
提供光学检测器以接收和处理来自光学接收器装置的光学辐射以生成检测器输出；
在存储器设备中存储预定的校准数据，所述校准数据包括与电气放电的幅值相关联的经校准的定量测量值以及与所述经校准的定量测量值对应的检测器参数，所述检测器参数是与所述光学检测器相关联的操作参数；以及
用所存储的校准数据来接收和处理特定检测器参数以由此确定与所检测到的电气放电的幅值相关联的定量测量。
在此示例实施例中，所述检测器参数可以是与所述光学检测器的操作相关联的电气参数，其中所述检测器输出与所述光学检测器输出的光子数有关，并且其中经校准的定量测量值包括与所述电气放电相关联的温度和辐射度值之一。
所述光学检测器可包括：可用于将来自接收到的光学辐射的光子转换成光电子的光电阴极；耦合到所述光电阴极的可用于向所述光电子施加增益以将其放大的倍增器装置；以及阳极，所述阳极被配置成将经放大的电子转换成输出光子作为检测器输出。
所述方法可包括确定所述电气参数，其中所述电气参数是所述光学检测器的阳极和/或光电阴极在使用中提供所述检测器输出时所抽取的电流。
所述方法可包括：
使用所确定的电气参数作为所述校准数据的输入以通过将所确定的电气参数与校准数据中所存储的进行匹配并取回与其相关联的校准定量测量值来确定与所述光学检测器接收的输入光学辐射有关的相关联的经校准的定量测量值；
确定或测量从所述光学检测器到所述电气放电或所述电气放电的源的距离；以及
通过将所取回的经校准的定量测量值乘以距离商的平方来确定与所述电气放电的幅值相关联的定量测量，其中所述距离商是所确定的光学检测器和电气放电之间的距离与光学检测器和光学检测器藉以进行校准的电气放电的源之间的经校准的距离的商。
所述方法可包括通过以下步骤来对所述光学检测器设备进行校准：
将所述光学检测器的增益设置为最大值；以及
针对来自校准电气放电源的变化的输入光学辐射对所述检测器参数进行校准，其中校准步骤包括通过确定和存储与关联于电气放电的校准源的变化的输入电气放电的幅值相关联的经校准的定量测量值来确定所述校准数据，以及为每个所确定和存储的经校准的定量测量值确定和存储相关联的检测器参数。
所述校准数据可包括经校准的定量测量值相对于检测器参数的校准曲线或查找表，所述方法可因此包括使用经校正的检测器参数作为所述校准曲线或查找表的输入，由此确定对应的经校准的定量测量值。
根据本发明的第五方面，提供了一种用于测量具有放电幅值的电气放电的系统，其中所述电气放电导致对应的光学辐射的放射，所述系统包括：
光学检测器，用于接收和处理来自光学接收器装置的光学辐射以生成检测器输出；
存储器设备，所述存储器设备存储预定的校准数据，所述校准数据包括与电气放电的幅值相关联的经校准的定量测量值以及与所述经校准的定量测量值对应的检测器参数，所述检测器参数是与所述光学检测器相关联的操作参数；以及
定量测量模块，所述定量测量模块被配置成用所存储的校准数据来接收和处理特定检测器参数以由此确定与所检测到的电气放电的幅值相关联的定量测量。
所述检测器参数可以是与所述光学检测器的操作相关联的电气参数，其中所述检测器输出是所述光学检测器输出的光子数或与该光子数有关，并且其中经校准的定量测量值包括与所述电气放电相关联的温度和辐射度值之一。
所述光学检测器可包括：可用于将来自接收到的光学辐射中的光子转换成光电子的光电阴极；耦合到所述光电阴极的可用于向所述光电子施加增益以将其放大的倍增器装置；以及阳极，所述阳极被配置成将经放大的电子转换成输出光子作为检测器输出。
所述系统可包括电流确定模块，所述电流确定模块被配置成确定所述电气参数，其中所述电气参数是所述光学检测器的阳极和/或光电阴极在使用中提供所述检测器输出时所抽取的电流。
所述定量测量模块可被配置成：
使用所确定的电气参数作为所述校准数据的输入以通过将所确定的电气参数与校准数据中所存储的进行匹配并取回与其相关联的校准定量测量值来确定与所述光学检测器接收的输入光学辐射有关的相关联的经校准的定量测量值；
确定或测量从所述光学检测器到所述电气放电或所述电气放电的源的距离；以及
通过将所取回的经校准的定量测量值乘以距离商的平方来确定与所述电气放电的幅值相关联的定量测量，其中所述距离商是所确定的光学检测器和电气放电之间的距离与光学检测器和光学检测器藉以进行校准的电气放电的源之间的经校准的距离的商。
所述系统可包括校准模块，所述校准模块被配置成：
将所述光学检测器的增益设置为最大值；以及
针对来自校准电气放电源的变化的输入光学辐射对所述检测器参数进行校准，其中所述校准模块被配置成通过确定和在所述存储器设备中存储与关联于电气放电的校准源的变化的输入电气放电的幅值相关联的经校准的定量测量值来确定所述校准数据，以及为每个所确定和存储的经校准的定量测量值确定和存储相关联的检测器参数。
根据本发明的第六方面，提供了一种操作光学检测器的方法，所述方法包括校准所述光学检测器以确定校准数据，其中所述校准数据指示对于变化的输入光学辐射将所述光学检测器设备的检测器输出保持恒定所需的增益。
根据本发明的第七方面，提供了一种用于操作光学检测器设备的方法，所述方法包括响应于接收输入光学辐射，通过改变所述光学检测器设备的增益，以及使用所得到的增益来确定所述光学检测器设备所接收的输入光学辐射的量来将所述光学检测器设备的检测器输出维持在恒定水平。
附图简述
图1示出根据本发明一个示例实施例的装置的示意图；
图2示出根据本发明一个示例实施例的装置的另一示意图；
图3示出根据本发明一个示例实施例的系统的示意框图；
图4示出根据本发明一个示例实施例的另一系统的示意框图；
图5示出根据本发明一个示例实施例的系统的高级示意框图；
图6示出根据本发明一个示例实施例的光子计数对光学检测器设备的增益的图表；
图7示出根据本发明一个示例实施例的光子团块面积对光学检测器设备的源的功率的图表；
图8示出根据本发明一个示例实施例的总光子面积对光学检测器设备的增益的图表；
图9示出根据本发明一个示例实施例的输入照射对光学检测器设备的增益的示例校准曲线；
图10示出根据本发明一个示例实施例的方法的高级流程图；
图11示出根据本发明一个示例实施例的方法的另一高级流程图；
图12示出根据本发明一个示例实施例的方法的另一高级流程图；
图13示出根据本发明一个示例实施例的用于测量电晕放电的方法的低级流程图；
图14示出根据本发明一个示例实施例的用于寻找设定点的方法的低级流程图；
图15示出根据本发明一个示例实施例的用于校准光学检测器设备的方法的低级流程图；
图16示出计算机系统的示例形式的机器的图形表示，其中可执行使得机器执行本文所讨论的任何一种或多种方法的指令集。
优选实施例的描述
在以下描述中，为解释起见，阐明了众多具体细节以提供对本公开的实施例的全面理解。然而，对于本领域技术人员而言明显的是，本公开无需这些具体细节也可实施。
参见附图的图1和2，其中示出了根据本发明的示例实施例的装置10。装置10通常是相机设备，类似于常规的摄像机，用于实时检测来自源12的电气放电，该电气放电可与一件高压电气设备相关联，例如高压输电线上的绝缘子。电气放电或电晕放电具有放电幅值，并且是引发相应的紫外光谱的光学辐射放射的原因，其中发射出的光子具有240和400nm之间的波长。
相机10可用于生成和显示正被看到的场景的视频图像11，并且进一步被配置成测量和与电气放电相关联的电气幅值的定量测量值并将其(如果有的话)对应地实时叠加在正被看到的场景中。相机10可被手持地使用，或者安装在固定位置或者直升机平台(即由沿输电线飞行并且检查线路硬件的直升机上人员来使用)。
可以理解的是绝缘子可以或可以不具有有问题的电气放电，例如与其相关联的电晕放电。然而，相机装置10可用于在基本上距潜在的电气放电的远距离D处实现对绝缘子的非接触的现场检查。以此方式，装置10使得用户能够在通过相机装置10观看到的场景或现场中检测或确定电晕放电的出现。另外，相机装置10使得用户能够在远距离D处确定电晕放电的幅值，这实际上使得绝缘子处的任何功率损失能够在不需要对其进行潜在危险的物理检查的情况下来确定。
为此，相机10包括便携式外壳14，其界定了至少一个(具体来说是两个)光学孔径14.1和14.2以使得从便携式外壳14的外部射来的光学辐射进入外壳14。外壳14还包括供用户使用的目镜14.3，如以下将描述的。目镜14.3可以类似于与常规摄像机或便携摄像机相关联的常规目镜的枢轴形式相对于外壳移位。便携式外壳14还包括手柄14.4，用于方便对相机装置10的便携式操纵。
便携式外壳14容纳与相机装置10相关联的所有电子设备、三个光学通道以及数据处理设备。除了孔径14.1和14.2，便携式外壳14也因此被屏蔽掉不合需要的环境光或光学辐射，或者使传感器被屏蔽掉电磁干扰。
孔径14.1方便地与光学接收器装置16光学对准，光学接收器装置16可用于接收来自场景的光学辐射。来自场景的光学辐射至少包括紫外线、红外线、以及人类可见光。经由孔径14.1接收的感兴趣的光学辐射通常是紫外线和可见光光谱中的多光谱光。然而，需要注意，装置10可用于处理经由孔径14.2接收的红外光，如图2中所示。该实施例包含对长波长敏感的红外传感器，该传感器将光学辐射转换成电气信号，该电气信号在被处理后指示对象的温度。因此，相机10实施例能够同时测量电气对象的热量和放电。
不管何种情况，光学接收器装置16可包括一个或多个光收集器或透镜以及分束器16.1和光束反射器16.2，分别如图2中所示。光学接收器16可包括用作带通滤波器、阻挡长波长光子以及通过电晕光子的一个或多个滤波器。透镜既可以是折射性质也可以是反射性质。在未示出的其它示例实施例中，需要注意，替代分束器16.1和16.2，相机装置10可包括两个通向同一终点的两个孔径。需要注意，有一个分束器16.2分离出入射光线的紫外线，之后有一个或两个光束反射镜，直到光线通过装置16。在一个优选示例实施例中，存在一个分束器16.1，其分离出入射光线的紫外线，之后有一个或两个光束反射镜16.2，直到光线通过滤波器16。
相机装置10包括图像形成装置18，图像形成装置18被配置成形成由光线接收器装置16所接收的可见光、紫外线以及红外线光学辐射的图像。图像形成装置可包括电荷耦合器件(CCD)、互补金属氧化物半导体(CMOS)器件、或诸如此类。
相机装置10还包括测量系统或装置20，测量系统或装置20被配置成从所接收的光学辐射确定与电气放电的放电幅值相关联的定量测量(值)。测量系统20将在以下详细讨论。
装置10进一步包括用于显示由图像形成装置18所形成的图像的显示设备22。显示设备22可以是液晶显示设备(LCD)、发光二极管(LED)显示设备、或诸如此类。显示设备22通常使得用户能够观看相机装置10在使用时被操作地指向的场景。显示设备22可被放置在外壳14内，并且可由用户经由目镜14.3来观看。然而，这并不是必需的，因为显示设备22可作为可移位的翻门来提供，类似于常规的手持摄像机上的取景器。
装置10还包括图像处理器24，图像处理器24被配置成将指示所确定的定量测量/值的信息叠放在显示设备22所显示的图像上。以此方式，用户可确定正经由相机装置10观看的潜在电晕放电的定量值。例如，用户可随后确定该电晕放电是否危险。
图像处理器24可包括一个或多个微处理器、控制器、或用于按此处所描述的操作的任何其它合适的计算设备、资源、硬件(电子器件)、软件、或嵌入逻辑。
相机装置10进一步包括用户接口装置26，用于接收来自用户的输入，该输入用于指示相机装置10的各项功能的操作。用户接口装置26可包括多个按键、显示等以向用户提供用户可选择的与装置10相关联的工作参数，并且因此接收对相机装置10的操作的用户选择。
相机装置10还包括常规的可再充电池组之类的形式的电源28以对相机装置10内的电子器件供电。例如，电源28可包括锂离子电池。替代地或补充地，电源28可包括干线供电。
虽然未示出，但将会理解，相机装置10可包括如此处所描述地工作的多个电子组件和电路。然而，在图2中，有更多相机装置10的特征被示出。具体来说，相机装置10包括检测器同步器装置30，用于使不同检测器彼此同步，以及与紫外线测量系统或其组件同步，以提供定量测量。
装置10还包括图像融合装置32以及图像着色装置34。出于完整性，需要注意，装置32和/或34被配置成将人造色彩叠放在所生成的可见图像上，从而在一个单幅图像中提供关于温度和电晕功率的附加信息。在优选示例实施例中，装置34是任选的。
装置30、32和34可以是可由例如图像处理器24所控制的独立的电子电路。替代地或附加地，它们可分别是代码的可标识部分、计算或可执行指令、数据、或计算对象，以实现特定功能、操作、处理或过程。另外，它们可各自以硬件、软件、或硬件和软件的组合来实现。
图像处理器24可包括视频编码器模块36，用于将经处理的图像编码成PAL(逐行倒相)、NTSC(美国国家电视系统委员会)格式/系统。
相机装置10还可包括多个其它常规电子组件38，这些组件38被配置成提供供用户经由用户接口装置26选择以及经由显示设备22处理和显示的数据。例如，GPS(全球定位系统)单元、温度传感器、时钟、环境压力传感器、相对湿度传感器以及用于确定距潜在电晕源12的距离的输入装置。
相机装置10还具有多个输入和输出端口，用于收集数据和向用户提供数据。
相机装置10可包括闪存存储器设备40，用于方便存储经处理的图像。需要注意，相机装置10所记录的场景的视频图像可经由设备40来存储。这可以类似于常规手持摄像机的方式来实现。
作为显示设备22的替代或补充，相机装置10包括视频输出装置42，用于促进将经处理的图像输出到外部显示器，或者将经处理或所记录的视频图像传输到一远程位置。
将会理解的是，处理器24被配置成通过在时间上对UV图像积分并随后对其施加阈值以移除噪声光子并增加增益来对所接收的UV图像进行处理。模块24简单地将经处理的数据叠放在可见图像上以在图像上电晕放电出现的位置处形成团块。在一些示例实施例中，叠放将基于以下描述的新的定量电晕强度计算而采用恰适的色彩。IR图像被简单地叠放。
参见附图的图3和4，附图标记50和80分别总体地指示了根据本发明的示例实施例的测量系统。虽然以上所描述的测量系统20可从系统50和80中的一个或两个中选择，但是在一些示例实施例中，系统50、80或其组件可以是地理上分散的分开的独立测量系统。例如，系统50、80可以是独立的，例如离线系统，例如被配置成响应于由此检测或确定的不合需要的工作参数而生成适当的警报的设备故障监视系统。
在一些示例实施例中(未进一步讨论)，用户可经由用户接口装置26来选择他们期望相机装置10在使用时采用哪个系统50、80来确定电晕放电的定量测量。虽然在一些实施例中系统50和80两者都在相机装置10中提供，但为了便于阐述，它们被分开讨论。
首先参照系统50，需要注意，系统50包括：光学检测器设备、包括光电阴极56的电子放大器检测器设备或图像增强器54、微通道板(MCP)形式的倍增器装置58、以及阳极60，其中MCP 58可操作地放置在光电阴极56和阳极60之间。
将会理解，光电阴极56被配置成将入射到其上的与来自电气放电的输入光学辐射相关联的光子转换成光电子。光电阴极56通常是系统50的输入窗口，并且被配置成暴露于源12以接收与电气放电相关联的光学辐射或紫外光/辐射。在一些示例实施例中，可在光电阴极56附近提供包括透镜和滤波器的光收集或集中装置用于收集来自电气放电的光，例如紫外线光谱的光。
光电阴极56由被配置成将从光学辐射接收的光子转换成电子的材料所构造，例如双碱阴极(bialkalai)材料，该材料被选择成匹配与光学辐射相关联的紫外线光谱中的光子的能级。在一优选示例实施例中，光电阴极56由碲化铯(Cs-Te)的圆盘来构造，因为碲化铯原子电子带隙匹配于紫外线光谱(例如，200到280nm)中的光子的能级。以此方式，光电阴极56以差别对待的方式将光子转换成光电子，或者仅仅响应于接收到与来自电晕放电的光学辐射相关联的期望紫外线光谱范围中的光子而生成电气信号。同样，将会理解，设备54的聚焦平面的转换因子被固定为根据光电阴极材料(Cs-Te)的量子效率因子所确定的。光电阴极电流与每秒种被转换成光电子的光子数目成线性比例。
将会理解，光电阴极的电流Ip与入射到其上的光子的量直接相关。光电阴极电流Ip可因此通过使用跨与光电阴极56相关联的1GΩ电阻器的电压Vr以及等式Ip＝Vr/R来确定。
操作地耦合到光电阴极56的MCP 58有效地工作为光电子倍增器以将来自光电阴极56的光电子乘以特定增益值或因子G，该特定增益值或因子G此后被简称为增益G。在一示例实施例中，MCP 58包括双阶板58，并且提供最高到2X 106的可变增益G。在采用双阶板58的情况下，输入板从光电阴极56吸引电子，因为它工作在接地电势，而输出板工作在较高的电势，诸如+1500V，以使得通过输出板的电子如之前所述地按增益G倍增。换言之，板58有效地放大从光电阴极56接收的电气信号。
阳极60有效地耦合到MCP 58并且被配置成将放大的电子转换成输出光子。阳极60从MCP 58吸引电子，因为它具有相对高的电势，大约+5000V到+7000V，优选地是+5500伏特。阳极60包括荧光屏以将电子或次级发射电子转换成光子。阳极60所抽取的电流根据由此接收的电子的数目来确定。
阳极60可具有阳极电流Ia，其可通过将光电阴极Ip乘以板58的增益G来确定，如由以下等式给出：
Ia＝G.Ip
需要注意，阳极电流Ia与光电阴极电流Ip直接成比例，并且因为增益G，在使用中阳极电流Ia容易测量得多。
设备54的至少上述的组件可被放置在圆柱形密封的外壳或真空管中。光电阴极56、板58和阳极60可以是平面的圆盘，在外壳中彼此间隔开预定距离，其中工作主面彼此平行。
虽然未示出，将会理解，系统50可包括电源(例如可再充电池组或诸如此类)以对其供电，包括对光学检测器设备54供电。另外，为了易于解说，与系统50相关联的电子电路(例如驱动器电路、外围电路和组件)等未被示出。在一个示例实施例中，系统50通常通过来自相机10的电源28来供电。实施例50描述了开关模式电源和电压倍增器电路以生成高电压以便驱动/通电各个组件56、58和60、差分放大器，用于测量所实施的组件(56、58和60)的各个电气参数。
系统50还可选地包括图像形成装置62，图像形成装置62包括被配置成将接收到的光子转换成电气信号的CMOS器件或CCD。CMOS装置62通过光纤有效地耦合到阳极60以促进以常规方式形成阳极60所生成的光子的图像。这些光子通常可在形成的图像中被指示为不同的白点或团块。因此，电晕放电将在图像中作为多个点来出现，或者被集成为一个大的点。电晕点由图像形成装置18叠加(引用)到可视图像上，并且几何地表示高压设备上电晕的确切位置。电晕点的色彩可以被选择为任何色彩。图像格式化装置18包括电子电路和软件，用于通过随机噪声和电晕信号之间的差分来移除光子噪声并且通过在时间上对电晕光子积分来提高增益。图像处理器24可被配置成将装置62所形成的图像叠放到由图像形成装置18所形成的常规视频图像上。以此方式，向用户呈现了场景的图像，其中团块对应于与测试下的设备(DUT)相关联的潜在电气放电以及与之相关联的定量测量。
不管何种情况，系统50包括被配置成测量至少阳极60的电流的电流测量模块64。这可以常规方式使用欧姆定律来实现，具体来说，使用跨与阳极60相关联的例如1kΩ电阻器的电压。为此，模块64可例如经由硬接线连接而被电气地耦合到阳极60。
需要注意，在未解说或描述的一些示例实施例中，模块64可有效地连接到光电阴极56以确定光电阴极电流Ip。然而，这可能比测量阳极电流Ia要更困难，因为光电阴极电流Ip与阳极电流Ia相比相对较小。
系统50还方便地包括处理器或处理器装置66。处理器66可包括或可通信地耦合到存储器设备68，在其中或其上存储了数据以及一组非瞬态计算机可读指令，这些指令用于控制或指示处理器66以及因此系统50的操作。存储器设备68可包括易失性或非易失性存储器。应当理解，处理器66可包括一个或多个微处理器、控制器、或任何其它合适的计算设备、资源、硬件、软件、或嵌入逻辑。另外，此处所描述的所有处理器可形成相机装置10的处理器24的一部分。然而，为了便于阐述，处理器将会作为分开的处理器来讨论。
处理器66可包括对应于要由处理器66及因此的系统50所执行的功能任务的多个组件或模块。就这一点而言，本说明书的上下文中的“模块”将被理解为包括例如存储在设备68中的代码的可标识部分、计算或可执行指令、数据、或计算对象，以实现特定功能、操作、处理或过程。因此，模块不必要以软件实现；模块可以用软件、硬件、或软件和硬件的组合来实现。此外，模块不必要被合并在一个设备中，而是可跨多个设备分布。
处理器66包括辐射确定模块70，辐射确定模块70被配置成将电流测量模块64所确定的阳极电流Ia与存储在存储器设备68中的预定的校准数据一起使用来确定光学检测器设备54所接收的输入光学辐射的量。校准数据可被存储在存储器设备68中，并且可包括指示输入光学辐射以及与之相关联的对应的阳极电流电气值的信息。具体来说，校准数据可包括阳极电流Ia和光学检测器设备54所接收的输入光学辐射的预定的校准曲线或函数，使得模块70被配置成基于或具体通过使用阳极电流Ia来确定对于设备54的输入光学辐射或辐射度。在这一示例实施例中，校准曲线有效地提供阳极电流Ia和输入光学辐射之间的关系。
需要注意，在一些示例实施例中，校准数据可以是查找表的形式，该查找表使用阳极电流Ia作为输入来确定对应的输入辐射度。
虽然说明书中将会参照对阳极电流Ia、校准的增益G等的使用，但是本领域技术人员将会理解在适合情况下，可参照指示这些值的信息，以便处理器66以常规方式来处理。
存储器设备68可被提供预加载在其上的校准数据。然而，在一些示例实施例中，例如在所示出的示例实施例中，处理器66包括校准模块72，校准模块72被配置成通过针对输入辐射度来校准检测器设备54的输出(例如阳极电流Ia)来生成校准数据。例如，模块72在校准期间可响应于校准源被带到有效地靠近设备54而可操作用于来记录响应于入射到设备54上的源的变化的辐射度的阳极电流Ia，并且在校准曲线上针对输入辐射度标绘阳极电流Ia。每个设备54可以此处所描述的方式被校准以确定校准数据。
将会理解，所确定的校准曲线可被用于确定校准函数，该校准函数被配置成接收阳极电流Ia作为输入，并返回输入辐射度作为针对该输入的输出，即或Ia＝f(辐射度)。输入辐射度以瓦特/cm2或者瓦特/m2或者光子数/秒等来确定。
所谓的“入射到设备54上的辐射度”或“输入辐射度”指的是被设备54的光电阴极56有效接收的辐射度，或者换言之，电晕放电的源的辐射——辐射通量。就这一点而言，期望确定指示电晕源12处的实际功率损耗的信息，因为这一信息将促进对于故障或故障的程度等的诊断的便利。
为此，处理器66还包括定量测量模块74，定量测量模块74被配置成通过使用模块70所确定的输入辐射度来确定与源12的电气放电的幅值相关联的定量测量。具体来说，模块70通过将所确定的设备54接收的辐射度乘以源12和光学检测器设备54之间测得的距离D与校准源和光学设备54之间的经校准的距离的距离商的平方分之一来有效地确定或估计源12处的功率损耗(辐射)的量。校准距离是在校准设备54以获得校准数据期间电晕放电的校准源与设备54之间的距离。系统50可接收所推测的电气放电的源12与设备54之间的距离，作为经由用户接口装置26的输入。替代地或附加地，系统50可被配置成经由用户接口装置26提示用户将设备54基本放置在距电晕源12预规定距离处。替代地或附加地，系统50可接收所推测的电气放电的源12与设备54之间的距离，作为经由测距仪装置或距离确定装置58的输入。距离确定装置58可以是镭射距离确定装置58。
定量测量模块74还被配置成方便地将大气或环境校准因子(诸如相对湿度和温度)应用于所确定的定量测量以提供更准确的结果。校正因子可以是依赖于存储器设备68中存储的天气条件的众多因子中的一个。校正因子可以是用户可经由用户接口装置26取决于系统50操作或使用时的主导天气条件来选择的，或者在一些示例实施例中，可以由系统50来选择。
此处所描述的功能方便地允许系统50确定在特定地点电晕放电的幅值。然而，需要注意，存在与设备54相关联的几个问题，这些问题可能潜在地影响确定和测量电晕放电。例如，各个MCP通道具有不同的增益G，这导致CMOS装置62所显示的光子具有不同大小，即使是具有相同的能量。就这一点而言，每个管的增益校准(包括对所有通道的平均校准)在处理单个光子时作用很小甚至无用。需要注意，讨论的是光子，因为设备54的输入至少包括来自电晕放电的光子。
在另一问题场景，需要注意，在高增益或输入辐射度的情况下，设备54的电源不能提供足够的电流以馈送给阳极60。这因而导致设备54的增益G的衰落(更少的阳极电子/每秒)。同样，无论电晕源的幅值如何，电晕放电区域在装置62所形成的图像中在小和大之间摇摆，可能是因为电源不能为源提供足够的电流以在图像中形成准确的电晕放电区域。
另外，需要注意，设备54的增益G随输入辐射度而改变，可能是因为板58中的非恒定电场和/或空间电荷构成高的电流电平。
在另一场景中，要求在光子可能在所述图像上被统计到之前对与装置62相关联的图像设置阈值。由于低增益下的极低强度光子导致在图像上几乎无法被看到的区域，或者在高增益下相对高强度的“光晕”，这变得更复杂。需要注意，自动阈值保持技术已被尝试，但很少成功。
在一个其它的问题场景中，在较高的电源放电的源功率和增强器增益下，变得难以分离和统计单个光子。在图6中，从示出的图表中将注意到，光子计数随增益G增加直到大致60％的增益G，此后光子随即开始熔合成一个大的团块，该团块不能被分开和统计，因而导致计数开始衰减。
用户可通过选择使用系统80来解决上述这些问题。
再看下附图的图4，需要注意，系统80中的一些组件类似于系统50，因而相同的附图标记被用来指代类似的组件。然而，需要注意，在一些方面，类似的组件可能在功能方面是不同的，如以下将会讨论的。将会理解，此处所描述的系统80至少寻求解决此前所提到的问题。
系统50和系统80之间的一个重要区别是系统80的处理器或处理器装置82在一些方面与处理器66不同。具体来说，处理器82包括参数监视模块84，参数监视模块84被配置成接收指示至少一个与光学检测器设备54相关联的检测器输出的信息以确定检测器输出响应于光学检测器设备54暴露于光学辐射的放射而相对于相关联的预定校准参数或设定点的变化。
为此，模块84被配置成将接收到的检测器输出与对应的校准设定点作比较。模块84可接收指示并因而有效监视与检测器54或检测器输出相关联的一个或多个输出参数的信息。
模块84所监视的检测器输出可包括阳极电流Ia、图像形成装置62所生成的图像中的光子计数、装置62所生成的图像中的总光子面积、以及一个或多个MCP 58事件中的一者或多者。在一个示例实施例中，术语“设定点”指的是设备54与上述检测器输出有关的固定状态。对于每个检测器输出，可至少有一个校准设定点，设备54在该校准设定点附近被校准以确定校准数据，如以下将讨论的。
在一些示例实施例中，可以有不止一个与输出参数相关联的设定点。在这一示例实施例中，(设定点范围中的)校准设定点可被呈现给用户，并由用户在使用时取决于系统80的工作期间的各项考量经由用户接口装置26来选择。用户还可可选地选择模块84所监视或接收的检测器输出，这同样取决于于系统80的工作期间的各项考量。然而，在优选的示例实施例中，各种检测器输出的接收或监视可自动执行。在后一种情况下，系统80可生成和传送适当的消息以告知用户检测器输出正被监视。
在“高”功率电晕的情况下可监视阳极电流Ia，在“中”功率电晕的情况下将监视总光子面积(像素总数)，在极“低”功率电晕的情况下将监视光子计数(团块数)或板58事件计数。
在涉及测量“高功率”电晕的示例实施例中，模块84可被配置成监视阳极电流Ia或接收指示阳极电流Ia的信息，并将其与设备68中存储的相关联的设置点作比较。需要注意，在一些示例实施例中，校准设置点不需要是单个值，但是可包括校准带，该校准带以此处描述的方式实现对电晕放电的定量测量，重要的是接收到的检测器输出和校准参数或设定点之间的关系根据具体情况可选地包括校准带。在优选示例实施例中，接收的检测器输出必须基本等于校准设定点。
无论何种情况，如果所监视的阳极电流Ia小于或等于阳极电流Ia的对应校准设定点，则模块84随后监视或接收指示总光子面积的信息。类似的，如果所监视的总光子面积小于或等于总光子面积的对应校准设定点，则模块84随后监视光子计数或微电荷板电流事件。需要注意，处理器82可包括一个或多个图像处理模块，图像处理模块被配置成处理来自装置62的图像以确定此处参照描述的检测器输出。
关于图像中的总光子面积，从图7中将注意到，如所示出的，装置62所生成的图像中的团块的总面积与以瓦特为单位的输入辐射度或源功率相关。类似地，如图8中所示，在总光子面积和设备54的增益G之间存在关系。
不管何种情况，对于提到的所有检测器输出，设备54的增益G随着变化的输入辐射度而改变。以此方式，处理器82通常包括增益控制器模块86，增益控制器模块86被自动配置成响应于模块84确定接收到的检测器输出的变化而将光学检测器设备54的增益G自动调整为经校正的增益值，以维持接收到的检测器输出与相应的校准设定点之间的预定关系。该预定关系可以是检测器输出基本等于校准设定点。需要注意，经校正的增益值不是预定值，而是增益G被校正到的那个增益值或增益G被调整的校正因子，以将检测器输出带到和/或保持到基本等于对应的校准设定点。
模块86通过操作微通道板电压58以由此改变施加的增益来控制设备54的增益。替代地或附加地，模块86通过改变施加到光电阴极56的门脉冲的占空比来控制设备54的增益。换言之，设备54的电子快门动作发生以控制设备54所处理的光子的数目从而将检测器输出或阳极电流基本维持在设定点。
增益G一般最初被设定到最大值，并且在监视阳极电流Ia时，如果增益G大于对应的校准设定点，则增益控制器模块86自动将光学检测器设备54的增益G逐渐降低至经校正的增益值，直到所监视的阳极电流Ia等于对应的校准设定点。如上所述的，经校正的增益值是设备54要被调整到的增益G以将阳极电流Ia带到基本等于对应的校准设定点。
类似地，在监视总光子面积时，增益控制器模块86可被配置成如果总光子面积大于对应的校准设定点则将光学检测器设备54的增益G逐渐降低至经校正的增益值，其中所监视的总光子面积等于经校正的增益值处的对应的校准设定点。
另外，在监视光子计数或微通道板事件计数时，增益控制器模块86可被配置成如果总计数大于对应的校准设定点则将光学检测器设备54的增益G降低至经校正的增益值，其中所监视的计数等于对应的校准设定点。
处理器82还包括增益确定模块88，增益确定模块88被配置成确定经校正的增益值，该经校正的增益值是增益G被校正到的那个增益值或增益G被调整的校正因子，以将所监视的检测器输出保持到基本等于校准设定点。
虽然具有图3的系统50的类似模块74的一些功能，但是可以理解，处理器82的定量测量模块74被配置成使用所确定的经校正的增益值来确定与电气放电的量级相关联的定量测量。具体来说，模块74被配置成将所确定的经校正的增益值与存储在存储器设备68中的预定的校准数据一起使用来确定由光学检测器设备54接收的与其相关联的输入光学辐射、辐射度、或温度的量，其中系统80中的校准数据包括指示与其相关联的光学检测器设备54(针对特定设定点的)输入光学辐射和对应增益值的信息。需要注意，这不同于以上参照图3的系统50的模块70所描述的输入辐射度的确定。
系统80的模块74随后通过以此前描述的方式使用所确定的输入辐射度来确定源或电晕放电的电气放电的定量测量。然而，这一数据也可方便地预定并针对距电晕放电的多个不同距离而存储在对应的查找表中。在这一示例实施例中，用户被提示或可以选择设备54距电晕源的距离。替代地或附加地，该距离可以自动从附件38获得。
需要注意，系统80的存储器设备68中存储的校准数据不同于系统50的存储器设备68中存储的校准数据。具体来说，系统80的存储器设备68的校准数据可包括针对此前所描述的与检测器输出相关联的每个经校准的设定点的校准函数。校准函数提供光学检测器设备54的增益G或增益值作为每个校准设定点的输入辐射度的函数，以使得经校正的增益值可被用作为校准函数的输入以确定对应的输入辐射度。
在优选示例实施例中，校准数据可包括输入辐射度相对增益G的校准曲线，模块74可因此使用所确定的经校正增益值作为校准曲线的输入，由此确定对应于特定的相关联校准设定点的输入辐射度的对应输入辐射度。可为与检测器输出相关联的每个校准设定点提供校准曲线。
在一个更实际的示例实施例中，校准数据可包括增益G和针对特定校准设定点的对应输入辐射度值的查找表，以使得被选择用于维持接收的检测器输出与特定输入辐射度的相关联的校准设定点之间的预定关系的经校正增益值被用作为与校准设定点相关联的查找表的输入，其将有效地输出对应的辐射度值。要重申的是，每个校准设定点可具有特定的校准数据，例如与其相关联的适合的查找表。例如，参照图9，对于光子面积的恒定检测器输出，示出了具有2000个像素的校准设定点的输入辐射度相对增益G的校准曲线。
由于所有的检测器输出与流过设备54的电流有关，因此期望的是，通过例如保持流过设备54的电流、非恒定电场的作用、供电饱和度等将解决之前提到的问题。
为了获得校准数据，系统80包括校准模块90，校准模块90可用于确定所监视的检测器输出的每一个的校准设定点以及与之相关联的校准数据。校准模块90还可用于通过针对变化的输入光学辐射校准光学检测器设备54的增益G来校准光学检测器设备54，由此使光学检测器设备54的至少一个检测器输出在至少一个相关联的校准设定点保持基本恒定。模块90可用于将特定检测器输出的校准设定点选择为该特定检测器输出的最大值的10％。增益G可被选择为预定增量，并且输入辐射度通过例如改变放电的校准源来改变直到达到所选择的校准设定点。以此方式，模块90可记录对于变化的输入辐射度达到每个校准设定点时的增益G和特定输入辐射度。如此前所描述的，模块90可以此方式针对每个增益值以及用于感兴趣的每个检测器输出的校准设定点可操作。
在此处描述的测量系统在相机10中提供的情况下，每个相机10如此处所描述的以类似的形式被校准以确定校准数据。
在图5中，示出根据本发明一个示例实施例的系统的另一高级示意图。图5中示出的系统是根据本发明的示例实施例的示例系统，其中系统包括处理器，其用于处理来自荧光屏和/或CCD以及图像增强器的输入，来控制图像增强器并且以此处所描述的方式确定电气放电的定量测量。
现在将参考图10到15来进一步描述各示例实施例。参照图1到5描述了图10到15中示出的示例方法(如果适用的话)，当然可以理解，这些示例方法也可以应用于其它系统和装置(未示出)。
参照附图的图10，示出了根据示例实施例的方法92的高级流程图。相机装置10通常被携带到期望检测电晕放电的位置，例如邻近电气绝缘子的位置。相机装置10随后被基本放置到距电气绝缘子预定距离处。用户选择用于测量电气放电的选项，例如系统50或80中的任一个，或者选择诸如校准设定点等之类的参数。如此处所描述的，设定点可以被预定并且对于被监视的检测器输出或阳极电流而言是固定的。
用户随后通过将相机装置10瞄准电气绝缘子的场景来操作相机装置10。这一步骤本质上是将至少孔径14.1与绝缘子光学地对准。
方法92包括在框94处接收来自经由相机装置10观看到的场景中的光学辐射。接收到的光学辐射经由孔径14.1导向光学接收器装置16，在此，光学辐射由分束器16.1和光束反射镜16.2分离。
经由分束器/反射镜16.1、16.2之一接收的光被用于(在框95)通过图像形成装置18形成以常规方式接收的可见光学辐射的图像。
方法92包括(在框96)例如经由此处所描述的系统20(50,80)来确定与放电幅值相关联的定量测量值。如所提到的，在这方面感兴趣的接收光是UV光。
方法92随后包括(在框98)通过至少将指示检测到的电气放电的所确定的定量测量值的信息叠放在装置18所形成的图像上来处理图像形成装置18所形成的图像以生成经处理的图像。方法92随后包括操作显示设备22来基本实时地显示经处理的图像。耦合到光学检测器的阳极的图像形成装置62所形成的放电的图像或与之相关联的光子也与装置18形成的图像相组合。以此方式，用户经由相机装置10的目镜14.3看到例如绝缘子，并且向用户呈现了基本实时的绝缘子的视频图像，其中存在电气放电的绝缘子的多个区域被叠放了点或团块，并且在视频图像中(例如在显示的角落里)提供该放电的定量值。以此方式，用户随后能够以非接触方式检测绝缘子处的电晕放电以及鉴于所确定的定量值的对该绝缘子的潜在损坏程度。
参照图11，其中示出了根据本发明的示例实施例的在远距离处测量电晕放电的非接触方法100的高级流程图。方法100包括(在框102)如此前所描述的提供光学检测器设备54的步骤。检测器54通常在使用中在邻近并且位于距电晕放电源确定或规定的距离处提供，以便定量地并且远程地测量电晕放电的幅值。如所提到的，检测器54可形成相机装置10的一部分以实时可视地确定电晕放电的幅值，该幅值可例如被提供在装置62所生成的静态或视频图像中。需要注意，方法100可参照图3的系统50来具体描述。
方法100包括(在框104)经由模块64确定与阳极60相关联的阳极电流Ia。
方法100随后包括(在框106)通过所确定的阳极电流Ia和存储在设备68中的预定的校准数据来确定对于设备54的输入辐射度。校准数据可包括阳极电流Ia相对输入辐射度的校准曲线，以使得通过使用所确定的阳极电流Ia作为校准曲线的输入来从校准曲线中读取对应的输入辐射度。如此前所描述的，在设备54并因此系统50的校准期间方便地确定校准曲线。方法100可包括在先步骤，即在确定输入辐射度之前将增益G设置成最大值。
方法100可随后包括(在框108)例如以以上参照模块74描述的方式通过使用光学检测器设备54所接收的输入光学辐射的所确定的量来确定与电气放电的幅值相关联的定量测量。这一步骤是重要的，因为输入辐射度是光电阴极56所接收的功率并且不一定对用户起多大作用，而与电气放电的幅值相关联的定量测量与电晕放电的位置处设备的实际光学功率损耗相关联，该信息可被用于确定例如故障的严重性等。
需要注意，方法100可进一步包括在先步骤，即在增益为最大值的情况下将设备54的阴极电流Ia校准至输入辐射度，由此至少获得校准数据。
转至附图的图12，其中附图标记110总地指示根据本发明的另一方法的流程图。如果适用的话，以上参照图11所作的一些评论同样适用于图12的讨论。另外，需要注意，方法110将参照图4的系统80来描述。
方法110包括(在框112)以与方法100的步骤102类似的方式提供光学检测器设备54。
方法110包括(在框114)(例如经由模块84)接收或监视与光学检测器设备54相关联的检测器输出和阳极电流中的至少一者以确定所接收或监视的检测器输出和/或阳极电流响应于光学检测器设备54暴露于电晕放电而相对于相关联的预定校准设定点的变化。
方法110随后包括(在框116)通过模块86响应于接收到的检测器输出的变化而将光学检测器设备54的增益G自动校正为经校正的增益值或校正一校正因子，由此维持接收到的检测器输出与相应的校准设定点之间的预定关系。方法100可包括(在框118)如上所述的通过模块88来确定经校正的增益值或校正因子。
方法110随后包括(在框120)使用所确定的经校正的增益值或校正因子作为存储在设备68中的与校准设定点相关联的校准数据的输入以如此前参照系统80的模块74所描述的确定设备54所接收的对应输入辐射度的步骤。
方法100随后包括(在框122)通过模块74以此前描述的方式确定与电气放电的幅值相关联的定量测量的步骤。
转至附图的图13，其中附图标记130总地指示用于定量地测量或确定电晕放电的方法的另一流程图。方法130可以是图12的方法110的较低级阐述。然而，将会理解未必非得如此。如以上所提到的，可能有几个检测器输出可被例如通过系统80来监视以定量地确定电晕放电。虽然在一些示例实施例中，这些检测器输出可以是用户选择的，但是在一些示例实施例中，这些检测器输出取决于与系统80相关联的操作条件等被自动或自主地确定。
不管何种情况，方法130包括(在框132)将微通道板(MCP)增益电压设置成恒定电压。图像增强器或光学检测器增益通过改变门脉宽(PWM)而不是增益电压来调节。这样的优点在于团块大小和强度随后独立于图像增强器增益而维持不变。
方法130随后包括(在框133)如果检测器输出是光子计数或团块面积计数则取消相机聚焦，因为这简化了图像统计过程。需要注意，对于阳极电流和MCP事件计数输出参数，取消聚焦不是必须的。在框134，找出设定点，并且自动确定获取任意源功率的设定点面积所需的门脉宽。就这一点而言，现在还将参照图14，其中示出了用于确定设定点的方法的流程图并且被总地指示为附图标记150。
具体来说，在框151，两个变量被维持(Low和High)，Low和High确定门脉宽的下限和上限，用于确定设定点的二元搜索在门脉宽内执行。
在框152，门脉宽(PWM)被设置为50％。
在框153，随后测量检测器输出/输出参数或阳极电流。检测器输出可包括总光子团块面积(优选参数)、光子计数、MCP事件计数。团块面积、光子计数以及MCP事件计数通过在80个视频帧上对参数求平均来测量。阳极电流可被直接读取，因为其已被求平均。
如果在框154输出参数小于设定点(在噪声限值内)，则门脉宽将被增大。
如果在框155输出参数大于设定点(在噪声限值内)，则门脉宽将被减小。
在框156，如果PWM下限大于或等于PWM上限，则发出错误信号，因为设定点不能被找到。
需要注意，在框157，门脉宽搜索的上限被减小到当前门脉宽。在框158，门脉宽搜索的下限可被增大到当前门脉宽。
在框159，门脉宽的新值被挑选为下限和上限间的一半。
参照图13，在框135，使用了以上所描述的在图12中找到的门脉宽来插入根据本发明的校准图或数据以确定“电晕温度”。
随后在框136、137、138，所确定的温度被用来使用普朗克的黑体公式来计算功率，单位为瓦特：
参照附图的图15，其中示出了方法160的另一流程图。方法160可以是用于校准系统80以至少获得校准数据的方法。方法160可如以上所描述的用于所有的检测器输出和/或阳极电流。然而，将宽泛地讨论而不具体指任何特定的检测器输出，除非相反地指出。在未进一步描述的特定示例实施例中，校准可被用于针对每个检测器输出的一定范围的设定点，以使得每个检测器输出具有一定范围的校准设定点，其中每个设定点具有相关联的校准数据，诸如与之相关联的校准曲线、查找表等。
不管何种情况，需要注意，在框162，微通道板(MCP)增益电压被设置成恒定电压。如以上所提到的，图像增强器或光学检测器增益可随后通过改变门脉宽(PWM)而不是增益电压来调节。这样的优点在于团块大小和强度随后独立于图像增强器增益而维持不变。
需要注意，方法160被用于如此前所描述的对相机进行校准。方法160因此包括(在框164)如果检测器输出是光子计数或团块面积计数则取消相机聚焦，因为这简化了图像统计过程。对于阳极电流和MCP事件计数，取消聚焦不是必须的。
在框166，相机的本底噪声通过在测量每个门脉宽处的检测器输出或阳极电流时覆盖前透镜并且将门脉宽调制(PWM)信号从0％调整至100％来确定。这给出了每个PWM设置的暗噪声。
在框168，最小可测量黑体温度通过将PWM设置成100％并且逐渐提高黑体温度直到达到本底噪声之上的10％的参数读数来确定。这一最小可测量温度主要受相机的光学器件的影响。
方法160包括(在框170)将黑体温度设置成最小可测量温度。
在框172，检测器输出和/或阳极电流被确定为最大PWM(100％)。
在框174，将设定点选为步骤172中测得的参数的90％。将会理解，在本说明书的上下文中，检测器输出和/或阳极电流可被视为输出参数。阳极电流可通过此处所描述的系统经由适当的电路来放大以对其进行测量。
方法160随后按照以上所描述的方法150继续，其中自动确定获取任何源功率的设定点所需的门脉宽。
在框176，温度和门脉宽被记录为一个校准点作为相机的校准数据的一部分。该数据被存储在查找表等中。
从框178和180可以理解，校准将持续直到黑体温度达到1500℃以相对PWM生成多个温度以维持该设定点。
校准源和光学检测器或图像增强器之间的距离被记录以便用其来计算测得的电气放电的功率。这可包括在测量期间将所确定的电气放电的功率乘以距离商的平方，其中距离商是所确定的光学检测器和电气放电之间的距离与光学检测器和针对其如此处所描述的光学检测器藉以进行校准的电气放电源之间的经校准的距离的商。
通过使用方法160，系统80被校准以获得校准数据，该校准数据促成了定量地确定电晕放电时的快速处理。
将会理解，如此处所描述的对系统50或80中的任一个的校准有效地涉及如此处所描述的对相机装置10的校准。
图16示出以计算机系统200的示例形式的机器的图形表示，其中可执行使得机器执行此处所讨论的方法中的任意一种或多种的指令集。在其它示例实施例中，机器作为独立设备操作或者可被连接(联网)至其他机器。在联网的示例实施例中，机器可在服务器-客户端网络环境中以服务器或客户端机器的身份操作，或者在对等(或分布式)网络环境中作为对等机器操作。该机器可以是个人计算机(PC)、平板PC、机顶盒(STB)、个人数字助理(PDA)、蜂窝电话、web电器、网络路由器、交换机或桥接器、或者能够执行指定将由该机器执行的(连续的或以其他方式的)一组指令的任何机器。此外，虽然为了方便仅示出了单个机器，但是术语“机器”还应被视为包括任何机器集合，这些机器个体地或联合地执行一个(或多个)指令集以执行本文中所讨论的任何一种或多种方法。
不管何种情况，示例计算机系统200包括处理器202(例如，中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)或两者)、主存储器204和静态存储器206，它们经由总线208彼此通信。计算机系统200还可包括视频显示单元210(例如，液晶显示器(LCD)或阴极射线管(CRT))。计算机系统200还包括字母数字输入设备212(例如，键盘)、用户界面(UI)导航设备214(例如，鼠标或触摸板)、盘驱动单元216、信号发生设备218(例如，扬声器)以及网络接口设备220。
盘驱动单元216包括存储实施此处所描述的方法或功能中的任何一种或多种或被其采用的一个或多个指令集和数据结构(例如，软件224)的计算机可读介质222。软件224在其由计算机系统200执行期间还可完全或至少部分地驻留在主存储器204内和/或处理器202内，其中主存储器204和处理器202也构成机器可读介质。
软件224还可在网络226上经由网络接口设备220使用多个已知传输协议中的任一种(例如HTTP)来传送或接收。
尽管机器可读介质222在一示例实施例中被示为单个介质，但术语“机器可读介质”可指代存储一个或多个指令集的单个介质或多个介质(例如，集中式或分布式数据库、和/或相关联的高速缓存和服务器)。术语“机器可读介质”还可被理解为包括能够存储、编码或承载供机器执行并使得该机器执行本文描述的方法中的任何一种或多种的指令集的任何介质，或者能够存储、编码或携带由这样的指令集利用或与其相关联的数据结构的任何介质。因而，术语“机器可读介质”可被理解为包括但不限于，固态存储器、光学或磁性介质、以及载波信号。
有效地以固定状态(恒定阳极电流Ia或恒定MCP计数)对检测器设备54进行校准而不管输入辐射度如何的本发明寻求消除光子统计中由于图像中重叠的光子所导致的问题，消除与具有可导致一些光子在图像中不可见的不同增益的单个微通道板通道相关联的问题。本发明提供了一种用于以非接触方式检测和量化电晕放电的便利装置。
Claims (50)
1.一种用于检测和测量具有放电幅值的电气放电的设备，其中所述电气放电导致对应的光学辐射的放射，所述设备包括：
光学接收器装置，所述光学接收器装置被配置成接收来自包括潜在的电气放电的源的场景的光学辐射；
第一图像形成装置，所述第一图像形成装置被配置成基于所述光学接收器装置所接收的光学辐射来形成图像；
测量系统，包括：
光学地耦合到所述光学接收器装置的光学检测器，所述光学检测器用于接收和处理来自所述光学接收器装置的光学辐射以生成检测器输出；
存储器设备，所述存储器设备存储预定的校准数据，所述校准数据包括与电气放电的幅值相关联的经校准的定量测量值以及与所述经校准的定量测量值对应的检测器参数，所述检测器参数是与所述光学检测器相关联的操作参数；以及
定量测量模块，所述定量测量模块被配置成接收特定检测器参数并通过以下步骤来用所存储的校准数据来处理所述特定检测器参数以检测电气放电并且确定与检测到的电气放电的幅值相关联的定量测量：
将所接收的检测器参数与构成所存储的校准数据的一部分的检测器参数作比较；以及
当匹配时，取回对应于匹配的检测器参数的经校准定量测量值，其中所述经校准定量测量值被用于确定与检测到的电气放电的幅值相关联的定量测量；
显示设备，用于显示所述第一图像形成装置所形成的图像；以及
图像处理器，所述图像处理器被配置成将所确定的定量测量叠放在所述显示设备所显示的图像上。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备是便携式相机的形式，所述便携式相机包括：电源；便携式外壳，其限定至少一个光学孔径以使得源自所述便携式外壳之外的光学辐射进入到所述外壳中，其中所述外壳封装所述设备的各组件；以及至少一个目镜，所述至少一个目镜可与所述显示设备视觉上对准以准许观看所述显示设备。
3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述光学接收器装置包括：
光收集器，所述光收集器包括一个或多个光学透镜和/或滤波器以接收光学辐射；以及
分束器，所述分束器光学地耦合到所述光收集器并且被配置成将接收到的光学辐射的光谱的全部或部分反射到所述图像形成装置以及反射到所述测量系统。
4.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备包括距离确定装置，所述距离确定装置被配置成确定所述设备与潜在的电气放电或潜在的电气放电的源之间的距离，其中所述定量测量模块被配置成使用所确定的距离和与接收到的检测器参数相关联的经校准的定量测量值来确定所检测到的电气放电的定量测量；并且可选地其中所述定量测量模块被配置成在确定所检测到的电气放电的定量测量中应用大气校正因子。
5.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备被校准到光学辐射的校准源，经校准的定量测量值是与所述校准源相关联的温度、辐射度、以及功率中的一者或多者；以及其中构成所述校准数据的一部分的检测器参数对应于经校准的定量测量值。
6.如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述校准源是黑体校准源；并且其中所述定量测量模块被配置成通过应用普朗克黑体公式来确定所述电气放电的发射度功率：
7.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述光学检测器包括：可用于将来自接收到的光学辐射中的光子转换成光电子的光电阴极；耦合到所述光电阴极的可用于向所述光电子施加增益以将其放大的倍增器装置；以及阳极，所述阳极被配置成将经放大的电子转换成输出光子作为检测器输出。
8.如权利要求7所述的设备，其特征在于，所述设备包括第二图像形成装置，所述第二图像形成装置有效地连接到所述光学检测器的阳极以形成由此输出的光子的图像，其中所述图像处理装置被配置成将所述第二图像形成装置所形成的图像叠放在所述第一图像形成装置所形成的图像上。
9.如权利要求7或8中的任一项所述的设备，其特征在于，所述测量系统包括电流测量模块，所述电流测量模块被配置成在将接收到的光学辐射处理成输出光子时确定与光电阴极和阳极之一相关联的电气参数，并且其中所述定量测量模块所接收的特定检测器参数是所确定的电气参数。
10.如权利要求9所述的设备，其特征在于，所述电气参数是所述光学检测器的阳极在处理接收到的光学辐射以生成所述检测器输出时所抽取的阳极电流，以使得所述校准数据包括多个阳极电流值以及与电气放电的幅值相关联的对应的经校准的定量测量值。
11.如权利要求7或8中的任一项所述的设备，其特征在于，所述存储器设备存储与所述检测器输出相关联的预定的校准设定点和/或与所述光电阴极和所述阳极之一相关联的电气参数以生成所述检测器输出，其中所述测量系统包括：
参数监视模块，所述参数监视模块被配置成接收指示所述检测器输出和/或所述电气参数的信息以根据相应的校准设定点来确定其变化；以及
增益控制器模块，所述增益控制器模块被配置成响应于根据相应的校准设定点确定接收到的检测器输出和/或电气参数的变化而将所述光学检测器的检测器参数校正或调节成经校正的检测参数，以便维持检测器输出和/或电气参数和对应的校准设定点之间的预定关系，
其中可被接收供所述定量测量模块处理的所述特定检测器参数是经校正的检测参数，并且其中所述校准数据包括检测器参数和与电气放电的幅值相关联的对应的经校准的定量测量值，所述检测器输出和/或电气参数和对应的校准设定点之间的预定关系被维持在所述经校准的定量测量值。
12.如权利要求11所述的设备，其特征在于，所述电气参数是所述光学检测器的阳极在处理接收到的光学辐射以生成所述检测器输出时所抽取的阳极电流，所述检测器输出是所述光学检测器输出的光子数或与该输出的光子数有关，并且所述检测器参数是所述光学检测器的增益或应用于所述光电阴极的门脉宽以及因此是所述光学检测器的总体时间平均增益，并且其中所述校准数据包括增益或脉宽值以及与电气放电的幅值相关联的对应的经校准的定量测量值，在经校准的定量测量值处检测器输出和/或阳极电流处于或等于该对应的校准设定点。
13.一种用于测量具有放电幅值的电气放电的方法，其中所述电气放电导致对应的光学辐射的放射，所述方法包括：
在存储器设备中存储与光学检测器相关联的检测器输出和/或电气参数的预定校准设定点，其中所述电气参数与所述光学检测器的操作相关联；
存储在所述存储器设备中的预定校准数据包括与电气放电的幅值相关联的经校准的定量测量值以及与所述光学检测器的操作相关联的对应的检测器参数，其中构成所述校准数据的一部分的所述检测器参数被选择以将所述检测器输出和/或电气参数维持在所预定的校准设定点；
接收指示所监视的检测器输出和/或电气参数的信息，
确定所监视的检测器输出和/或电气参数响应于所述光学检测器暴露于来自所述电气放电的光学辐射的放射而相对于存储器设备中存储的相关联的预定的校准设定点的变化；
如果变化被确定，则将与所述光学检测器的操作相关联的检测器参数校正或调节至经校正的检测器参数，以便将所述检测器输出和/或电气参数维持在对应的校准设定点；以及
使用经校正的检测器参数和所存储的校准数据来确定与所述电气放电的幅值相关联的定量测量。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述检测器参数是与所述光学检测器的整体时间平均增益相关联的检测器增益值或脉宽值，其中所述检测器输出是所述光学检测器输出的光子数或与该光子数有关，并且其中经校准的定量测量值包括与所述电气放电相关联的温度和辐射度值之一，所述方法包括将经校正的检测器增益值与预定的校准数据一起使用以确定与所述光学检测器接收到的电气放电相关联的输入辐射度的量和/或温度。
15.如权利要求13或14所述的方法，其特征在于，包括提供光学检测器设备的步骤，所述光学检测器设备包括：用于将来自接收到的光学辐射中的光子转换成光电子的光电阴极；耦合到所述光电阴极的用于向所述光电子施加增益以将其放大的倍增器装置；以及阳极，所述阳极被配置成将经放大的电子转换成输出光子作为检测器输出。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述电气参数是所述光学检测器的阳极在处理接收到的光学辐射以生成所述检测器输出时所抽取的阳极电流，所述方法因此包括确定所述阳极电流。
17.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法包括：
使用经校正的检测器参数作为所述校准数据的输入以通过将经校正的检测器参数与校准数据中所存储的进行匹配并取回与其相关联的校准定量测量值来确定与所述光学检测器接收的输入光学辐射有关的相关联的经校准的定量测量值；
确定或测量从所述光学检测器到所述电气放电或所述电气放电的源的距离；以及
通过将所取回的经校准的定量测量值乘以距离商的平方来确定与所述电气放电的幅值相关联的定量测量，其中所述距离商是所确定的光学检测器和电气放电之间的距离与光学检测器和光学检测器藉以进行校准的电气放电的源之间的经校准的距离的商。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述方法包括：
将所取回的经校准的定量测量值与普朗克黑体公式一起使用：
来确定所述电气放电的功率。
19.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法包括通过以下步骤对所述光学检测器设备进行校准：
确定所述检测器输出和/或所述电气参数的校准设定点；以及
针对变化的输入光学辐射对所述检测器参数进行校准，以使所述光学检测器的检测器输出和/或电气参数在所确定的校准设定点保持恒定，其中校准步骤包括通过确定和存储与关联于电气放电的校准源的变化的输入电气放电的幅值相关联的经校准的定量测量值来确定所述校准数据，以及为每个所确定和存储的经校准的定量测量值确定和存储使所述检测器输出和/或电气参数在所确定的校准设定点保持恒定所需的相关联的检测器参数。
20.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述校准数据包括经校准的定量测量值相对检测器参数的校准曲线或查找表，所述方法因此包括使用经校正的检测器参数作为所述校准曲线或查找表的输入，由此确定对应的经校准的定量测量值。
21.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述方法包括通过操作与所述光学检测器相关联的倍增器装置来由此改变施加的增益或改变施加到与所述光学检测器相关联的光电阴极的门脉冲的占空比来由此调节所述光学检测器的时间平均增益来校正或调节所述光学检测器的增益。
22.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法包括以瓦特或光子数每秒为单位来提供所述定量测量。
23.一种用于测量具有放电幅值的电气放电的系统，其中所述电气放电导致对应的光学辐射的放射，所述系统包括：
存储数据的存储器设备；
参数监视模块，所述参数监视模块被配置成接收指示与光学检测器相关联的检测器输出和/或电气参数的信息以确定其响应于所述光学检测器暴露于光学辐射的放射而相对于相关联的预定的校准设定点的变化；
增益控制器模块，所述增益控制器模块被配置成响应于确定接收到的检测器输出和/或电气参数的变化而将所述光学检测器的检测器参数校正或调节成经校正的检测参数，以便维持接收到的检测器输出和/或电气参数和对应的校准设定点之间的预定关系，其中所述检测器参数是与所述光学检测器相关联的操作参数；以及
定量测量模块，所述定量测量模块被配置成使用经校正的检测器参数以确定与所述电气放电的幅值相关联的定量测量。
24.如权利要求23所述的系统，其特征在于，所述检测器参数是与所述光学检测器的整体时间平均增益相关联的检测器增益值或脉宽值，并且其中所述检测器输出是所述光学检测器输出的光子数或与该光子数有关。
25.如权利要求24所述的系统，其特征在于，所述定量测量模块被配置成将经校正的增益值与存储在所述存储器设备中的预定的校准数据一起使用来确定与所述光学检测器接收的光学辐射相关联的经校准的定量测量值，其中所述校准数据包括与电气放电的幅值以及对应于该幅值的检测器参数相关联的经校准的定量测量值。
26.如权利要求24或25所述的系统，其特征在于，所述系统包括被配置成确定经校正的增益值的增益确定模块。
27.如权利要求23所述的系统，其特征在于，所述系统包括操作地连接到所述光学检测器的用于形成所述检测器输出的图像的图像形成装置。
28.如权利要求23所述的系统，其特征在于，所述系统包括所述光学检测器，所述光学检测器包括：用于将来自接收到的光学辐射中的光子转换成光电子的光电阴极；耦合到所述光电阴极的用于向所述光电子施加增益以将其放大的倍增器装置；以及阳极，所述阳极被配置成将经放大的电子转换成输出光子作为检测器输出，其中所述电气参数是所述光学检测器的阳极在使用中提供所述检测器输出时所抽取的电流。
29.如权利要求25所述的系统，其特征在于，所述系统包括距离确定装置，所述距离确定装置被配置成确定从所述光学检测器到所述电气放电或所述电气放电的源的距离。
30.如权利要求29所述的系统，其特征在于，所述定量测量模块被配置成：
使用经校正的检测器参数作为所述校准数据的输入以通过将经校正的检测器参数与校准数据中所存储的进行匹配并取回与其相关联的校准定量测量值来确定与所述光学检测器接收的输入光学辐射有关的相关联的经校准的定量测量；以及
接收来自所述距离确定装置的到所述电气放电的距离并通过将所取回的经校准的定量测量值乘以距离商的平方来确定与所述电气放电的幅值相关联的定量测量，其中所述距离商是所确定的光学检测器和电气放电之间的距离与所述光学检测器和所述光学检测器藉以进行校准的电气放电的源之间的经校准的距离的商。
31.如权利要求30所述的系统，其特征在于，所述定量测量模块被配置成将大气或环境校正因子应用于所确定的定量测量。
32.如权利要求31所述的系统，其特征在于，所述系统包括用于为所监视的参数中的每一个确定校准设定点的校准模块。
33.如权利要求32所述的系统，其特征在于，所述校准模块被配置成通过针对变化的输入光学辐射对所述光学检测器的检测器参数进行校准来校准所述光学检测器，由此将所述检测器输出和/或电气参数保持或维持在所述校准设定点。
34.如权利要求33所述的系统，其特征在于，所述校准模块被配置成通过在所述存储器设备中确定和存储与关联于电气放电的校准源的变化的输入电气放电的幅值相关联的经校准的定量测量值来确定所述校准数据，以及为每个所确定和存储的经校准的定量测量值确定和存储使所述检测器输出和/或电气参数在所确定的校准设定点保持恒定所需的相关联的检测器参数。
35.如权利要求24所述的系统，其特征在于，所述增益控制器模块被配置成通过操作与所述光学检测器相关联的倍增器电压装置以由此改变施加的增益来调节所述光学检测器的增益，或者所述增益控制器模块被配置成改变施加到与所述光学检测器相关联的光电阴极的门脉冲的占空比来由此实际调节所述光学检测器的增益。
36.一种用于测量具有放电幅值的电气放电的方法，其中所述电气放电导致对应的光学辐射的放射，所述方法包括：
提供光学检测器以接收和处理来自光学接收器装置的光学辐射以生成检测器输出；
在存储器设备中存储预定的校准数据，所述校准数据包括与电气放电的幅值相关联的经校准的定量测量值以及与所述经校准的定量测量值对应的检测器参数，所述检测器参数是与所述光学检测器相关联的操作参数；以及
用所存储的校准数据来接收并通过以下步骤来处理特定检测器参数以由此确定与所检测到的电气放电的幅值相关联的定量测量：
将所接收的检测器参数与构成所存储的校准数据的一部分的检测器参数作比较；以及
当匹配时，取回对应于匹配的检测器参数的经校准定量测量值，其中所述经校准定量测量值被用于确定与检测到的电气放电的幅值相关联的定量测量。
37.如权利要求36所述的方法，其特征在于，所述检测器参数是与所述光学检测器的操作相关联的电气参数，其中所述检测器输出是所述光学检测器输出的光子数或与该光子数有关，并且其中经校准的定量测量值包括与所述电气放电相关联的温度和辐射度之一。
38.如权利要求37所述的方法，其特征在于，所述光学检测器包括：用于将来自接收到的光学辐射中的光子转换成光电子的光电阴极；耦合到所述光电阴极的用于向所述光电子施加增益以将其放大的倍增器装置；以及阳极，所述阳极被配置成将经放大的电子转换成输出光子作为检测器输出。
39.如权利要求38所述的方法，其特征在于，所述方法包括确定所述电气参数，其中所述电气参数是所述光学检测器的阳极在使用中提供所述检测器输出时所抽取的电流。
40.如权利要求39所述的方法，其特征在于，所述方法包括：
使用所确定的电气参数作为所述校准数据的输入以通过将所确定的电气参数与校准数据中所存储的进行匹配并取回与其相关联的校准定量测量值来确定与所述光学检测器接收的输入光学辐射有关的相关联的经校准的定量测量值；
确定或测量从所述光学检测器到所述电气放电或所述电气放电的源的距离；以及
通过将所取回的经校准的定量测量值乘以距离商的平方来确定与所述电气放电的幅值相关联的定量测量，其中所述距离商是所确定的光学检测器和电气放电之间的距离与光学检测器和光学检测器藉以进行校准的电气放电的源之间的经校准的距离的商。
41.如权利要求40所述的方法，其特征在于，所述方法包括：
将所取回的经校准的定量测量值与普朗克黑体公式一起使用：
来确定所述电气放电的功率。
42.如权利要求36所述的方法，其特征在于，所述方法包括通过以下步骤对所述光学检测器进行校准：
将所述光学检测器的增益设置为最大值；以及
针对来自校准电气放电源的变化的输入光学辐射对所述检测器参数进行校准，其中校准步骤包括通过确定和存储与关联于电气放电的校准源的变化的输入电气放电的幅值相关联的经校准的定量测量值来确定所述校准数据，以及为每个所确定和存储的经校准的定量测量值确定和存储相关联的检测器参数。
43.如权利要求36所述的方法，其特征在于，所述校准数据包括经校准的定量测量值相对检测器参数的校准曲线或查找表，所述方法因此包括使用经校准的检测器参数作为所述校准曲线或查找表的输入，由此确定对应的经校准的定量测量值。
44.一种用于测量具有放电幅值的电气放电的系统，其中所述电气放电导致对应的光学辐射的放射，所述系统包括：
光学检测器，用于接收和处理来自光学接收器装置的光学辐射以生成检测器输出；
存储器设备，所述存储器设备存储预定的校准数据，所述校准数据包括与电气放电的幅值相关联的经校准的定量测量值以及与所述经校准的定量测量值对应的检测器参数，所述检测器参数是与所述光学检测器相关联的操作参数；以及
定量测量模块，所述定量测量模块被配置成用所存储的校准数据来接收并通过以下步骤来处理特定检测器参数以由此确定与所检测到的电气放电的幅值相关联的定量测量：
将所接收的检测器参数与构成所存储的校准数据的一部分的检测器参数作比较；以及
当匹配时，取回对应于匹配的检测器参数的经校准定量测量值，其中所述经校准定量测量值被用于确定与检测到的电气放电的幅值相关联的定量测量。
45.如权利要求44所述的系统，其特征在于，所述检测器参数是与所述光学检测器的操作相关联的电气参数，其中所述检测器输出是所述光学检测器输出的光子数或与该光子数有关，并且其中经校准的定量测量值包括与所述电气放电相关联的温度和辐射度之一。
46.如权利要求45所述的系统，其特征在于，所述光学检测器包括：用于将来自接收到的光学辐射中的光子转换成光电子的光电阴极；耦合到所述光电阴极的用于向所述光电子施加增益以将其放大的倍增器装置；以及阳极，所述阳极被配置成将经放大的电子转换成输出光子作为检测器输出。
47.如权利要求46所述的系统，其特征在于，所述系统包括电流确定模块，所述电流确定模块被配置成确定所述电气参数，其中所述电气参数是所述光学检测器的阳极在使用中提供所述检测器输出时所抽取的电流。
48.如权利要求47所述的系统，其特征在于，所述定量测量模块被配置成：
使用所确定的电气参数作为所述校准数据的输入以通过将所确定的电气参数与校准数据中所存储的进行匹配并取回与其相关联的校准定量测量值来确定与所述光学检测器接收的输入光学辐射有关的相关联的经校准的定量测量；
确定或测量从所述光学检测器到所述电气放电或所述电气放电的源的距离；以及
通过将所取回的经校准的定量测量值乘以距离商的平方来确定与所述电气放电的幅值相关联的定量测量，其中所述距离商是所确定的光学检测器和电气放电之间的距离与光学检测器和光学检测器藉以进行校准的电气放电的源之间的经校准的距离的商。
49.如权利要求48所述的系统，其特征在于，所述定量测量模块被配置成：
将所取回的经校准的定量测量值与普朗克黑体公式一起使用：
来确定所述电气放电的功率。
50.如权利要求44所述的系统，其特征在于，所述系统包括校准模块，所述校准模块被配置成：
将所述光学检测器的增益设置为最大值；以及
针对来自校准电气放电源的变化的输入光学辐射对所述检测器参数进行校准，其中所述校准模块被配置成通过确定和在所述存储器设备中存储与关联于电气放电的校准源的变化的输入电气放电的幅值相关联的经校准的定量测量值来确定所述校准数据，以及为每个所确定和存储的经校准的定量测量值确定和存储相关联的检测器参数。
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