CN106092454A - 分体式气体激光检漏装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种分体式气体激光检漏装置，属于激光应用技术领域。所述分体式气体激光检漏装置包括电源控制箱和激光检漏仪，所述电源控制箱中设置有光学设备，所述光学设备包括激光发生器；所述激光检漏仪包括激光匀光器和可旋转的折射器，所述激光匀光器通过镜筒与所述折射器连接，所述镜筒的下方设置有用于拍照和录像的红外摄像机；所述电源控制箱通过电源控制线和信号线与所述激光检漏仪连接。与现有技术相比，本发明体积轻巧、操作方便，既能减轻劳动强度、提高工作效率，又能使操作人员直观、快速、准确定位SF6气体泄漏位置。

Description

分体式气体激光检漏装置
技术领域
本发明涉及激光应用技术领域，特别是指一种分体式气体激光检漏装置。
背景技术
近几年来，六氟化硫气体(SF6)高压开关设备由于具有运行安全可靠、维护工作量少、占地面积小的优点,在大城市和工业密集区的中心变电站,地势险峻的山区变电站,超(特)高压输电等场合得到了极其广泛的应用。但是由于制造、安装等质量差异以及材料老化等因素,SF6高压开关设备发生SF6气体泄漏也是一个非常普遍的现象，SF6气体泄漏,不仅降低了SF6开关室的绝缘和灭弧能力,给设备的安全运行带来严重隐患,同时,泄漏的SF6气体会形成毒性很大的分解物从而威胁人身、设备、环境的安全，因此对密封有SF6介质的高压开关设备经常检漏十分重要。传统的SF6气体泄漏检测方法主要有皂水检漏、包扎检漏、定性检漏以及定量检漏等，这些方法费时费力，工作强度非常大。
激光检漏仪运用SF6气体对长波红外线有很强吸收能力的特性，采用红外激光照射待检设备表面，观察其反射光在激光成像取景器上所成图像来锁定SF6泄漏点，从而使操作人员能够直观、快速地定位泄漏位置。但是目前激光检漏仪多为一体式机身设计，将电源、激光发生器与检漏仪集成在一个机身上，这种结构体积笨重、操作不够灵活，使用范围较小，给检漏工作带来了极大的不方便。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种体积轻巧、操作方便、能减轻劳动强度的分体式气体激光检漏装置。
为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：
提供一种分体式气体激光检漏装置，包括电源控制箱和激光检漏仪，所述电源控制箱中设置有光学设备，所述光学设备包括激光发生器；所述激光检漏仪包括激光匀光器和可旋转的折射器，所述激光匀光器通过镜筒与所述折射器连接，所述镜筒的下方设置有用于拍照和录像的红外摄像机；所述电源控制箱通过电源控制线和信号线与所述激光检漏仪连接。
进一步的，所述信号线为光纤，所述激光发生器通过激光耦合器与所述光纤连接。
进一步的，所述激光耦合器包括防灼烧接头、底盘和与其固定连接的第一端盖，所述第一端盖的中部设置有用于安装所述防灼烧接头的通孔，所述通孔的直径大于所述防灼烧接头的底座的宽度，所述第一端盖的外表面上均匀设置有若干个顶丝孔，所述顶丝孔内设置有用于调整所述防灼烧接头位置的顶丝。
进一步的，所述防灼烧接头包括过渡管，所述过渡管的两侧分别设置有与所述过渡管一体加工而成的接头底座和用于与所述光纤连接的螺杆。
进一步的，所述过渡管内部设置有用于中断烧坏所述光纤的激光传输的小孔，所述小孔的直径为0.6～1mm，所述螺杆的长度为8～12mm。
进一步的，所述激光匀光器包括外壳、匀光器振动器和第二端盖，其中：
所述匀光器外壳中部通过尺寸差形成用于嵌入所述振动器的台阶结构，所述台阶结构与振动器为间隙配合；
所述振动器的一侧设置有用于反射激光的反射镜片，所述振动器的另一侧中部设置有利用电磁感应效应产生振动的偏心轮电机振子，所述振动器的中部设置有用于嵌入所述偏心轮电机振子的安装孔，所述偏心轮电机振子上设置有用于连接电源线的接头；
所述嵌入振动器的匀光器外壳与第二端盖固定连接。
进一步的，所述偏心轮电机振子包括定子铁芯和转子，所述定子铁芯上设置有用于安装所述转子的转轴，所述转子上设置有用于产生磁场的线圈和用于安装所述转轴的转轴孔，所述转子为弧形结构，所述偏心轮电机振子还包括套入所述定子铁芯和转子的偏心轮电机振子外壳。
进一步的，所述匀光器外壳与振动器之间设置有用于减振的海绵，所述振动器的一侧设置有用于安装所述反射镜片的凸台面，所述反射镜片粘结固定在所述凸台面上。
进一步的，所述底盘、第一端盖、匀光器外壳和第二端盖上均设置有用于螺钉连接的螺纹孔。
进一步的，所述电源控制箱设置有为所述激光发生器提供电源的电池板和外接电源接口。
本发明具有以下有益效果：
本发明的分体式气体激光检漏装置包括电源控制箱和激光检漏仪，电源控制箱内部设置有用于发射激光的激光发生器，激光检漏仪包括激光匀光器和与其通过镜筒连接的折射器，镜筒下方设置有红外摄像机，电源控制箱通过电源控制线和信号线与激光检漏仪连接，电源控制线和信号线可以任意弯折，不影响激光的传输和设备的正常工作，便于工作人员对不易到达的区域、角落进行检测。在使用时，工作人员不需要携带笨重的激光发生器和电源控制箱，只需要手提镜筒将激光检漏仪放置存有六氟化硫气体(SF6)罐体的附近，减轻了劳动强度，然后，打开激光发生器开关(系统总开关)，红外摄像机屏幕显示系统启动画面，激光发生器产生的激光光束经激光匀光器均匀化后，通过镜筒内的通道，传输至折射器，然后经过折射器发射到要检测的存有六氟化硫气体(SF6)的变压器等设备上，如果变压器存在SF6气体泄漏，由于发射的激光穿不透SF6气体，也就是说发射的激光被SF6气体吸收，同时红外摄像机可以把SF6气体的影像显示出来，激光发生器发射的激光通过激光匀光器分布更加均匀，使操作人员可以直观、快速、准确地定位SF6泄漏位置。
与现有技术相比，本发明体积轻巧、操作方便，既能减轻劳动强度、提高工作效率，又能使操作人员直观、快速、准确定位SF6气体泄漏位置。
附图说明
图1为本发明的分体式气体激光检漏装置的结构示意图；
图2为图1中的激光耦合器的结构示意图；
图3为图1中的防灼烧接头的结构示意图；
图4为图1中的激光匀光器的结构示意图；
图5为图1中的激光匀光器的拆分结构示意图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明提供一种分体式气体激光检漏装置，如图1所示，包括电源控制箱1和激光检漏仪7，电源控制箱1中设置有光学设备，光学设备包括激光发生器；激光检漏仪7包括激光匀光器11和可旋转的折射器5，激光匀光器11通过镜筒6与折射器7连接，镜筒6的下方设置有用于拍照和录像的红外摄像机4；电源控制箱1通过电源控制线2和信号线3与激光检漏仪7连接。
本发明的分体式气体激光检漏装置包括电源控制箱和激光检漏仪，电源控制箱内部设置有用于发射激光的激光发生器，激光检漏仪包括激光匀光器和与其通过镜筒连接的折射器，镜筒下方设置有红外摄像机，电源控制箱通过电源控制线和信号线与激光检漏仪连接，电源控制线和信号线可以任意弯折，不影响激光的传输和设备的正常工作，便于工作人员对不易到达的区域、角落进行检测。在使用时，工作人员不需要携带笨重的激光发生器和电源控制箱，只需要手提镜筒将激光检漏仪放置存有六氟化硫气体(SF6)罐体的附近，减轻了劳动强度，然后，打开激光发生器开关(系统总开关)，红外摄像机屏幕显示系统启动画面，激光发生器产生的激光光束经激光匀光器均匀化后，通过镜筒内的通道，传输至折射器，然后经过折射器发射到要检测的存有六氟化硫气体(SF6)的变压器等设备上，如果变压器存在SF6气体泄漏，由于发射的激光穿不透SF6气体，也就是说发射的激光被SF6气体吸收，同时红外摄像机可以把SF6气体的影像显示出来，激光发生器发射的激光通过激光匀光器分布更加均匀，使操作人员可以直观、快速、准确地定位SF6泄漏位置。与现有技术相比，本发明体积轻巧、操作方便，既能减轻劳动强度、提高工作效率，又能使操作人员直观、快速、准确定位SF6气体泄漏位置。
优选的，信号线2为光纤，激光发生器通过激光耦合器9与光纤连接。如图2所示，激光耦合器9包括防灼烧接头8、底盘9-3和与其固定连接的第一端盖9-2，第一端盖9-2的中部设置有用于安装防灼烧接头8的通孔9-4，通孔9-4的直径大于防灼烧接头8的底座的宽度，第一端盖9-2的外表面上均匀设置有若干个顶丝孔9-1，顶丝孔9-1内设置有用于调整防灼烧接头8位置的顶丝9-5。防灼烧接头的底座套接在第一端盖的通孔后，将第一端盖与底盘固定连接，第一端盖通孔的直径大于防灼烧接头底座的宽度，通过调节第一端盖外表面上每个顶丝的拧入深度，实现防灼烧接头在第一端盖内的精确定位，定位完成后，激光发生器发射的激光可准确穿过激光耦合器中的防灼烧接头传输到光纤中，能够解决激光被遮挡甚至无激光输出的问题，提高了激光输出的功率，进而提高耦合效率。
进一步的，如图3所示，防灼烧接头8包括过渡管8-3，过渡管8-3的两侧分别设置有与过渡管8-3一体加工而成的接头底座8-4和用于与光纤连接的螺杆8-2。另外，过渡管8-3内部设置有用于中断烧坏光纤的激光传输的小孔8-1，小孔8-1的直径为0.6～1mm，螺杆8-2的长度为8～12mm。激光发生器发射的激光只有穿过直径为0.6～1mm小孔的激光才会传输到光纤中，原来可能烧坏光纤端部的激光被防灼烧接头中小孔周围的壁面隔断，而不会继续传输，避免了对光纤端部的破坏，提高光纤的使用寿命，从而降低成本损耗。
作为本发明的一种改进，如图4-5所示，激光匀光器11包括反射镜片11-1、匀光器外壳11-2、振动器11-4、偏心轮电机振子11-6和第二端盖11-8，将偏心轮电机振子11-6嵌入到振动器11-4中，振动器11-4安装在匀光器外壳11-2的台阶结构11-9中，然后通过第二端盖11-8将振动器11-4固定在匀光器外壳11-2中，振动器11-4与匀光器外壳11-2存在一定的间隙，以提供振动的空间。偏心轮电机振子11-6上设置有用于连接电源线的接头11-5，通电后利用电磁感应效应产生振动，带动振动器11-4振动，使激光均匀照射在反射镜片11-1上，得到匀称的激光输出，产生的能量更加均匀，解决激光光斑不均匀导致成像模糊的问题。
进一步的，偏心轮电机振子11-6包括定子铁芯和转子，定子铁芯上设置有用于安装转子的转轴，转子上设置有用于产生磁场的线圈和用于安装转轴的转轴孔，转子为弧形结构，偏心轮电机振子还包括套入定子铁芯和转子的偏心轮电机振子外壳。转子上的线圈通电后产生磁场，与定子铁芯产生吸力，从而转子实现转动，因为转子采用弧形结构，所以在转动时振动频率比较大，使反射镜片上的激光分布更加均匀。此外，安装有转子的定子铁芯嵌入在偏心轮电机振子外壳中，可以起到保护作用，增加偏心轮电机振子的寿命。
为了减少匀光器外壳的振动，提高激光匀光器的寿命，匀光器外壳11-2与振动器11-4之间设置有具有减振作用的海绵11-7。另外，为了增加反射镜片安装的牢固性，避免因振动器的振动使反射镜片脱落。振动器11-4的一侧设置有用于安装反射镜片11-1的凸台面11-3，反射镜片11-1粘结固定在凸台面11-3上。另外，底盘9-3、第一端盖9-4、外壳11-2和第二端盖11-8上均设置有用于螺钉连接的螺纹孔10。螺纹连接为可拆卸连接，具有结构简单、连接可靠、装拆方便等优点。
本发明中，为了使用方便，采用电池板和外接电源两种方式为激光发生器提供电源。需要说明的是，红外摄像机4除了具有拍照和录像功能，还可以自动调节检测物体的背景亮度(背景亮度是红外图像转换过来的亮度数据，根据亮度的大小调节对比度可以更好显示SF6气体)，更清楚的显示泄漏气体点。红外摄像机4还具有三种切换模式(红外数字图像、红外模拟图像、可见光摄像头)，使用控制器编码的方式，对应三种方式发送不同的命令，方便检测SF6气体或通过可见光摄像头定位检测区域。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种分体式气体激光检漏装置，其特征在于，包括电源控制箱和激光检漏仪，所述电源控制箱中设置有光学设备，所述光学设备包括激光发生器；所述激光检漏仪包括激光匀光器和可旋转的折射器，所述激光匀光器通过镜筒与所述折射器连接，所述镜筒的下方设置有用于拍照和录像的红外摄像机；所述电源控制箱通过电源控制线和信号线与所述激光检漏仪连接。
2.根据权利要求1所述的分体式气体激光检漏装置，其特征在于，所述信号线为光纤，所述激光发生器通过激光耦合器与所述光纤连接。
3.根据权利要求2所述的分体式气体激光检漏装置，其特征在于，所述激光耦合器包括防灼烧接头、底盘和与其固定连接的第一端盖，所述第一端盖的中部设置有用于安装所述防灼烧接头的通孔，所述通孔的直径大于所述防灼烧接头的底座的宽度，所述第一端盖的外表面上均匀设置有若干个顶丝孔，所述顶丝孔内设置有用于调整所述防灼烧接头位置的顶丝。
4.根据权利要求3所述的分体式气体激光检漏装置，其特征在于，所述防灼烧接头包括过渡管，所述过渡管的两侧分别设置有与所述过渡管一体加工而成的接头底座和用于与所述光纤连接的螺杆。
5.根据权利要求4所述的分体式气体激光检漏装置，其特征在于，所述过渡管内部设置有用于中断烧坏所述光纤的激光传输的小孔，所述小孔的直径为0.6～1mm，所述螺杆的长度为8～12mm。
6.根据权利要求1所述的分体式气体激光检漏装置，其特征在于，所述激光匀光器包括匀光器外壳、振动器和第二端盖，其中：
所述匀光器外壳中部通过尺寸差形成用于嵌入所述振动器的台阶结构，所述台阶结构与振动器为间隙配合；
所述振动器的一侧设置有用于反射激光的反射镜片，所述振动器的另一侧中部设置有利用电磁感应效应产生振动的偏心轮电机振子，所述振动器的中部设置有用于嵌入所述偏心轮电机振子的安装孔，所述偏心轮电机振子上设置有用于连接电源线的接头；
所述嵌入振动器的匀光器外壳与第二端盖固定连接。
7.根据权利要求6所述的分体式气体激光检漏装置，其特征在于，所述偏心轮电机振子包括定子铁芯和转子，所述定子铁芯上设置有用于安装所述转子的转轴，所述转子上设置有用于产生磁场的线圈和用于安装所述转轴的转轴孔，所述转子为弧形结构，所述偏心轮电机振子还包括套入所述定子铁芯和转子的偏心轮电机振子外壳。
8.根据权利要求7所述的分体式气体激光检漏装置，其特征在于，所述匀光器外壳与振动器之间设置有用于减振的海绵，所述振动器的一侧设置有用于安装所述反射镜片的凸台面，所述反射镜片粘结固定在所述凸台面上。
9.根据权利要求3或6所述的分体式气体激光检漏装置，其特征在于，所述底盘、第一端盖、匀光器外壳和第二端盖上均设置有用于螺钉连接的螺纹孔。
10.根据权利要求1-8任一所述的分体式气体激光检漏装置，其特征在于，所述电源控制箱设置有为所述激光发生器提供电源的电池板和外接电源接口。
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