專利名稱：電度表計測誤差監(jiān)測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于監(jiān)測電度表計測誤差的裝置。
現(xiàn)有監(jiān)測電度表計測誤差的裝置均采用白熾燈、LED發(fā)光二極管、紅外發(fā)光二極管、紫外線燈等為照明電度表的光源。電度表的散射光由光電接收器接收并轉(zhuǎn)變成電信號，經(jīng)放大器和整形電路以后由微機進行數(shù)據(jù)處理并直接顯示或打印出被監(jiān)測電度表的百分比誤差。這些裝置中的光源發(fā)光強度小致使電度表的散射光很弱，因而不易被探測。當電度表的散射面不光滑時，譬如有微小的毛疵或凹凸不平等毛病則易引起假信號而造成錯誤檢測。此外，還易受背景光的干擾。若為不可見光，則調(diào)整和操作均不方便。光電接收器距離被監(jiān)測的電度表很近，而離信號處理系統(tǒng)很遠，因而信號傳輸?shù)木€路很長，易受外界電磁干擾引起較大的測量誤差。光源和光電接收器連同各自的聚焦透鏡均安裝在同一個調(diào)節(jié)架上(通常稱此為光電頭)，其中照明方向和探測方向按照不同的檢測對象需構(gòu)成某一合適的角度才能獲得較大的信號，操作時需仔細調(diào)整很不方便，又很難實現(xiàn)同時監(jiān)測多只電度表。
本發(fā)明的目的是針對上述問題設(shè)計一種檢測精度高、操作方便，同時能監(jiān)測多只電度表的監(jiān)測裝置。
本發(fā)明方案是以激光器為光源，用光學(xué)纖維傳輸激光至電度表和傳輸電度表的散射光至對應(yīng)的光電接收器;將現(xiàn)有技術(shù)中由光源和光電接收器以及相應(yīng)的聚焦透鏡組成的光電頭從中取出光源和光電接收器，令其安放在其它合適的位置而改成由照明和探測光學(xué)纖維組成的一段光纜和一只聚焦透鏡組成的光纖探測頭;在同一根U形支承桿上安裝多個光纖探測頭以實現(xiàn)同時監(jiān)測多只電度表的目的。
本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)裝置說明如下激光器采用氦-氖激光器(1)，耦合透鏡(2)將此激光束耦合入照明光學(xué)纖維束的輸入端(4)。照明光學(xué)纖維束包括若干路傳輸路徑不同的光學(xué)纖維束(a、b、c…)。光束耦合透鏡(2)和照明光學(xué)纖維束的輸入端(4)均固定在三維調(diào)節(jié)架上，并稱此為光束耦合器(3)。通過三維調(diào)節(jié)架可調(diào)節(jié)光束耦合器(3)與激光束的相對位置以最大限度的將激光能量耦合入照明光學(xué)纖維。
每一路照明光學(xué)纖維束(a、b、c…)的輸出端均置有聚焦透鏡(6)，各路照明光學(xué)纖維束傳輸激光束至輸出端經(jīng)由聚焦透鏡(6)將激光束聚焦在被檢測電度表(5)的轉(zhuǎn)動盤的外圓周面上以照明電度表(5)的被檢測部分。各路照明光學(xué)纖維束可含有數(shù)量相等或不相等的若干根細光學(xué)纖維以使傳輸各路照明的激光能量近似相等。照明光學(xué)纖維束的路數(shù)與所能檢測的電度表(5)的數(shù)目相等。照明光學(xué)纖維束所經(jīng)過的路徑可根據(jù)激光器(1)和電度表(5)所在的位置以及檢測臺上其它工件的布置的需要進行選取，以方便安裝和操作為前提條件。
電度表(5)的散射光仍由聚焦透鏡(6)輸入相應(yīng)的探測光學(xué)纖維束(a′、b′、c′…)。探測光學(xué)纖維束的一端是由各電度表散射光信號的輸入端，它與各相應(yīng)照明光學(xué)纖維束的輸出端固定在一起，另一端是信號輸出端，它分別安裝有光電接收器(10)，以檢測相應(yīng)電度表(5)的計測誤差。各路探測光學(xué)纖維束(a′、b′、c′…)可含有數(shù)量相等或不相等的若干根細光學(xué)纖維以使傳遞給光電接收器(11)的信號強度近似相等。探測光學(xué)纖維束所經(jīng)過的路徑可根據(jù)電度表(5)和光電接收器(10)所在的位置以及檢測臺上其它工件的布置的需要進行選取，以方便安裝和操作。
各路探測光學(xué)纖維束分別傳輸相應(yīng)電度表(5)的散射光信號至相應(yīng)的光電接收器(10)轉(zhuǎn)變成電信號以后均送入放大器和整形電路經(jīng)微機進行數(shù)據(jù)處理而直接顯示或打印出電度表的計測誤差百分比。
為獲得電度表(5)計測誤差的百分比，在電度表轉(zhuǎn)動盤的外圓周面上做有能吸收激光能量的一條細線，故照明光遇此線時能使散射光消失，此時，對應(yīng)的光電接收器(10)產(chǎn)生一個脈沖信號，當電度表的轉(zhuǎn)動盤轉(zhuǎn)動一定的時間后即可由脈沖信號的數(shù)目通過數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)計算出電度表(5)的計測誤差，所有計算和顯示均由微機完成。
竦米既返惱彰魑恢煤捅閿謐靶兜綞缺?，悲d⒚髦猩柚糜泄庀頌講饌罰 )，其中聚焦透鏡(6)及各相應(yīng)的照明和探測光學(xué)纖維束的端部均固定在一個三維調(diào)節(jié)架上，光纖探測頭(7)的數(shù)目與電度表(5)的數(shù)目一致。所有的光纖探測頭(7)均分別安裝在各對應(yīng)的電度表(7)之前并固定在一個U形支承桿(8)上。該支承桿通過鉸鏈與固定在電度表檢測臺板(9)上的固定座(11)相連接。當推或拉支承桿時，可帶動光纖探測頭(7)一起轉(zhuǎn)上或轉(zhuǎn)下以便裝卸電度表(5)于檢測臺板(9)上。
本發(fā)明的優(yōu)點在于光源的亮度高，由電度表散射的激光強度大，又由于光學(xué)纖維傳輸激光，因而大大減小了背景光的干擾和消除了假信號的產(chǎn)生。光電接收器靠近信號處理系統(tǒng)，縮短了電信號傳輸?shù)木€路因而排除了外界電磁干擾，所以本發(fā)明的檢測精度高和數(shù)據(jù)可靠。又由于用光學(xué)纖維傳輸激光可使光源和光電接收器安裝于任何合適的位置，而不與探測頭在一塊，因而使探測頭的體積大大縮小，便于在同一根支承桿上安裝數(shù)只探測頭以便于同時監(jiān)測多只電度表，使操作方便和生產(chǎn)效率大大提高。


圖1是本發(fā)明裝置示意圖。圖中1-氦-氖激光器;2-耦合透鏡;3-光束耦合器;4-照明光學(xué)纖維束的輸入端;5-電度表;6-聚焦透鏡;7-光纖探測頭;8-U形空心支承桿;9-懸掛電度表的檢測臺板;10-光電接收器;11-U形支承桿的固定座;
圖2是本發(fā)明的側(cè)視圖，表示固定座(11)與U形支承桿(8)之間的裝配關(guān)系，也表明了光學(xué)纖維在檢測臺板(9)的前與后連接情況。圖中12-支承桿的定位銷;13-檢測臺的水平臺面;14-微機。
圖3是本發(fā)明的光學(xué)纖維部分說明圖。(a、b、c，……h(huán))-表示傳輸路徑不同的八路照明光學(xué)纖維束;(a′，b′，c′，……h(huán)′)-表示傳輸路徑不同的八路探測光學(xué)纖維束。
參照

實施例氦-氖激光器(1)的輸出功率約為2毫瓦，激光束的直徑約為1毫米，光束耦合器(3)中透鏡的焦距為15毫米，照明光學(xué)纖維束輸入端(4)的總直徑為2毫米，光束耦合器(3)和氦-氖激光器(1)均固定在懸掛電度表的臺板(9)的背后，U形支承桿(8)是空心的。照明光學(xué)纖維在U形支承桿的固定座(11)的旁邊穿出臺板(9)，經(jīng)過固定座(11)的旁邊穿入支承桿(8)的橫梁，每到一個光纖探測頭(7)的地方就分出一路光學(xué)纖維束使其進入探測頭的三維調(diào)節(jié)架並被固定在三維調(diào)節(jié)架上使其能隨著調(diào)節(jié)架的移動而移動以達到調(diào)準照明位置的目的。本實施例共分出八路照明光學(xué)纖維束(a、b、c、…h(huán))，因而能同時檢測八只電度表(5)。將電度表(5)安裝于臺板(9)上被檢的位置時，用手向上推U形支承桿(8)使其停于電度表(5)的上部以便于裝卸電度表的操作。當電度表(5)安放完畢時，用手向下拉U形支承桿(8)，當支承桿(8)與其固定座(11)上的定位銷相遇時即為光纖維測頭(7)檢測電度表(5)的準確工作位置。由于每次安放電度表(5)于垂直臺板(9)的重復(fù)精度很低，有時需利用光纖維探測頭(7)的調(diào)整螺栓進行位置的微調(diào)整使其達到照明準確的位置。電度表(5)的散射光經(jīng)由聚焦透鏡(6)聚焦于原照明光學(xué)纖維束的輸出端面，即激光的輸入光斑的面積比該端面的面積大得多，本實施例中原來輸入的光斑直徑約為0.25毫米，散射光斑的聚焦點直徑約為1毫米，因此將探測光學(xué)纖維束的輸入端面布置在照明光學(xué)纖維束輸出端面的周圍成環(huán)形。探測光學(xué)纖維(a′、b′、c′…)經(jīng)由相應(yīng)的探測頭(7)三維調(diào)節(jié)架進入U字形支承桿(8)內(nèi)，在支承桿的另一端穿出(剛好與照明光學(xué)纖維束的輸入端對稱)，最后到達光電接收器(10)變成電信號以后送入信號處理系統(tǒng)進行信號處理。本實施例的信號處理系統(tǒng)基本上是由放大和整形電路和微機所組成。
權(quán)利要求
1.電度表計測誤差監(jiān)測儀，是由光源發(fā)光照明電度表的檢測部位，把電度表的散射光通過光電接收器接收并轉(zhuǎn)變成電信號經(jīng)放大器和整形電路以后由微機進行數(shù)據(jù)處理，并直接顯示或打印出被監(jiān)測電度表的百分比誤差，本發(fā)明的特征是光源采用激光器1，通過光束耦合器3最大限度的將激光束耦合入由多路組成的照明光學(xué)纖維束(a、b、c…)的輸入端4，使同時分別照明多只電度表5的被檢測部位，再把各只電度表5的散射光通過相應(yīng)的光纖探測頭7中的聚焦透鏡6，和相應(yīng)的探測光學(xué)纖維束(a′、b′、c′…)傳輸至各對應(yīng)的光電接收器10。
2.按權(quán)利要求1所述的監(jiān)測儀，其特征是所有的光纖探測頭7，分別安裝在凵形支承桿8之上，該支承桿通過鉸鏈與固定在檢測臺板9上的固定座11相連結(jié)，光纖探頭7的聚焦透鏡6及各相應(yīng)的照明和探測光學(xué)纖維束的端部均固定在一個三維調(diào)節(jié)架上，光纖探測頭7的數(shù)目與電度表5的數(shù)目一致。
3.按權(quán)利要求1所述的監(jiān)測儀，其特征是所述的多路照明光學(xué)纖維(a、b、c…)的輸入端4與耦合透鏡2一起固定在三維調(diào)節(jié)架上，構(gòu)成光束耦合器，照明光學(xué)纖維傳輸路數(shù)應(yīng)與同時被監(jiān)測的電度表5的數(shù)目一致，各路照明光學(xué)纖維束(a、b、c…)的傳輸路徑長度均不相等，可按激光器1和電度表5所在位置以及監(jiān)測臺上其它工件布置的需要選取，但各路光學(xué)纖維束可含有數(shù)量相等或不相等的若干根細光學(xué)纖維，以要求所傳輸?shù)募す饽芰拷葡嗟鹊脑瓌t進行匹配。
4.按權(quán)利要求1所述的監(jiān)測儀，其特征是各路探測光學(xué)纖維束(a′、b′、c′…)所經(jīng)過的路徑長度，可根據(jù)電度表5和光電接收器10所在的位置以及檢測臺上其它工件布置的需要進行選取，每路可包含數(shù)量相等或不相等的若干根細光學(xué)纖維，其匹配原則是使傳遞給光電接收器10的信號強度近似相等。
5.按權(quán)利要求1、2、3、4所述的檢測儀，其特征是U形支承桿8為空心結(jié)構(gòu)，照明和探測光學(xué)纖維束通入其內(nèi)，每到一個光纖探測頭7處就分出一路照明和探測光學(xué)纖維束。
全文摘要
電度表計測誤差監(jiān)測儀，含有氦—氖激光器，光束耦合透鏡，照明和探測光學(xué)纖維，光纖探測頭，U形支承桿，光電接收器和信號處理系統(tǒng)。光學(xué)纖維傳輸激光照明電度表并傳輸電度表的散射光至光電接收器，因而減少了背景光和外界電磁干擾，光纖探測頭的體積很小，便于安裝多只探測頭于同一根U形支承桿上，能同時監(jiān)測多只電度表。是一種檢測精度高，操作方便，能同時檢測多只電度表的監(jiān)測裝置。
文檔編號G01R35/04GK1031281SQ8710579
公開日1989年2月22日 申請日期1987年8月21日 優(yōu)先權(quán)日1987年8月21日
發(fā)明者陳文斌, 施柏煊, 黃學(xué)玻, 魏子清 申請人:浙江大學(xué)