CN208092177U - 一种基于紫外光子数校正的新型紫外成像仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于紫外光子数校正的新型紫外成像仪，包括捕光镜头、反射分光镜、可见光镜头、可见光CCD、紫外光镜头、紫外滤光片、紫外光ICCD、双通道视频采集卡、主板和显示器；捕光镜头连接反射分光镜，反射分光镜通过可见光镜头额可见光CCD与双通道视频采集卡连接，反射分光镜还通过紫外光镜头、紫外滤光片和紫外光ICCD与双通道视频采集卡连接，双通道视频采集卡的输出端与主板的输入端连接，主板的输出端与显示器连接，主板还设有最佳增益自动获取模块、检测距离校正模块、海拔高度校正模块和设备表面放电缺陷定级模块。本实用新型的基于紫外光子数校正的新型紫外成像仪，检测误差小，准确度高，提高了检测效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及直流设备紫外检测领域，具体涉及一种基于紫外光子数校正的新型紫外成像仪。
背景技术
交直流设备投入运行后，由于表面粗糙不均、污秽、结构缺陷、导体接触不良等原因，会引起设备场强分布不均，造成电晕、电弧等放电现象。在复杂环境下，极有可能造成绝缘事故。同时，电晕的产生意味着设备可能在绝缘方面出现了弱化现象或缺陷，及时发现放电现象并检查设备的放电部位和强弱对系统的安全运行具有重要价值。紫外成像法是通过检测电晕、电弧放电来识别电力设备绝缘状态的非接触带电检测技术。它能准确、快捷、直观、安全、少受环境影响的检测到交直流设备表面放电，在国际上得到了广泛应用。
但是，仪器增益、检测距离、海拔高度对紫外光子数的检测结果有很大的影响。传统的紫外成像仪仅仅能实现交直流设备表面放电的定位和紫外光子数的计数，缺少仪器增益、检测距离和海拔高度的紫外光子数校正的功能，普遍存在检测精确度低的现象，导致紫外光子数检测结果存在很多的误差，造成交直流设备表面放电缺陷的误判。
实用新型内容
为解决上述问题，本实用新型提供了一种基于紫外光子数校正的新型紫外成像仪，替代现有传统的紫外成像仪，可实现紫外光子数捕获的最佳增益自动获取、检测距离校正和海拔高度校正。
为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：
一种基于紫外光子数校正的新型紫外成像仪，包括捕光镜头、反射分光镜、可见光镜头、可见光CCD、紫外光镜头、紫外滤光片、紫外光ICCD、双通道视频采集卡、主板和显示器；捕光镜头连接反射分光镜，反射分光镜通过可见光镜头额可见光CCD与双通道视频采集卡连接，反射分光镜还通过紫外光镜头、紫外滤光片和紫外光ICCD与双通道视频采集卡连接，双通道视频采集卡的输出端与主板的输入端连接，主板的输出端与显示器连接，主板还设有最佳增益自动获取模块、检测距离校正模块、海拔高度校正模块和设备表面放电缺陷定级模块。
作为本实用新型的一种改进，所述紫外滤光片采用240～280nm带内高通、带外深度截止的滤光片。可实现只有240～280nm范围内的日盲紫外光才能通过紫外滤光片。
作为本实用新型的一种改进，所述紫外光ICCD采用日盲型阴极，可采用铯碲化物或铷碲化物型阴极。
作为本实用新型的一种改进，所述主板采用PC-104主板，主板使用C++程序进行图像处理和紫外光子数计数。
本实用新型使用时，捕光镜头捕获交直流设备表面放电发出的光线，反射分光镜使放电发出的光线分别进入可见光镜头和紫外光镜头，可见光镜头获取可见光信号，再通过可见光CCD转换为可见光模拟信号；紫外光镜头获取紫外光信号，紫外光信号经过紫外滤光片，输出240～280nm的日盲段紫外光信号通过紫外光ICCD转换为紫外光模拟信号；双通道视频采集卡将可见光模拟信号和紫外光模拟信号转换为可见光数字信号和紫外光数字信号并输出至主板，主板实现可见光和紫外光信号的图像叠加处理和紫外光子数计算，叠加的图像通过显示器进行显示。
作为本实用新型的一种改进，所述最佳增益自动获取模块通过0～5V的驱动电路控制捕光镜头，调节进入紫外光ICCD的紫外光信号强度，主板计算获取不同增益下的紫外光子数，输出增益-紫外光子数曲线至显示器，紫外光子数最大计数对应的增益即为最佳增益。
作为本实用新型的一种改进，所述检测距离校正模块通过FR92型激光测距传感器获取成像仪与被试设备之间的距离值，并输出至主板，通过内置的距离校正公式实现将不同检测距离的紫外光子数结果校正到同一参考距离10m下的数值。
海拔高度校正模块通过主板内置的海拔高度校正公式，实现将不同海拔高度的紫外光子数结果校正到海平面(海拔高度为零)的数值。设备表面放电缺陷定级模块通过上述归一化校正处理的紫外光子数结果比对紫外成像仪内置的设备表面放电缺陷定级库，实现设备表面放电缺陷的定级。
本实用新型与现有技术相比，其有益效果在于：
1、采用紫外滤光片，可实现只有240～280nm范围内的日盲紫外光才能通过紫外滤光片，减少其他波段的光信号对紫外光信号的影响，提高紫外光子数检测结果的准确度。
2、实现了紫外光子数捕获的最佳增益自动获取，消除了仪器增益对紫外光子数检测结果的影响，减小了增益带来的检测误差，避免了手动调节仪器增益，提高了检测工作的效率。
3、实现了紫外光子数捕获的检测距离校正，将不同检测距离的紫外光子数结果校正到同一参考距离下的数值，实现不同检测距离的紫外光子数的距离归一处理，消除了检测距离对紫外光子数检测结果的影响，减小了检测距离带来的检测误差。
4、实现了紫外光子数捕获的海拔高度校正，将不同海拔高度的紫外光子数结果校正到海平面(海拔高度为零)的数值，实现不同海拔高度的紫外光子数的海拔高度归一处理，消除了海拔高度对紫外光子数检测结果的影响，减小了海拔高度带来的检测误差。
5、将归一化校正处理的紫外光子数结果比对紫外成像仪内置的设备表面放电缺陷定级库，实现设备表面放电缺陷的定级，设备表面放电缺陷定级有轻微、一般、重大、紧急四个等级。
附图说明
图1是本实用新型紫外成像仪的结构示意图。
附图标记说明：1-捕光镜头，2-反射分光镜，3-可见光镜头，4-可见光CCD， 5-紫外光镜头，6-紫外滤光片，7-紫外光ICCD，8-双通道视频采集卡，9-主板， 10-显示器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部内容。
实施例：
请参照图1所示，本实用新型的基于紫外光子数校正的新型紫外成像仪，包括捕光镜头1、反射分光镜2、可见光镜头3、可见光CCD 4、紫外光镜头5、紫外滤光片6、紫外光ICCD7、双通道视频采集卡8、主板9和显示器10。捕光镜头1捕获交直流设备表面放电发出的光线，反射分光镜2使放电发出的光线分别进入可见光镜头3和紫外光镜头5，可见光镜头3获取可见光信号，再通过可见光CCD 4转换为可见光模拟信号；紫外光镜头5获取紫外光信号，紫外光信号经过紫外滤光片6，输出240～280nm的日盲段紫外光信号通过紫外光 ICCD 7转换为紫外光模拟信号；双通道视频采集卡8将可见光模拟信号和紫外光模拟信号转换为可见光数字信号和紫外光数字信号并输出至主板9，主板9实现可见光和紫外光信号的图像叠加处理和紫外光子数计算，叠加的图像通过显示器10进行显示。主板9还设有最佳增益自动获取模块、检测距离校正模块、海拔高度校正模块和设备表面放电缺陷定级模块。
以瓷绝缘子表面放电紫外检测为例，检测距离为8.9m，瓷绝缘子所在换流站的海拔高度为1943m。最佳增益自动获取模块获得增益和紫外光子数对应关系曲线，紫外成像仪显示的最佳增益为237，对应最大紫外光子数为41050。检测距离校正模块将检测距离为8.9m的光子数41050校正到参考距离10m的紫外光子数为32516。海拔高度校正模块将海拔高度为1943m的光子数32516校正到海平面(海拔高度为零)的紫外光子光子数为29398。设备表面放电缺陷定级模块将归一化校正处理的紫外光子数结果为29398，对比紫外成像仪内置的设备表面放电缺陷定级库，如表1所示，紫外光子数大于20000，瓷绝缘子表面放电的缺陷为重大级别。
其中，检测距离校正模块的距离校正公式和海拔高度校正模块的海拔高度校正公式均为常规的校正公式，不再详细描述。设备表面放电缺陷定级模块中的设备表面放电缺陷定级库如表1所示：
表1
上列详细说明是针对本实用新型可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本实用新型的专利范围，凡未脱离本实用新型所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。
Claims (6)
1.一种基于紫外光子数校正的新型紫外成像仪，其特征在于：包括捕光镜头、反射分光镜、可见光镜头、可见光CCD、紫外光镜头、紫外滤光片、紫外光ICCD、双通道视频采集卡、主板和显示器；捕光镜头连接反射分光镜，反射分光镜通过可见光镜头和可见光CCD与双通道视频采集卡连接，反射分光镜还通过紫外光镜头、紫外滤光片和紫外光ICCD与双通道视频采集卡连接，双通道视频采集卡的输出端与主板的输入端连接，主板的输出端与显示器连接，主板还设有最佳增益自动获取模块、检测距离校正模块、海拔高度校正模块和设备表面放电缺陷定级模块。
2.根据权利要求1所述的基于紫外光子数校正的新型紫外成像仪，其特征在于：所述紫外滤光片采用240～280nm带内高通、带外深度截止的滤光片。
3.根据权利要求1所述的基于紫外光子数校正的新型紫外成像仪，其特征在于：所述紫外光ICCD采用日盲型阴极。
4.根据权利要求1所述的基于紫外光子数校正的新型紫外成像仪，其特征在于：所述主板采用PC-104主板。
5.根据权利要求1所述的基于紫外光子数校正的新型紫外成像仪，其特征在于：所述最佳增益自动获取模块通过0～5V的驱动电路控制捕光镜头，调节进入紫外光ICCD的紫外光信号强度。
6.根据权利要求1所述的基于紫外光子数校正的新型紫外成像仪，其特征在于：所述检测距离校正模块通过FR92型激光测距传感器获取成像仪与被试设备之间的距离值并输出至主板。
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