CN108838517A - 一种激光除锈和激光熔覆的装置、方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种激光除锈和激光熔覆的装置、方法及系统，所述方法包括第一激光头、第二激光头、显微镜、控制器、集成光路单元；控制器与第一激光头、第二激光头、显微镜、集成光路单元连接；第一激光头、第二激光头与集成光路单元连接；第一激光头用于对高压带电设备进行除锈；第二激光头用于对高压带电设备进行熔覆。本发明提供装置对高压带电设备生锈的区域进行激光除锈，通过显微镜实时监测除锈表面，若发现经激光除锈后的表面出现砂眼等微小孔洞，随即对该表面进行激光熔覆。本发明提供的装置不仅实现了对高压带电设备进行带电除锈，并且实现了对高压带电设备的中出现的砂眼实现带电修复，降低了发生故障的概率，及时修复也降低了成本。

Description

一种激光除锈和激光熔覆的装置、方法及系统

技术领域

本申请涉及高压带电设备激光除锈和激光熔覆领域，尤其涉及一种激光除锈和激光熔覆的装置、方法及系统。

背景技术

在变电站的一些高压带电设备，比如六氟化硫断路器和气体绝缘封闭式金属开关(GIS)等，因为大量运用金属等作为结构件，而金属长期暴露在空气中，会与氧气、水等发生化学反应，造成锈蚀，尤其是在很多重工业地区，空气质量差，空气中有害的酸性气体含量严重超标，会进一步加快高压带电设备的锈蚀速度。有的高压带电设备锈蚀程度很大，在一些重度锈蚀的部位产生砂眼，甚至将一些电力容器锈穿，严重影响高压带电设备的使用，并且有可能产生安全问题。

目前，对于高压带电设备的除锈还是采用停电人工除锈的方法，传统除锈的缺点在于:一、需要对高压带电设备进行断电，这样不能保证电网的正常运行；二、工人必须将工具依附在加工表面，导致工人必须接触带腐蚀性的药剂以及具有很大危险性的工具或加工表面；三、传统清洗方式往往附带大量的体力劳动，工人劳动强度高，并且生产效益低；四、传统清洗方式比如人工剃磨、流体颗粒喷刷以及化学清洗，都需要投入大量的人工以及清洗材料，长时间会累积可观的清洗成本；五、采用化学除锈方法容易对环境产生巨大污染，并且有的特殊高压带电设备采用酸洗化学除锈时还可能产生漏电，对操作人员的安全形成威胁。

现有技术中也有采用激光对高压高压带电设备进行除锈的，但是除锈后不能及时发现高压带电设备表面的砂眼等微小孔洞，一方面，可能产生危险；另一方面，如果发现砂眼一般选择直接更换设备，往往会产生较大的成本。

发明内容

本申请提供了一种激光除锈和激光熔覆的装置、方法及系统，以解决传统除锈方式对高压带电设备带来的不便或则采用激光除锈后仍纯在砂眼的问题。

第一方面，一种激光除锈和激光熔覆的装置，用于对高压带电设备进行激光除锈和激光熔覆，包括：主体，所述主体内设有第一激光头、第二激光头、显微镜、控制器、集成光路单元；其中，

所述控制器与所述第一激光头、所述第二激光头、所述显微镜、所述集成光路单元连接；

所述第一激光头、所述第二激光头与所述集成光路单元连接；

所述第一激光头用于对所述高压带电设备进行除锈；

所述第二激光头用于对所述高压带电设备进行熔覆；

所述显微镜用于将高压带电设备表面的图像实时传输回控制器中；

所述控制器用于控制所述第一激光头、所述第二激光头，还用于控制所述集成光路单元。

优选的，所述集成光路系统包括依次连接的光纤激光器、光束隔离器、扩束镜、振镜、反射镜、分光镜、第一聚焦镜、第二聚焦镜；所述光纤激光器与所述控制器连接。

优选的，所述装置还包括基座；所述基座设置于所述主体的底面。

优选的，所述装置还包括冷却单元，所述冷却单元与所述第一激光头和所述第二激光头连接，所述冷却单元用于对所述第一激光头和所述第二激光头进行冷却。

第二方面，本申请提供了一种激光除锈和激光熔覆的方法，所述方法基于激光除锈和激光熔覆的装置，包括：

获取所述高压带电设备待除锈位置的图像；

对所述高压带电设备待除锈位置的图像进行分析，判断是否需要进行除锈处理；

若需要除锈，则进行除锈处理，进行除锈处理后，则进行下一步；反之，则结束；

获取除锈后的图像；

对所述除锈后的图像进行分析，判断其是否存在砂眼；

若存在，则进行激光熔覆处理；反之，则结束。

第三方面，本申请提供了一种激光除锈和激光熔覆的系统，所述系统基于激光除锈和激光熔覆的方法，包括：第一图像获取模块、第一分析判断模块、激光除锈模块、第二图像获取模块、第二分析判断模块、激光熔覆模块；其中，

所述第一图像获取模块，用于获取所述高压带电设备待除锈位置的图像；

所述第一分析判断模块，用于对所述高压带电设备待除锈位置的图像进行分析，判断是否需要进行除锈处理；

所述激光除锈模块，用于对所述高压带电设备进行激光除锈处理；

所述第二图像获取模块，用于获取所述高压带电设备除锈后的图像；

所述第二分析判断模块，用于对所述高压带电设备除锈后的图像进行分析，判断其是否存在砂眼；

所述激光熔覆模块，用于对所述高压带电设备进行激光熔覆处理。

由以上技术方案可知，本申请提供的一种激光除锈和激光熔覆的装置、方法及系统，所述激光除锈和激光熔覆的装置，包括第一激光头、第二激光头、显微镜、控制器、集成光路单元；其中，所述控制器与所述第一激光头、所述第二激光头、所述显微镜、所述集成光路单元连接；所述第一激光头、所述第二激光头与所述集成光路单元连接；所述第一激光头用于对高压带电设备进行除锈；所述第二激光头用于对高压带电设备进行熔覆。本发明提供的激光除锈和激光熔覆的装置对高压带电设备生锈的区域进行激光除锈，通过显微镜实时监测除锈表面，如果发现经激光除锈后，高压带电设备的表面出现砂眼等微小孔洞，随即对该表面进行激光熔覆。本发明提供的激光除锈和激光熔覆的装置不仅实现了对高压带电设备进行带电除锈，并且实现了对高压带电设备的中出现的砂眼实现的带电修复，降低了发生故障的概率，及时修复也降低了成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请提供的一种激光除锈和激光熔覆的装置的主视图；

图2为本申请提供的一种激光除锈和激光熔覆的装置的侧视图；

图3为本申请提供的一种激光除锈和激光熔覆的装置集成光路单元的原理图的；

图4为本申请显微镜的原理图；

图5为本发明提供的一种激光除锈和激光熔覆的方法的流程图。

图示说明：

其中，1-第一激光头；2-第二激光头；3-显微镜；4-控制器；5-集成光路单元；51-光纤激光器；52-光束隔离器；53-扩束镜；54-振镜；55-反射镜；56-分光镜；57第一聚焦镜；58-第二聚焦镜；6-基座；7-冷却单元；8-高压带电设备。

具体实施方式

下面结合本申请中的附图，对本申请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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是本申请还可以采用其他不同于再次描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

第一方面，本申请提供了一种激光除锈和激光熔覆的装置，参见图1和图2所示。

一种激光除锈和激光熔覆的装置，用于对高压带电设备8进行激光除锈以及激光熔覆，其特征在于，包括：主体，所述主体内设有第一激光头1、第二激光头2、显微镜3、控制器4、集成光路单元5；其中，

所述控制器4与所述第一激光头1、所述第二激光头2、所述显微镜3、所述集成光路单元5连接；

所述第一激光头1、所述第二激光头2与所述集成光路单元5连接；

所述第一激光头1用于对所述高压带电设备8进行除锈；

所述第二激光头2用于对所述高压带电设备8进行熔覆；

所述显微镜3用于将高压带电设备8表面的图像实时传输回控制器4中；

所述控制器4用于控制所述第一激光头1、所述第二激光头2，还用于控制所述集成光路单元5。

第一激光头1和第二激光头2并列安装，显微镜3安装在第一激光头1与第二激光头2的中间，并且可以随着第一激光头1和第二激光头2转动而转动，从而可以实现对激光除锈后的图像进行实时放大监控。激光除锈装置属于现有技术，如CN 206936616U专利提供的一种高压带电设备8激光除锈装置所示。

由以上技术方案可知，本申请提供的一种激光除锈和激光熔覆的装置、方法及系统，所述激光除锈和激光熔覆的装置，包括第一激光头1、第二激光头2、显微镜3、控制器4、集成光路单元5；其中，所述控制器4与所述第一激光头1、所述第二激光头2、所述显微镜3、所述集成光路单元5连接；所述第一激光头1、所述第二激光头2与所述集成光路单元5连接；所述第一激光头1用于对高压带电设备8进行除锈；所述第二激光头2用于对高压带电设备8进行熔覆。本发明提供的激光除锈和激光熔覆的装置对高压带电设备8生锈的区域进行激光除锈，通过显微镜3实时监测除锈表面，如果发现经激光除锈后，高压带电设备的表面出现砂眼等微小孔洞，随即对该表面进行激光熔覆。本发明提供的激光除锈和激光熔覆的装置不仅实现了对高压带电设备8进行带电除锈，并且实现了对高压带电设备8的中出现的砂眼实现的带电修复，降低了发生故障的概率，及时修复也降低了成本。

进一步地，所述集成光路系统包括依次连接的光纤激光器51、光束隔离器52、扩束镜53、振镜54、反射镜55、分光镜56、第一聚焦镜57、第二聚焦镜5；所述光纤激光器51与所述控制器4连接。

如图3所示，为本发明提供的集成光路单元5的结构示意图，集成光路单元5包括依次排列的光纤激光器51、光束隔离器52、扩束镜53、振镜54、反射镜55、分光镜56、第一聚焦镜57、第二聚焦镜5。图3中箭头表示激光束的传播方向，控制器4发出指令给光纤激光器51，光纤激光器51接收指令后发出激光束，激光束经过隔离器然后进入扩束镜53实现扩束准直，扩束准直后的激光束再依次经过振镜54和反射镜55后，通过分光镜56将激光束分成两束激光，其中一束激光经过第一聚焦镜57后实现激光除锈的功能，另外一束激光经过第二聚焦镜5后实现激光熔覆的功能。

将激光除锈和激光熔覆的装置放置于合适的位置，通过控制器4控制集成光路单元5，通过集成光路单元5将一束激光分成两束后分别通过第一激光头1和第二激光头2。因此以前如果需要对高压带电设备8实现激光除锈和激光熔覆需要两台激光器，现在只需要一台激光器就同时实现了对激光除锈和激光熔覆两种功能。

如图4所示，为显微镜3的原理图。显微镜3摄取由经过激光除锈的高压带电设备8表面漫反射过来的光束，对除锈的表面放大成像并传输到控制器4，由控制器4对除锈表面的砂眼等微小孔洞进行识别，并将识别获取的信息反馈给激光熔覆计算机控制系统，判断是否需要进行激光熔覆并即时发出指令。

激光熔覆是指以不同的添料方式在被熔覆基体表面上放置被选择的涂层材料经激光辐照使之和基体表面一薄层同时熔化，并快速凝固后形成稀释度极低，与基体成冶金结合的表面涂层，显著改善基层表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性等的工艺方法，从而达到表面改性或修复的目的。

进一步地，所述装置还包括基座6；所述基座6设置于所述主体的底面。

进一步地，所述装置还包括冷却单元，所述冷却单元7与所述第一激光头1和所述第二激光头2连接，所述冷却单元7用于对所述第一激光头1和所述第二激光头2进行冷却。

第二方面，如图5所示，为本发明提供的一种激光除锈和激光熔覆的方法的流程图。

本发明提供了一种激光除锈和激光熔覆的方法，包括：

步骤S1、获取高压带电设备8待除锈位置的图像；

步骤S2、对所述高压带电设备8待除锈位置的图像进行分析，判断是否需要进行除锈处理；

步骤S3、若需要除锈，则进行除锈处理；反之，则结束；

步骤S4、获取除锈后的图像；

步骤S5、对所述除锈后的图像进行分析，判断其是否存在砂眼；

步骤S6、若存在，则进行激光熔覆处理，进行除锈处理后，则进行下一步；反之，则结束。

第三方面，本发明提供的一种激光除锈和激光熔覆的系统，包括：第一图像获取模块、第一分析判断模块、激光除锈模块、第二图像获取模块、第二分析判断模块、激光熔覆模块；其中，

所述第一图像获取模块，用于获取所述高压带电设备8待除锈位置的图像；

所述第一分析判断模块，用于对所述高压带电设备8待除锈位置的图像进行分析，判断是否需要进行除锈处理；

所述激光除锈模块，用于对所述高压带电设备8进行激光除锈处理；

所述第二图像获取模块，用于获取所述高压带电设备8除锈后的图像；

所述第二分析判断模块，用于对所述高压带电设备8除锈后的图像进行分析，判断其是否存在砂眼；

所述激光熔覆模块，用于对所述高压带电设备8进行激光熔覆处理。

由以上技术方案可知，本申请提供的一种激光除锈和激光熔覆的装置、方法及系统，所述激光除锈和激光熔覆的装置，包括第一激光头1、第二激光头2、显微镜3、控制器4、集成光路单元5；其中，所述控制器4与所述第一激光头1、所述第二激光头2、所述显微镜3、所述集成光路单元5连接；所述第一激光头1、所述第二激光头2与所述集成光路单元5连接；所述第一激光头1用于对高压带电设备8进行除锈；所述第二激光头2用于对高压带电设备8进行熔覆。本发明提供的激光除锈和激光熔覆的装置对高压带电设备8生锈的区域进行激光除锈，通过显微镜3实时监测除锈表面，如果发现经激光除锈后，高压带电设备的表面出现砂眼等微小孔洞，随即对该表面进行激光熔覆。本发明提供的激光除锈和激光熔覆的装置不仅实现了对高压带电设备8进行带电除锈，并且实现了对高压带电设备8的中出现的砂眼实现的带电修复，降低了发生故障的概率，及时修复也降低了成本。

以上仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (6)

1.一种激光除锈和激光熔覆的装置，用于对高压带电设备进行激光除锈以及激光熔覆，其特征在于，包括：主体，所述主体内设有第一激光头、第二激光头、显微镜、控制器、集成光路单元；其中，

所述控制器与所述第一激光头、所述第二激光头、所述显微镜、所述集成光路单元连接；

所述第一激光头、所述第二激光头与所述集成光路单元连接；

所述第一激光头用于对所述高压带电设备进行除锈；

所述第二激光头用于对所述高压带电设备进行熔覆；

所述显微镜用于将高压带电设备表面的图像实时传输回控制器中；

所述控制器用于控制所述第一激光头、所述第二激光头，还用于控制所述集成光路单元。

2.根据权利要求1所述的激光除锈和激光熔覆的装置，其特征在于，所述集成光路系统包括依次连接的光纤激光器、光束隔离器、扩束镜、振镜、反射镜、分光镜、第一聚焦镜、第二聚焦镜；所述光纤激光器与所述控制器连接。

3.根据权利要求1所述的激光除锈和激光熔覆的装置，其特征在于，所述装置还包括基座；所述基座设置于所述主体的底面。

4.根据权利要求1所述的激光除锈和激光熔覆的装置，其特征在于，所述装置还包括冷却单元，所述冷却单元与所述第一激光头和所述第二激光头连接，所述冷却单元用于对所述第一激光头和所述第二激光头进行冷却。

5.一种激光除锈和激光熔覆的方法，所述方法基于权利要求1-4任一项所述的激光除锈和激光熔覆的装置，其特征在于，包括：

获取所述高压带电设备待除锈位置的图像；

对所述高压带电设备待除锈位置的图像进行分析，判断是否需要进行除锈处理；

若需要除锈，则进行除锈处理，进行除锈处理后，则进行下一步；反之，则结束；

获取除锈后的图像；

对所述除锈后的图像进行分析，判断其是否存在砂眼；

若存在，则进行激光熔覆处理；反之，则结束。

6.一种激光除锈和激光熔覆的系统，所述系统基于权利要求5所述的激光除锈和激光熔覆的方法，其特征在于，包括：第一图像获取模块、第一分析判断模块、激光除锈模块、第二图像获取模块、第二分析判断模块、激光熔覆模块；其中，

所述第一图像获取模块，用于获取所述高压带电设备待除锈位置的图像；

所述第一分析判断模块，用于对所述高压带电设备待除锈位置的图像进行分析，判断是否需要进行除锈处理；

所述激光除锈模块，用于对所述高压带电设备进行激光除锈处理；

所述第二图像获取模块，用于获取所述高压带电设备除锈后的图像；

所述第二分析判断模块，用于对所述高压带电设备除锈后的图像进行分析，判断其是否存在砂眼；

所述激光熔覆模块，用于对所述高压带电设备进行激光熔覆处理。