CN108856153B - 光学器件正负风压自动清洁方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光学器件正负风压自动清洁方法，属于发电机转子领域。光学器件正负风压自动清洁方法，利用平行方向的快速流动空气在旋转部件的凹坑结构内的光学器件表面形成交替正负风压引起尘粒振动实现自动清洁。本发明实现光学元器件表面的自动清洁，解决因灰尘累积影响转子接地检测精度和可靠性的问题。

Description

光学器件正负风压自动清洁方法

技术领域

本发明涉及发电机转子领域，具体地说，涉及一种光学器件正负风压自动清洁方法。

背景技术

无线旋转式发电机转子接地检测装置中的光学器件长期使用过程中容易污染，影响检测精度。因结构不同，目前该类似结构的清洁方法多为人工清洁方法，即定期清洁，或在表面加装一个平面透明罩壳，用以阻挡灰尘，防止在光学器件表面形成积尘，但罩壳上的积尘仍无法自动清洁，时间久了，仍然会影响光学器件检测的准确度，只能采用定期停机人员清洁的方法。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种光学器件正负风压自动清洁方法，该方法能够实现转子端部的光学器件的自动清洁。

为实现上述技术方案，本发明采用如下技术方案：

光学器件正负风压自动清洁方法，将位于转子端部的凹坑结构内的光学器件放置于进风风道内，发电机转子旋转时，位于发电机转子上的风扇持续将气流送入进风风道，转子的端部旋转平面与气流的流向平行；

气流通过转子端部的凹坑结构的边缘时，形成射流效应，由于射流的卷吸作用，在背风面静止的空气被卷吸带走，随着新空气的加入，射流边界在凹坑结构内向外扩散，形成一个近三角形的负压区域，其边缘会扩散至光学器件顶部平面，凹坑结构内的射流边界之外的区域空气被卷吸带走形成相对负压区域，在射流边界内的区域为相对正压区域；

当转子高速旋转时，对同一个光学器件来说，高速交替存在于负压区域和正压区域，光学器件表面的尘粒受力方向不停地正反高速交替变化，引起尘粒振动并被气流带走，实现自动清洁。

进一步的技术方案，所述的进风风道的风温、风向、风量与风速稳定，形成平行稳定的气流。

进一步的技术方案，所述的光学器件位于转子端部的凹坑结构内，凹坑结构的边缘顶部高于光学器件的顶部。

进一步的技术方案，气流速度v为6m/s≤v≤15m/s时,凹坑结构深度H、凹坑结构直径L及凹坑结构边缘与光学器件平面的距离h应符合以下条件：H≥h且H≥0.0932L ,0.055L≤h≤0.284L。

进一步的技术方案，所述的光学器件的红外光线或可见光线从端部沿中心轴方向向外发射。

有益效果：

与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：

1、本发明实现光学元器件表面的自动清洁，解决因灰尘累积影响转子接地检测精度和可靠性的问题。

2、对于光学器件表面原有积尘或尘粒，反复的高速振动能使其附着松动，更容易被风带走。

3、对于随风而来的新尘粒，其表面的交替正反方向受力使其更不容易附着在元件表面，使表面长期保持清洁。

4、本发明无需透明或半透明罩壳，减少光线在罩壳上的损耗，提高了光信号的利用率，降低了光学器件的损耗功率，延长了光学器件的寿命，增加转子接地检测的灵敏度和可靠性。

附图说明

图1为本发明的凹坑结构及射流边界示意图；

图2为本发明的光学器件和空气流向的俯视图；

图3为本发明的光学器件和空气流向的侧视图；

图4为图3中A的放大图一；

图5为图3中A的放大图二；

图中标记：1、光学器件，2、转子，3、凹坑。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细的说明。

实施例

如图1-3所示，光学器件正负风压自动清洁方法，将位于转子端部的凹坑结构内的光学器件1放置于进风风道内，发电机转子旋转时，位于发电机转子上的风扇持续将气流送入进风风道，转子的端部旋转平面与气流的流向平行；

气流通过转子端部的凹坑结构的边缘时，形成射流效应，由于射流的卷吸作用，在背风面静止的空气被卷吸带走，随着新空气的加入，射流边界在凹坑结构内向外扩散，形成一个近三角形的负压区域，其边缘会扩散至光学器件顶部平面，凹坑结构内的射流边界之外的区域空气被卷吸带走形成相对负压区域，在射流边界内的区域为相对正压区域；

当转子高速旋转时，对同一个光学器件来说，高速交替存在于负压区域和正压区域，光学器件表面的尘粒受力方向不停地正反高速交替变化，引起尘粒振动并被气流带走，实现自动清洁。

所述的进风风道的风温、风向、风量与风速稳定，形成平行稳定的气流。所述的光学器件位于转子端部的凹坑结构内，凹坑结构的边缘顶部高于光学器件的顶部。气流速度v为6m/s≤v≤15m/s时,凹坑结构深度H、凹坑结构直径L及凹坑结构边缘与光学器件平面的距离h应符合以下条件：H≥h且H≥0.0932L , 0.055L≤h≤0.284L。 所述的光学器件的红外光线或可见光线从端部沿中心轴方向向外发射。

利用平行方向的快速流动空气在旋转部件的凹坑结构内的光学器件表面形成交替正负风压引起尘粒振动实现自动清洁。

正常运行时，转子的端部安装于进风风道内，端面与空气的流向平行，风温、风向、风量与风速稳定，产品发热量小，对空气温度的影响可以忽略，产品端部尺寸相对风道尺寸较小，对产品端部主风道空气流向、流量的影响也可以忽略。

无线旋转式转子接地检测装置的金属外壳端部有一个凹坑结构，光学器件放置于凹坑内，金属外壳边缘高于光学器件顶部, 用以保护光学器件不被机械损坏。气流方向与光学器件顶部的平面平行，气流流经凹坑结构边缘时，产生射流卷吸效应，背风面的静止空气被气流卷吸带走，形成负压区域，由于有新气流的加入，气流混合边界开始向凹坑结构内扩散，并到达凹坑结构内光学器件顶部平面，超过这一距离以后，气流直接吹在光学器件顶部表面，形成正压区域，负压区域成一个三角形形状（如图1），在三角形的外边即射流边界内，是正压区域，当转子旋转时，对同一个光学器件来说，交替存在于负压区域和正压区域，其表面尘粒受到的力也是交替变化的，为方便描述，我们将7个光学器件编号如图2。在正常运行时的某一瞬间的光学器件位置、受力如图4,号光学器件处于负压区域,这时其表面的尘粒受到的作用力是向外吸，号处于正压区域，其表面的尘粒受到的力主要是向光学器件表面压，中间的号光学器件表面右半部分迎风面尘粒受力方向为向表面压，而背风面表面尘粒受力方向为向外吸，左半部分表面尘粒主要受力方向为向外吸。当转子绕中心轴旋转180°后，其位置及受力方向如图5所示，原来负压区域的号光学器件转到了正压区域，表面的尘粒受力方向由向外吸变为向内压，原来正压区域的号光学器件转到了负压区域，表面的尘粒受力方向由向内压变为向外吸，因为旋转180°，号光学器件在图5中其迎风面和背风面也与图4不同。

如此的交替往复，光学器件表面的尘粒就受力做往复振动的运动，在气流的作用下，被卷吸带走，光学器件表面会长期保持清洁，无需停机人工擦拭清洁。

Claims (5)

1.光学器件正负风压自动清洁方法，其特征在于：将位于转子端部的凹坑结构内的光学器件放置于进风风道内，发电机转子旋转时，位于发电机转子上的风扇持续将气流送入进风风道，转子的端部旋转平面与气流的流向平行；

气流通过转子端部的凹坑结构的边缘时，形成射流效应，由于射流的卷吸作用，在背风面静止的空气被卷吸带走，随着新空气的加入，射流边界在凹坑结构内向外扩散，形成一个近三角形的负压区域，其边缘会扩散至光学器件顶部平面，凹坑结构内的射流边界之外的区域空气被卷吸带走形成相对负压区域，在射流边界内的区域为相对正压区域；

当转子高速旋转时，对同一个光学器件来说，高速交替存在于负压区域和正压区域，光学器件表面的尘粒受力方向不停地正反高速交替变化，引起尘粒振动并被气流带走，实现自动清洁。

2.根据权利要求1所述的光学器件正负风压自动清洁方法，其特征在于：所述的进风风道的风温、风向、风量与风速稳定。

3.根据权利要求1所述的光学器件正负风压自动清洁方法，其特征在于：所述的光学器件位于转子端部的凹坑结构内，凹坑结构的边缘顶部高于光学器件的顶部。

4.根据权利要求1或3所述的光学器件正负风压自动清洁方法，其特征在于：所述的气流速度v为6m/s≤v≤15m/s时,凹坑结构深度H、凹坑结构直径L及凹坑结构边缘与光学器件平面的距离h应符合以下条件：H≥h且H≥0.0932L , 0.055L≤h≤0.284L。

5.根据权利要求1所述的光学器件正负风压自动清洁方法，其特征在于：所述的光学器件的红外光线或可见光线从转子端部沿中心轴方向向外发射。