專利名稱：紅外窗口及生產(chǎn)方法和在電氣設(shè)備紅外成像檢測上的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種紅外成像檢測技術(shù)，特別是一種紅外窗口及生產(chǎn)方法和在電氣設(shè)備紅外 成像檢測上的應(yīng)用。
技術(shù)背景目前高速度的發(fā)電、用電現(xiàn)狀，我們必須清醒地意識到一個重要問題…安全。 高壓或低壓開關(guān)柜作為發(fā)電廠、變電站、用電大戶中的重要設(shè)備，起著關(guān)合及開斷電力 線的作用，用來實現(xiàn)輸送及倒換電力負荷、以及從電力系統(tǒng)退出故障設(shè)備和線段，從而保證 電力系統(tǒng)安全運行。在高壓或低壓開關(guān)柜的長期運行過程中，開關(guān)柜中的觸點和母線排連接 處等部位因老化和接觸電阻過大而發(fā)熱，而這些發(fā)熱部位的溫度無法監(jiān)測，由此容易導(dǎo)致火 災(zāi)事故。近年來，在電廠和變電站已經(jīng)發(fā)生多起開關(guān)柜過熱事故，造成火災(zāi)和大面積的停電。 因而對全封閉的高壓或低壓開關(guān)電器檢測和監(jiān)視開關(guān)觸點、母線排連接處的工作溫度，提前 發(fā)現(xiàn)和排除熱故障隱患，對電力系統(tǒng)的安全可靠運行具有非常重要的意義。開關(guān)觸頭和母線排連接處處于髙電壓、高溫度、高磁場以及極強的電磁干擾環(huán)境中，傳 統(tǒng)的測溫儀表如熱電偶、光纖傳感器等易受到這些因素的干擾和影響，因而無法對這些位置 進行直接接觸測量，從而也就無法真正得到髙壓或低壓開關(guān)柜的真實工作狀態(tài)，以致設(shè)備內(nèi) 部局部過熱卻仍在"帶病"運行。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為了解決上述技術(shù)的不足而提供結(jié)構(gòu)簡單、堅固可靠，用于對電氣設(shè)備 紅外成像檢測，實現(xiàn)提前發(fā)現(xiàn)和排除熱故障隱患的一種紅外窗口及生產(chǎn)方法。為了達到上述目的，本發(fā)明所設(shè)計的一種紅外窗口，主要有光學(xué)晶體、金屬外框、金屬 蓋板、密封圈、密封膠、安裝孔和固定螺釘組成，在金屬外框上安裝光學(xué)晶體，光學(xué)晶體上 設(shè)有紅外鍍膜層，光學(xué)晶體用密封膠密封并與金屬外框固定在一起，金屬蓋板通過固定螺釘 和金屬外框連接，密封圈固定在金屬外框上，使用時，金屬外框通過安裝螺釘和安裝孔安裝 在電氣設(shè)備外殼上。所述的光學(xué)晶體上設(shè)有的紅外鍍膜層，包含有三層鍍膜層，第一層材料 為氟化釔(YF3)，第二層為氟化鐿(YbF3)，第三層為氟化鑭(LaF3)。所述的金屬外框 和金屬蓋板材料采用硬鋁材料。所述的光學(xué)晶體為透過波段在0.15微米至12.5微米，透過 率達80%以上的寬波段、高透過率的人工合成單晶或多晶光學(xué)晶體。一種上述紅外窗口的生產(chǎn)方法，所述的光學(xué)晶體上設(shè)有的紅外鍍膜層，采用電子槍真空 蒸鍍的方式，鍍膜設(shè)備為不銹鋼雙層結(jié)構(gòu)，中間通冷卻水，蒸發(fā)源使用坩堝，內(nèi)置紅外鍍膜 材料，進行鍍膜工作前，首先需要把爐腔內(nèi)的空氣按鍍膜設(shè)備規(guī)定的要求抽至真空，然后開 始鍍膜；鍍膜時，坩堝內(nèi)的材料在電子槍的轟擊下開始融化并蒸發(fā)，鍍膜材料的蒸汽會飛散 到光學(xué)晶體表面并沉積下來形成薄膜在鍍膜時還需要外加離子源進行轟擊；薄膜在沉積到 晶體表面的同時，還會沉積到膜厚測量儀的探測晶振片上，隨著沉積薄膜的厚度增加，晶振 片的固有頻率會發(fā)生變化，當(dāng)變化到預(yù)設(shè)的確定值時，膜厚控制儀會自動切斷電子槍電源并 關(guān)閉擋板，結(jié)束本層膜的鈹制，在此，所述紅外鍍膜層包含有三層鍍膜層，第一層材料為氟 化釔(YF3),第二層為氟化鐿(YbF3)，第三層為氟化鑭(LaF3)， 一層膜鍍好后，電子 槍真空蒸鍍設(shè)備上的坩堝轉(zhuǎn)到下個材料重復(fù)第一層鍍膜動作進行下一層的鍍制，當(dāng)三層薄膜 鍍制完成后，待光學(xué)晶體冷卻即可充氣，開爐取出。一種紅外窗口的用途，其特征是用于電氣設(shè)備的紅外成像檢測。本發(fā)明具有的有益效果是把寬光譜、高透過率的光學(xué)晶體用用密封膠密封并固定在金 屬外框上,滿足電氣設(shè)備的密封要求并防止光學(xué)晶體脫落。制作透過波段在0.15um至12.5um 內(nèi)，透過率達到80%以上的人工合成單晶或多晶光學(xué)晶體不僅滿足紅外成像測溫的需要還可 以進行紫外成像和可見光的觀察。高強度金屬外框、蓋板、密封圈可以很好的滿足電氣設(shè)備 密封及安全的要求，本發(fā)明可以應(yīng)用于380v至40.5Kv電氣設(shè)備的殼體上。本發(fā)明采取了在高強度金屬外框里裝有寬光譜、高透過率的光學(xué)晶體，光學(xué)晶體四周用 密封膠密封并與金屬外框固定在一起，光學(xué)晶體外面用高強度金屬蓋板進行保護。由此得到 的一種紅外窗口，具有抗電磁干擾、電絕緣、體積小、耐腐蝕、本質(zhì)安全等優(yōu)點特別適用于 各種大型機電、石油化工、礦井等強電磁干擾和易燃易爆等惡劣環(huán)境中。該窗口在高壓或低 壓開關(guān)溫度測量中能夠?qū)崿F(xiàn)遠距離紅外成像檢測，具有極好的經(jīng)濟效益，而且在其他領(lǐng)域也 具有極好的推廣應(yīng)用價值，能實現(xiàn)實時帶電成像檢測，超大的測量范圍，精密堅固、可靠耐 用。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)正面示意圖； 圖2是圖1的側(cè)面剖視圖； 圖3是圖1的后視圖。圖中1:光學(xué)晶體、2:高強度金屬外框、3:高強度金屬蓋板、4:耐高溫密封圈、5: 密封膠、6:安裝螺釘、7:安裝孔、9:固定螺釘、10:紅外鍍膜層。
具體實施方式
下面通過實施例結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的描述，實施例的描述不限制本發(fā)明的保護 范圍。 實施例1如附圖1、附圖2所示，本實施例描述的一種紅外窗口，主要有光學(xué)晶體1、金屬外框2、 金屬蓋板3、密封圈4、密封膠5、安裝孔7和固定螺釘9組成，在金屬外框2上安裝光學(xué)晶
體l，光學(xué)晶體1上設(shè)有紅外鍍膜層10，光學(xué)晶體1用密封膠5密封并與金屬夕卜框2固定在 一起，金屬蓋板3通過固定螺釘9和金屬外框連接，密封圈4固定在金屬外框2上，本實施 例提供的一種紅外窗口的用途，可用于電氣設(shè)備的紅外成像檢測，金屬外框2通過安裝螺釘 6和安裝孔7安裝在電氣設(shè)備外殼上。所述的金屬外框2和金屬蓋板材料3采用硬鋁材料， 該硬鋁材料采用高強度硬鋁材料，具有硬度好、重量輕、加工美觀的特點。所述的光學(xué)晶體 1為透過波段在0.15微米至12.5微米，透過率達80%以上的寬波段、高透過率的人工合成單 晶或多晶光學(xué)晶體。該晶體透紫外光、紅外光和可見光，透過率最高可達95%，非常適合3 微米至5微米和8微米至14微米紅外熱像儀成像檢測，該晶體耐高溫、絕緣，長期穩(wěn)定性 好。電氣設(shè)備內(nèi)部發(fā)射的紅外線直接透過此窗口，實現(xiàn)電氣設(shè)備帶電進行溫度檢測的需要。光學(xué)晶體i是一種優(yōu)秀的紅外透過材料，透過范圍一直可以延伸到波長12.5微米處。為 了進一步提高紅外性能，增加透過率，需要進行紅外鍍膜加工。本實施例描述的一種上述紅外窗口的生產(chǎn)方法，所述的光學(xué)晶體1上設(shè)有的紅外鍍膜層 10，采用電子槍真空蒸鍍的方式，鍍膜設(shè)備為不銹鋼雙層結(jié)構(gòu)，中間通冷卻水，蒸發(fā)源使用 坩堝，內(nèi)置紅外鍍膜材料，進行鍍膜工作前，首先需要把爐腔內(nèi)的空氣按鍍膜設(shè)備規(guī)定的要 求抽至真空，然后開始鍍膜；鍍膜時，坩堝內(nèi)的材料在電子槍的轟擊下開始融化并蒸發(fā)，鍍 膜材料的蒸汽會飛散到光學(xué)晶體l表面并沉積下來形成薄膜；為了保證附著的牢固度，在鍍 膜時可外加離子源進行轟擊；薄膜在沉積到光學(xué)晶體表面的同時，還會沉積到膜厚測量儀的 探測晶振片上，隨著沉積薄膜的厚度增加，晶振片的固有頻率會發(fā)生變化，當(dāng)變化到預(yù)設(shè)的 確定值如0.5毫米時，膜厚控制儀會自動切斷電子槍電源并關(guān)閉擋板，結(jié)束本層膜的鍍制。實施例2本實施例描述的是所述的光學(xué)晶體1上設(shè)有的紅外鍍膜層10，包含有三層鍍膜層，第一 層材料為氟化釔(YF3)，第二層為氟化鐿(YbF3)，第三層為氟化鑭(LaF3)， 一層膜鍍 好后，電子槍真空蒸鍍設(shè)備上的坩堝轉(zhuǎn)到下個材料重復(fù)第一層鍍膜動作進行下一層的鍍制， 當(dāng)三層薄膜鍍制完成后，待光學(xué)晶體冷卻即可充氣，開爐取出。光學(xué)晶體l采用本發(fā)明方法 鍍膜后，可使其透過波段在0.15微米至12.5微米內(nèi)，透過率達到80°/。以上，最高可達到95%。
權(quán)利要求
1.一種紅外窗口，主要有光學(xué)晶體(1)、金屬外框(2)、金屬蓋板(3)、密封圈(4)、密封膠(5)、安裝孔(7)和固定螺釘(9)組成，其特征在于在金屬外框(2)上安裝光學(xué)晶體(1)，光學(xué)晶體(1)上設(shè)有紅外鍍膜層(10)，光學(xué)晶體(1)用密封膠(5)密封并與金屬外框(2)固定在一起，金屬蓋板(3)通過固定螺釘(9)和金屬外框(2)連接，密封圈(4)固定在金屬外框(2)上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種紅外窗口，其特征在于所述的光學(xué)晶體(1)上設(shè)有的紅外鍍 膜層(10),包含有三層鍍膜層，第一層材料為氟化釔，第二層為氟化鐿，第三層為氟 化鑭。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種紅外窗口，其特征在于所述的金屬外框(2)和金屬蓋板 材料(3)采用硬鋁材料。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種紅外窗口，其特征在于所述的光學(xué)晶體(1)為透過波段 在0.15微米至12.5微米，透過率達80。/。以上的寬波段、高透過率的人工合成單晶或多晶 光學(xué)晶體。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種紅外窗口，其特征在于所述的光學(xué)晶體(1)為透過波段在0.15 微米至12.5微米，透過率達80%以上的寬波段、高透過率的人工合成單晶或多晶光學(xué)晶 體。
6. —種權(quán)利要求l所述的紅外窗口的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的光學(xué)晶體(1)上設(shè)有的 紅外鍍膜層(10)，采用電子槍真空蒸鍍的方式，鍍膜設(shè)備為不銹鋼雙層結(jié)構(gòu)，中間通 冷卻水，蒸發(fā)源使用坩堝，內(nèi)置紅外鍍膜材料，進行鍍膜工作前，首先需要把爐腔內(nèi)的 空氣按鍍膜設(shè)備規(guī)定的要求抽至真空，然后開始鍍膜；鍍膜時，坩堝內(nèi)的材料在電子槍 的轟擊下開始融化并蒸發(fā)，鍍膜材料的蒸汽會飛散到光學(xué)晶體(1)表面并沉積下來形成 薄膜；在鍍膜時還需要外加離子源進行轟擊；薄膜在沉積到晶體表面的同時，還會沉積 到膜厚測量儀的探測晶振片上，隨著沉積薄膜的厚度增加，晶振片的固有頻率會發(fā)生變 化，當(dāng)變化到預(yù)設(shè)的確定值時，膜厚控制儀會自動切斷電子槍電源并關(guān)閉擋板，結(jié)束本 層膜的鍍制。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的紅外窗口的生產(chǎn)方法，其特征在于紅外鍍膜層(10)包含有三層 鍍膜層，第一層材料為氟化釔，第二層為氟化鐿，第三層為氟化鑭， 一層膜鍍好后，電 子槍真空蒸鍍設(shè)備上的坩堝轉(zhuǎn)到下個材料重復(fù)第一層鍍膜動作進行下一層的鍍制，當(dāng)三 層薄膜都鍍制完成后，待光學(xué)晶體(1)冷卻即可充氣，開爐取出。
8. —種紅外窗口的用途，其特征是用于電氣設(shè)備的紅外成像檢測。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種紅外窗口及生產(chǎn)方法和在電氣設(shè)備紅外成像檢測上的應(yīng)用，這種紅外窗口，主要有光學(xué)晶體、金屬外框、金屬蓋板、密封圈、密封膠、安裝孔和固定螺釘組成，在金屬外框上安裝光學(xué)晶體，光學(xué)晶體上設(shè)有紅外鍍膜層，光學(xué)晶體用密封膠密封并與金屬外框固定在一起，金屬蓋板通過固定螺釘和金屬外框連接，密封圈固定在金屬外框上。這樣一種紅外窗口，具有抗電磁干擾、電絕緣、體積小、耐腐蝕、本質(zhì)安全等優(yōu)點特別適用于各種大型機電、石油化工、礦井等強電磁干擾和易燃易爆等惡劣環(huán)境中。該窗口在高壓或低壓開關(guān)溫度測量中能夠?qū)崿F(xiàn)遠距離紅外成像檢測，具有極好的經(jīng)濟效益。
文檔編號G01J5/10GK101153822SQ20071015630
公開日2008年4月2日 申請日期2007年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月16日
發(fā)明者超 向, 江 洪, 黃紅友 申請人:浙江紅相科技有限公司