CN204028286U - 一种紫外探测器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种紫外探测器，包括第一光学镜头、第二光学镜头、可见光成像模块、紫外光子采集机构以及发送模块；其中，第一光学镜头与可见光成像模块的输入端相连；第二光学镜头与紫外光子采集机构的输入端相连；可见光成像模块的输出端及紫外光子采集机构的输出端分别与发送模块相连。实施本实用新型实施例，可对输变电设备发出的紫外光子数目进行精确记录及定量分析，从而精确定位输变电设备电晕放电状态。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力系统和图像监控技术领域，尤其涉及一种紫外探测器。
背景技术
电晕放电是输变电设备电磁环境的主要问题，会带来一系列的问题，例如强电场、可听噪声、无线电干扰等。按照IEEE标准定义，电晕是电场强度超过临界值引起的带电导体周围空气电离而产生的一种发光的放电现象。随着电压等级的升高，输变电设备表面的场强会增加，尤其在粗糙表面，由于局部场强过高，会造成表面场强分布不均匀造成电晕放电，当达到临界值时，在夜晚黑暗的情况下，还会出现蓝色发光的现象。
现有技术中，监测输变电设备电晕放电的方式为采用可见光相机（如紫外成像仪或紫外照相机）对探测到的紫外光子进行成像，且对画面进行切割，并通过模糊数学计算得出大概的紫外光子数目，其缺点在于：所检测到的紫外光子数目并非实际的光子数目，因此不能精确定位及分析输变电设备电晕放电状态。
实用新型内容
本实用新型实施例所要解决的技术问题在于，提供一种紫外探测器，可对输变电设备发出的紫外光子数目进行精确记录及定量分析，从而精确定位输变电设备电晕放电状态。
为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种紫外探测器，包括第一光学镜头、第二光学镜头、可见光成像模块、紫外光子采集机构以及发送模块；其中，
所述第一光学镜头与所述可见光成像模块的输入端相连；
所述第二光学镜头与所述紫外光子采集机构的输入端相连；
所述可见光成像模块的输出端及所述紫外光子采集机构的输出端分别与所述发送模块相连。
其中，所述紫外光子采集机构包括紫外光滤镜、智能通信板以及数字处理模块；其中，
所述紫外光滤镜的输入端与所述第二光学镜头相连，输出端与所述智能通信板的输入端相连；
所述智能通信板的输出端与所述数字处理模块的输入端相连；
所述数字处理模块的输出端与所述发送模块相连。
其中，所述智能通信板还包括制备在所述智能通信板远离所述紫外光滤镜一侧的衍射微透镜阵列。
其中，所述智能通信板为由氮化镓或氮化镓铝制备而成的pin型背照式32×32列阵板。
其中，所述可见光成像模块为可见光CMOS成像模块，所述可见光CMOS成像模块包括由光电二极管阵列构成的像敏模块阵列和MOS场效应管集成电路。
其中，所述第一光学镜头与所述第二光学镜头共焦。
其中，所述紫外探测器还包括存储模块，所述存储模块的输入端分别与所述可见光成像模块的输出端及所述紫外光子采集机构的输出端相连，输出端与所述发送模块相连。
实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：
在本实用新型实施例中，由于紫外探测器中第一光学镜头与第二光学镜头共焦，在监测输变电设备电晕放电时，采用非接触的方式，通过第一光学镜头与第二光学镜头分别获得输变电设备同一位置上的图像和精确的紫外光子数目，从而能够对输变电设备故障缺陷点的早期放电进行准确测量及准确定位，且具有抗静电和抗杂散干扰能力。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本实用新型的范畴。
图1为本实用新型实施例提供的紫外探测器的立体结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的紫外探测器的平面结构示意图；
其中，1-第一光学镜头，2-第二光学镜头，3-可见光成像模块，4-紫外光子采集机构，41-紫外光滤镜，42-智能通信板，43-数字处理模块，5-发送模块，6-存储模块。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。用于将光信号转变成模拟信号并统计紫外光子数目的 用于将模拟信号转变成数字信号的
如图1和图2所示，本实用新型实施例中，为一种紫外探测器，其可与输变电设备相配合，包括第一光学镜头1、第二光学镜头2、可见光成像模块3、紫外光子采集机构4以及发送模块5；第一光学镜头1与可见光成像模块3的输入端相连；第二光学镜头2与紫外光子采集机构4的输入端相连；可见光成像模块3的输出端及紫外光子采集机构4的输出端分别与发送模块5相连。
其中，可见光成像模块3用于获得输变电设备电晕放电的RGB图像；紫外光子采集机构4用于获得输变电设备电晕放电时发送的紫外光子，且将获得的紫外光子信号转变成数字信号，并精确统计所发送的紫外光子数目；发送模块5用于将得到的RGB图像和数字信号输出给后台分析系统进行处理。
应当说明的是，为了能够获得输变电设备同一放电部位上的图像和紫外光子数目，实现两个光学镜头的光轴平行，紫外探测器在产品出厂前，需要通过调整第一光学镜头1在仪器内安装基面上的位置和倾斜度，以及第二光学镜头2在仪器内安装基面上的位置和倾斜度，使得第一光学镜头1与第二光学镜头2共焦，因此第一光学镜头1与第二光学镜头2聚焦在放电部位的同一范围内，且二者聚焦的范围误差非常小。
更进一步的，紫外光子采集机构4包括紫外光滤镜41、智能通信板42以及数字处理模块43；紫外光滤镜41的输入端与第二光学镜头2相连，输出端与智能通信板42的输入端相连；智能通信板42的输出端与数字处理模块43的输入端相连；数字处理模块43的输出端与发送模块5相连。其中，紫外光滤镜41用于过滤输变电设备放电部位可见光并只允许紫外光子通过，智能通信板42用于将接收到的紫外光子信号转换成模拟信号，数字处理模块43用于将模拟信号转换成数字信号。
智能通信板42为由氮化镓或氮化镓铝制备而成的pin型背照式32×32列阵板，该智能通信板42在制备中采用背照射光电二极管，通过铟柱互连方式得到混成的智能通信板器件，也可以在已制备的智能通信板42其远离紫外光滤镜41的一侧加装衍射微透镜阵列（即衍射透镜阵列制备在智能通信板阵列的背面），并采用双面对准技术，组合多层镀膜与剥离的微细加工工艺制备衍射微透镜阵列，使得衍射微透镜列阵与智能通信板列阵相集成，从而改善智能通信板42的灵敏度，使得紫外探测器具有大光敏面探测器的灵敏度，其灵敏度可达到10的18次方，因此紫外探测器可以准确、实时检测到输变电设备早期放电程度。
更进一步的，可见光成像模块3为可见光CMOS成像模块，该可见光CMOS成像模块包括由光电二极管阵列构成的像敏模块阵列和MOS场效应管集成电路，二者集成在同一硅片上。
由于图像占有的数据空间较大，因此需在紫外探测器中设有存储模块6，该存储模块6用于存储数字信号和大容量的RGB图像，其输入端分别与可见光成像模块3的输出端及紫外光子采集机构4的输出端相连，输出端与发送模块5相连。
本实用新型中紫外探测器的工作原理为：由于紫外探测器出厂时，第一光学镜头1和第二光学镜头2共焦，因此通过第一光学镜头1聚焦输变电设备某一位置，使得该可见光成像模块3可采集到该位置上的RGB图像并输出，同时，通过第二光学镜头2聚焦同一位置，使得该紫外光子采集机构4可采集到该位置上发送的紫外光子，且精确统计出紫外光子数目，并将光信号转变成数字信号输出，数字信号和大容量的RGB图像在存储模块6中存储，使得发送模块5能够及时将获得的RGB图像和数字信号输出给后台分析系统进行处理，从而精确定位输变电设备电晕放电状态。
实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：
在本实用新型实施例中，由于紫外探测器中第一光学镜头与第二光学镜头共焦，在监测输变电设备电晕放电时，采用非接触的方式，通过第一光学镜头与第二光学镜头分别获得输变电设备同一位置上的图像和精确的紫外光子数目，从而能够对输变电设备故障缺陷点的早期放电进行准确测量及准确定位，且具有抗静电和抗杂散干扰能力。
以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。
Claims (7)
1.一种紫外探测器，其特征在于，包括第一光学镜头（1）、第二光学镜头（2）、可见光成像模块（3）、紫外光子采集机构（4）以及发送模块（5）；其中，
所述第一光学镜头（1）与所述可见光成像模块（3）的输入端相连；
所述第二光学镜头（2）与所述紫外光子采集机构（4）的输入端相连；
所述可见光成像模块（3）的输出端及所述紫外光子采集机构（4）的输出端分别与所述发送模块（5）相连。
2.如权利要求1所述的紫外探测器，其特征在于，所述紫外光子采集机构（4）包括紫外光滤镜（41）、智能通信板（42）以及数字处理模块（43）；其中，
所述紫外光滤镜（41）的输入端与所述第二光学镜头（2）相连，输出端与所述智能通信板（42）的输入端相连；
所述智能通信板（42）的输出端与所述数字处理模块（43）的输入端相连；
所述数字处理模块（43）的输出端与所述发送模块（5）相连。
3.如权利要求2所述的紫外探测器，其特征在于，所述智能通信板（42）还包括制备在所述智能通信板（42）远离所述紫外光滤镜（41）一侧的衍射微透镜阵列。
4.如权利要求3所述的紫外探测器，其特征在于，所述智能通信板（42）为由氮化镓或氮化镓铝制备而成的pin型背照式32×32列阵板。
5.如权利要求1所述的紫外探测器，其特征在于，所述可见光成像模块（3）为可见光CMOS成像模块，所述可见光CMOS成像模块包括由光电二极管阵列构成的像敏模块阵列和MOS场效应管集成电路。
6.如权利要求1所述的紫外探测器，其特征在于，所述第一光学镜头（1）与所述第二光学镜头（2）共焦。
7.如权利要求1至6中任一项所述的紫外探测器，其特征在于，所述紫外探测器还包括存储模块（6），所述存储模块（6）的输入端分别与所述可见光成像模块（3）的输出端及所述紫外光子采集机构（4）的输出端相连，输出端与所述发送模块（5）相连。
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