專利名稱：激光成像sf6氣體漏點定位系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種SF6氣體漏點定位系統(tǒng)，尤其是一種用于電力設(shè)備SF6氣體泄漏檢測的激光成像SF6氣體漏點定位系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
由于Sulfur Hexafluoride(SF6)氣體優(yōu)良的絕緣性能和滅弧性能，采用SF6氣體作為絕緣介質(zhì)的產(chǎn)品所具有的可靠性高、檢修工作量少、檢修周期長等優(yōu)點，與傳統(tǒng)油絕緣設(shè)備相比具有不可比擬的優(yōu)勢。SF6氣體從1940年作為絕緣介質(zhì)開始，迄今已被廣泛地應(yīng)用在電力設(shè)備中，如高壓斷路器、變壓器、互感器、電容器、避雷器、接觸器、熔斷器、管道母排等。伴隨著SF6大量的使用，SFjtt漏問題也開始顯露。由于SF6氣體是一種無色無味的惰性氣體，發(fā)生泄漏后很難找到泄漏部位。實際運行過程中，已經(jīng)發(fā)生過多起由于SF6氣體泄漏而引起設(shè)備非計劃停運的案例。傳統(tǒng)的檢漏方法有表面張力法、局部包扎法、手持式檢漏儀法，這些方法常常受到設(shè)備運行狀態(tài)的制約，現(xiàn)場使用起來很不方便，并且精度不高，很難準確發(fā)現(xiàn)設(shè)備泄漏部位，而且檢測時要與高壓設(shè)備接觸，安全性較差，容易對電力設(shè)備的運行造成不良影響。因此尋找一種快速、準確定位運行中的SF6氣體絕緣設(shè)備漏點的技術(shù)顯得成尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為避免上述已有技術(shù)中存在的不足之處，提供一種激光成像SF6氣體漏點定位系統(tǒng)，以便于SF6氣體漏點的檢測，并保障電力設(shè)備的安全穩(wěn)定運行。本發(fā)明為解決技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案。激光成像SF6氣體漏點定位系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)特點是，包括微控制器、總電源、激光器、 激光電源、激光器冷卻系統(tǒng)、激光自動調(diào)節(jié)單元、紅外熱像接收單元、光學(xué)探測器、顯微匹配器、放大單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和顯示器；總電源分別與微控制器、激光電源、激光器冷卻系統(tǒng)、 顯微匹配器、放大單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和顯示器相連接；激光電源與激光器相連接并為激光器提供電源；激光器與激光自動調(diào)節(jié)單元相連接，并由激光自動調(diào)節(jié)單元將激光器發(fā)出的激光進行調(diào)節(jié)后發(fā)射出照射于被測物體上；所述激光自動調(diào)節(jié)單元的激光輸出端設(shè)有第一鍺鏡頭；被測物體的反射光經(jīng)過置于紅外熱像接收單元之前的第二鍺鏡頭進入紅外熱像接收單元；紅外熱像接收單元的輸出端與光學(xué)探測器的輸入端相連接；光學(xué)探測器的輸出端與顯微匹配器的輸入端相連接；顯微匹配器的輸出端與放大單元的輸入端相連接，并由放大單元將顯微匹配器的輸出信號進行放大；放大單元的輸出端連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端，并由模數(shù)轉(zhuǎn)換器將放大后的信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號；模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端與微控制器相連接， 由微控制器對模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號進行處理，并判斷是否有SF6氣體泄漏；所述微控制器上還連接有顯示器。本發(fā)明的激光成像SF6氣體漏點定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點也在于所述激光器為CO2激光發(fā)射器，該激光器發(fā)出的激光的波長在9. 2 μ m 11. 8 μ m之間。所述紅外熱像接收單元為窄帶濾光器。與已有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在激光成像SF6氣體漏點定位系統(tǒng)充分利用SF6氣體吸收紅外強的特性，使通常看不見的SF6氣體泄漏在成像儀取景器上變得清晰可見，從而使得變電站維護人員能快速定位泄漏位置。檢測時無需停電，不用接觸就能直觀的看見SF6氣體泄露點，極大的提高了查漏的效率，保證了 SF6設(shè)備的安全運行和檢測人員的安全。采用高靈敏探測器，具有很高的探測靈敏度，能夠被發(fā)現(xiàn)低于0. 001scc/sec時的SF6氣體泄露，并且能夠以成像方式清楚的查找到泄露位置。該系統(tǒng)性能優(yōu)異，質(zhì)量穩(wěn)定，具有極高的性價比。本發(fā)明的定位系統(tǒng)，具有可在設(shè)備不停電的情況下檢測氣體泄漏部位、可保障電力設(shè)備的安全穩(wěn)定運行等優(yōu)點。


圖1為本發(fā)明的激光成像SF6氣體漏點定位系統(tǒng)的系統(tǒng)機構(gòu)圖。圖2為本發(fā)明的激光成像SF6氣體漏點定位系統(tǒng)的檢測原理圖。附圖1 附圖2中標號1微控制器，2總電源，3激光器，4激光電源，5激光器冷卻系統(tǒng)，6激光自動調(diào)節(jié)單元，7紅外熱像接收單元，8光學(xué)探測器，9顯微匹配器，10放大單元，11模數(shù)轉(zhuǎn)換器，12顯示器，13被測物體，14第一鍺鏡頭，15第二鍺鏡頭。以下通過具體實施方式
，并結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
具體實施例方式參見圖1 圖2，激光成像SF6氣體漏點定位系統(tǒng)，包括微控制器1、總電源2、激光器3、激光電源4、激光器冷卻系統(tǒng)5、激光自動調(diào)節(jié)單元6、紅外熱像接收單元7、光學(xué)探測器 8、顯微匹配器9、放大單元10、模數(shù)轉(zhuǎn)換器11和顯示器12 ；總電源2分別與微控制器1、激光電源4、激光器冷卻系統(tǒng)5、顯微匹配器9、放大單元10、模數(shù)轉(zhuǎn)換器11和顯示器12相連接；激光電源4與激光器3相連接并為激光器3提供電源；激光器3與激光自動調(diào)節(jié)單元6 相連接，并由激光自動調(diào)節(jié)單元6將激光器3發(fā)出的激光進行調(diào)節(jié)后發(fā)射出照射于被測物體13上；所述激光自動調(diào)節(jié)單元6的激光輸出端設(shè)有第一鍺鏡頭14 ；被測物體13的反射光經(jīng)過置于紅外熱像接收單元7之前的第二鍺鏡頭15進入紅外熱像接收單元7 ；紅外熱像接收單元7的輸出端與光學(xué)探測器8的輸入端相連接；光學(xué)探測器8的輸出端與顯微匹配器9的輸入端相連接；顯微匹配器9的輸出端與放大單元10的輸入端相連接，并由放大單元10將顯微匹配器9的輸出信號進行放大；放大單元10的輸出端連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器11的輸入端，并由模數(shù)轉(zhuǎn)換器11將放大后的信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號；模數(shù)轉(zhuǎn)換器11的輸出端與微控制器1相連接，由微控制器1對模數(shù)轉(zhuǎn)換器11輸出的數(shù)字信號進行處理，并判斷是否有SF6 氣體泄漏；所述微控制器1上還連接有顯示器12。CO2激光入射到被檢測區(qū)域的被測物體上，并在被測物體表面上反射，反射光是沿著原來的光路，重新返回到檢測設(shè)備處，由紅外熱像接收單元接收反射光，并由光學(xué)探測器對發(fā)射光進行處理。由于被測氣體SF6與背景有不同的吸收率，被反射回到探測器的光子數(shù)量不同，返回的數(shù)據(jù)被處理后，通過顯示器成像。當(dāng)不存在SF6氣體泄漏時，返回的紅外能量是背景反射的能量，顯示設(shè)備上能看到目標區(qū)域紅外成像圖。當(dāng)檢測區(qū)域存在SF6氣體泄漏時，由于SF6氣體對紅外光線具有強烈吸收作用，所以此時反射到檢測設(shè)備的紅外光線能量會急劇地減弱，SF6氣體在顯示設(shè)備上顯示為黑色煙，并且隨著氣體濃度變化，黑度也不同，因而很容易地判斷是否有氣體泄漏，并能夠判斷出泄漏其他的濃度。鍺鏡頭的透光率高且透光均勻，尤其適用于紅外光設(shè)備，能夠提高系統(tǒng)的檢測效果。所述激光器3為CO2激光發(fā)射器，該激光器3發(fā)出的激光的波長在9. 2 μ m 11. 8 μ m之間。CO2激光發(fā)射器發(fā)出的激光波長穩(wěn)定，可提高系統(tǒng)的檢測準確度。所述紅外熱像接收單元7為窄帶濾光器。窄帶濾光器工作穩(wěn)定且濾光特性好，能提高系統(tǒng)檢測的可靠性和準確度。SF6氣體作為目前已發(fā)現(xiàn)的最穩(wěn)定的溫室效應(yīng)氣體，其紅外吸收特性極強。本發(fā)明的激光成像SF6氣體漏點定位系統(tǒng)，充分利用了 SF6氣體的這種特性，使通?？床灰姷穆c在激光成像取景器上變得清晰可見，從而使得變電站維護人員能快速定位泄漏位置。本發(fā)明的激光成像SF6氣體漏點定位系統(tǒng)，可在設(shè)備不停電的情況下，遠距離、高效率、安全可靠地以成像方式直觀準確定位電氣設(shè)備上的氣體泄漏部位，使檢修運行人員能夠及時發(fā)現(xiàn)問題并處理，防止缺陷惡化，降低設(shè)備的故障率，保障電力設(shè)備的安全穩(wěn)定運行。
權(quán)利要求
1.激光成像SF6氣體漏點定位系統(tǒng)，其特征是，包括微控制器(1)、總電源(2)、激光器 (3)、激光電源(4)、激光器冷卻系統(tǒng)(5)、激光自動調(diào)節(jié)單元(6)、紅外熱像接收單元(7)、光學(xué)探測器(8)、顯微匹配器(9)、放大單元(10)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(11)和顯示器(12)；總電源(2) 分別與微控制器(1)、激光電源(4)、激光器冷卻系統(tǒng)(5)、顯微匹配器(9)、放大單元(10)、 模數(shù)轉(zhuǎn)換器(11)和顯示器(12)相連接；激光電源⑷與激光器(3)相連接并為激光器(3) 提供電源；激光器(3)與激光自動調(diào)節(jié)單元(6)相連接，并由激光自動調(diào)節(jié)單元(6)將激光器(3)發(fā)出的激光進行調(diào)節(jié)后發(fā)射出照射于被測物體(13)上；所述激光自動調(diào)節(jié)單元(6) 的激光輸出端設(shè)有第一鍺鏡頭(14)；被測物體(13)的反射光經(jīng)過置于紅外熱像接收單元 (7)之前的第二鍺鏡頭(15)進入紅外熱像接收單元(7)；紅外熱像接收單元(7)的輸出端與光學(xué)探測器(8)的輸入端相連接；光學(xué)探測器(8)的輸出端與顯微匹配器(9)的輸入端相連接；顯微匹配器(9)的輸出端與放大單元(10)的輸入端相連接，并由放大單元(10)將顯微匹配器(9)的輸出信號進行放大；放大單元(10)的輸出端連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器(11)的輸入端，并由模數(shù)轉(zhuǎn)換器(11)將放大后的信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號；模數(shù)轉(zhuǎn)換器(11)的輸出端與微控制器(1)相連接，由微控制器(1)對模數(shù)轉(zhuǎn)換器(11)輸出的數(shù)字信號進行處理，并判斷是否有SF6氣體泄漏；所述微控制器(1)上還連接有顯示器(12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光成像SF6氣體漏點定位系統(tǒng)，其特征是，所述激光器(3) 為CO2激光發(fā)射器，該激光器(3)發(fā)出的激光的波長在9.2μπι 11.8μπι之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光成像SF6氣體漏點定位系統(tǒng)，其特征是，所述紅外熱像接收單元(7)為窄帶濾光器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種激光成像SF6氣體漏點定位系統(tǒng)，總電源分別與微控制器、激光電源、激光器冷卻系統(tǒng)等部件相連接；激光電源與激光器相連接；激光器與激光自動調(diào)節(jié)單元相連接；激光自動調(diào)節(jié)單元的激光輸出端設(shè)有第一鍺鏡頭；被測物體的反射光經(jīng)過第二鍺鏡頭進入紅外熱像接收單元；紅外熱像接收單元的輸出端與光學(xué)探測器的輸入端相連接；光學(xué)探測器的輸出端與顯微匹配器的輸入端相連接；顯微匹配器依次通過放大單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換器微控制器相連接；微控制器上還連接有顯示器。本發(fā)明的定位系統(tǒng)，具有可在設(shè)備不停電的情況下檢測氣體泄漏部位、可保障電力設(shè)備的安全穩(wěn)定運行等優(yōu)點。
文檔編號G01M3/38GK102445314SQ20111028452
公開日2012年5月9日 申請日期2011年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月22日
發(fā)明者侯鳳嶺, 劉登兵, 孫慶生, 張謝, 楊治綱, 江和順, 秦鵬, 金星 申請人:安徽省電力公司合肥供電公司