CN106644274A - 一种可用于sf6泄漏监控系统的红外光窗组件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可用于SF6泄漏监控系统的红外光窗组件，包括取景镜头、旋转圆环、激光发射器和激光发射器所指向的光电二极管，旋转圆环位于激光发射器和光电二极管之间，激光发射器和取景镜头位于旋转圆环的同一侧，取景镜头的末端指向旋转圆环，旋转圆环的环内安装有第一滤光片和第二滤光片，第一滤光片为红外宽带滤光片，第二滤光片为10.55μm红外窄带滤光片，第一滤光片和第二滤光片通过第一隔光柱以及第二隔光柱隔开，第一隔光柱和第二隔光柱分别一端与旋转圆环环体连接，另一端与旋转圆环的圆心处连接，第一隔光柱的宽度小于第二隔光柱的宽度。

Description

一种可用于SF6泄漏监控系统的红外光窗组件
技术领域
本发明涉及红外热成像领域，具体是指一种可用于SF6泄漏监控系统的红外光窗组件。
背景技术
SF6气体作为优异的绝缘和灭弧材料，在电气工业领域的高压设备中得到广泛应用，但SF6气体泄漏问题已成为该类设备的主要缺陷。由于传统检测技术的局限性，此类缺陷的处理过程严重影响了设备的正常运行。
红外热成像可实现对SF6泄漏的快速检测，是目前使用的主要检测手段。该技术利用SF6在红外波段10.55μm处存在很强的吸收峰的特点做检测，为了有效的观测到SF6气体泄漏的图像，需要将背景辐射扣除，因而要实现在8～14μm红外宽带滤光片和10.55μm红外窄带通滤光片之间的切换。以专利号为201320498481.4的《一种用于摄像机的多光谱滤光片切换装置》专利为例，现有技术通常操作大多是采用电机驱动切换，但不能对滤光片种类进行有效识别。在专利号为201320498481.4的《一种用于摄像机的多光谱滤光片切换装置》专利文件中，采用旋转盘的方式切换滤光片，能够实现多种滤光片自动切换，但对于滤光片识别未做处理，则对不同滤光片所产生的图像无法再后续程序中进行特定算法计算或处理。
综上可知，对大范围的红外宽带滤光片和10.55μm红外窄带滤光片的切换进行优化处理，能很好地解决电机驱动切换滤光片过程中产生的无法识别滤光片种类的问题。因此，需要提供一种可识别滤光片的红外光窗组件来满足实际应用的需要。
发明内容
本发明的目的在于：克服现有技术上述缺陷，提供一种可用于SF6泄漏监控系统的红外光窗组件。本发明有助于滤光片的识别，有利于对通过不同滤光片所产生的图像在SF6泄漏监控系统进行处理。
本发明通过下述技术方案实现：
一种可用于SF6泄漏监控系统的红外光窗组件，包括取景镜头、旋转圆环、激光发射器和激光发射器所指向的光电二极管，所述旋转圆环位于激光发射器和光电二极管之间，所述激光发射器和取景镜头位于旋转圆环的同一侧，所述取景镜头的末端指向旋转圆环，所述旋转圆环的环内安装有第一滤光片和第二滤光片，所述第一滤光片为红外宽带滤光片，所述第二滤光片为10.55μm红外窄带滤光片，第一滤光片和第二滤光片通过第一隔光柱以及第二隔光柱隔开，所述第一隔光柱和第二隔光柱分别一端与旋转圆环环体连接，另一端与旋转圆环的圆心处连接，所述第一隔光柱的宽度小于第二隔光柱的宽度。
在本发明中，红外辐射从取景镜头进入，照射至旋转圆环环内，旋转圆环进行匀速转动，由于红外辐射在旋转圆环内的照射区域在空间上不变化，而旋转绕其圆心处进行旋转，因此第一滤光片和第二滤光片依次通过照射区域。本发明中滤光片的识别通过下述方式实现，第一隔光柱和第二隔光柱可阻挡激光射向光电二极管，在激光穿过滤光片时，滤光片包含第一滤光片和第二滤光片，光电二极管因为光电效应对外输出高电平，在激光被隔光柱阻挡时，光电二极管对外输出零电平。由于第一隔光柱的宽度小于第二隔光柱的宽度，因此第一隔光柱和第二隔光柱阻挡激光的时间不同，通过光电二极管对外输出高电平的时间和旋转圆环的转向即可判断两个滤光片的位置，继而判断下一次红外辐射照射第一滤光片或者第二滤光片所需的时间，便于经过对应时间后，SF6泄漏监控系统对红外辐射通过滤光片进行图像取帧，此时所获得的图像即为红外辐射通过对应滤光片的图像。通过上述措施，可判断照射区域所处的滤光片类型，所获得的图像即为红外辐射穿过对应滤光片的图像，可便于后续算法对图像进行处理。
作为一种优选的方式，红外辐射在旋转圆环上的照射区域随着旋转圆环的转动可完全位于第一滤光片或第二滤光片上。
作为一种优选的方式，所述第一滤光片为8～14μm红外宽带滤光片。
作为一种优选的方式，所述旋转圆环通过设置于其圆心处的电机驱动，所述电机同时与第一隔光柱以及第二隔光柱连接。
作为一种优选的方式，所述激光发射器和光电二极管固定设置于底座上。
作为一种优选的方式，所述光电二极管为PI N光电二极管。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：本发明有助于滤光片的识别，有利于对通过不同滤光片所产生的图像在SF6泄漏监控系统进行处理。
附图说明
图1为红外光窗组件的结构示意图。
图2为旋转圆环正面的结构示意图。
其中：1—取景镜头，2—激光发射器，3—旋转圆环，4—底座，5—光电二极管，6—照射区域，7—第一隔光柱，8—电机，9第二隔光柱。
具体实施方式
下面结合附图进行进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此：
实施例1：
参见图1和图2，一种可用于SF6泄漏监控系统的红外光窗组件，包括取景镜头1、旋转圆环3、激光发射器2和激光发射器2所指向的光电二极管5，所述旋转圆环3位于激光发射器2和光电二极管5之间，所述激光发射器2和取景镜头1位于旋转圆环3的同一侧，所述取景镜头1的末端指向旋转圆环3，所述旋转圆环3的环内安装有第一滤光片和第二滤光片，所述第一滤光片为红外宽带滤光片，所述第二滤光片为10.55μm红外窄带滤光片，第一滤光片和第二滤光片通过第一隔光柱7以及第二隔光柱9隔开，所述第一隔光柱7和第二隔光柱9分别一端与旋转圆环3环体连接，另一端与旋转圆环3的圆心处连接，所述第一隔光柱7的宽度小于第二隔光柱9的宽度。
在本发明中，红外辐射从取景镜头1进入，照射至旋转圆环3环内，旋转圆环3进行匀速转动，由于红外辐射在旋转圆环3内的照射区域6在空间上不变化，而旋转绕其圆心处进行旋转，因此第一滤光片和第二滤光片依次通过照射区域6。本发明中滤光片的识别通过下述方式实现，第一隔光柱7和第二隔光柱9可阻挡激光射向光电二极管5，在激光穿过滤光片时，滤光片包含第一滤光片和第二滤光片，光电二极管5因为光电效应对外输出高电平，在激光被隔光柱阻挡时，光电二极管5对外输出零电平。由于第一隔光柱7的宽度小于第二隔光柱9的宽度，因此第一隔光柱7和第二隔光柱9阻挡激光的时间不同，通过光电二极管5对外输出高电平的时间和旋转圆环3的转向即可判断两个滤光片的位置，继而判断下一次红外辐射照射第一滤光片或者第二滤光片所需的时间，便于经过对应时间后，SF6泄漏监控系统对红外辐射通过滤光片进行图像取帧，此时所获得的图像即为红外辐射通过对应滤光片的图像。通过上述措施，可判断照射区域6所处的滤光片类型，所获得的图像即为红外辐射穿过对应滤光片的图像，可便于后续算法对图像进行处理。
作为一种优选的方式，红外辐射在旋转圆环3上的照射区域6随着旋转圆环3的转动可完全位于第一滤光片或第二滤光片上。通过红外辐射在旋转圆环3上的照射区域6随着旋转圆环3的转动可完全位于第一滤光片或第二滤光片上，可有效避免照射区域6同时处于两个滤光片上对监控结果造成的干扰，使监控更为精准。
作为一种优选的方式，在本实施例中，所述第一滤光片为8～14μm红外宽带滤光片。
作为一种优选的方式，在本实施例中，所述旋转圆环3通过设置于其圆心处的电机8驱动，所述电机8同时与第一隔光柱7以及第二隔光柱9连接。
作为一种优选的方式，在本实施例中，所述激光发射器2和光电二极管5固定设置于底座4上。通过激光发射器2和光电二极管5固定设置于底座4上，可有效保障激光发射器2与光电二极管5间的相对位置，避免错动导致光电二极管5不能够正常接收激光。
作为一种优选的方式，在本实施例中，所述光电二极管5为PI N光电二极管。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种可用于SF6泄漏监控系统的红外光窗组件，其特征在于：包括取景镜头(1)、旋转圆环(3)、激光发射器(2)和激光发射器(2)所指向的光电二极管(5)，所述旋转圆环(3)位于激光发射器(2)和光电二极管(5)之间，所述激光发射器(2)和取景镜头(1)位于旋转圆环(3)的同一侧，所述取景镜头(1)的末端指向旋转圆环(3)，所述旋转圆环(3)的环内安装有第一滤光片和第二滤光片，所述第一滤光片为红外宽带滤光片，所述第二滤光片为10.55μm红外窄带滤光片，第一滤光片和第二滤光片通过第一隔光柱(7)以及第二隔光柱(9)隔开，所述第一隔光柱(7)和第二隔光柱(9)分别一端与旋转圆环(3)环体连接，另一端与旋转圆环(3)的圆心处连接，所述第一隔光柱(7)的宽度小于第二隔光柱(9)的宽度。
2.根据权利要求1所述的一种可用于SF6泄漏监控系统的红外光窗组件，其特征在于：红外辐射在旋转圆环(3)上的照射区域(6)随着旋转圆环(3)的转动可完全位于第一滤光片或第二滤光片上。
3.根据权利要求1所述的一种可用于SF6泄漏监控系统的红外光窗组件，其特征在于：所述第一滤光片为8～14μm红外宽带滤光片。
4.根据权利要求1所述的一种可用于SF6泄漏监控系统的红外光窗组件，其特征在于：所述旋转圆环(3)通过设置于其圆心处的电机(8)驱动，所述电机(8)同时与第一隔光柱(7)以及第二隔光柱(9)连接。
5.根据权利要求1所述的一种可用于SF6泄漏监控系统的红外光窗组件，其特征在于：所述激光发射器(2)和光电二极管(5)固定设置于底座(4)上。
6.根据权利要求1所述的一种可用于SF6泄漏监控系统的红外光窗组件，其特征在于：所述光电二极管(5)为PIN光电二极管。
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