专利名称：六氟化硫激光成像检漏仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及电力安全检测设备技术领域，尤其涉及对高压电气设备的六氟化 硫气体泄漏点进行检测的六氟化硫激光成像检漏仪。
背景技术：
SFe是一种无色、无味、无毒的惰性气体，密度为空气的5倍，具有良好的 绝缘及灭弧特性，广泛应用于电力系统。SF6电力设备使用中最担心的就是SF6 气体的泄漏，SF6气体泄漏会存在两个方面危险1.设备压力下降导致电力设 备的绝缘性降低；2.空气中水分从漏点进入设备，导致设备水份含量升高，易 引发事故。传统的监测手段传统检测手段有包扎法、刷肥皂泡法、定性检漏仪法、 定量检漏仪法等，检测时工作繁琐、复杂、需要停电作业，不仅工作量大，而且很难准确定位漏点。国外检测手段有热裂解-电化学复合检测法、放射源型电子捕获检定器法、电火花电离法、热导法等。热裂解-电化学复合检测法虽然 灵密度高、线性范围宽、稳定性好，但其只能检测气体遗漏，而不能具体定位气体遗漏点；放射源型电子捕获检定器法具有反应速度快、灵敏度高，但价格 较贵、设备体积大，线性范围窄；电火花电离法虽灵敏度高，但线性差，检测 精度低，易受外界环境影响；热导法精度低，极少使用。中国实用新型专利200520071627.2公开了一种六氟化硫漏点激光成像仪， 由系统供电单元、激光稳定电源、激光器、激光冷却系统、可调光学转换单元、 光学接收系统、显微光学探测器、显微匹配器、放大系统、A/D转换单元、逻 辑控制单元、图象高速处理单元和显示器组成。利用六氟化硫气体对激光有较 强的吸收能力，采用红外光谱法检测六氟化硫气体漏点，并通过光电信号转换、图象处理等步骤，将漏点位置进行成像显示。上述的装置实现远距离、非接触、 快速、准确检测六氟化硫气体微量泄漏。但是由于激光器和图像成像单元为一 体式，因此设备的体积庞大，携带及使用不方便，从一方面也限制了该激光成 像仪的应用。发明内容为了解决上述的六氟化硫漏点激光成像仪设备体积庞大、携带及使用不方便 的技术缺陷，本发明的目的是提供一种六氟化硫激光成像检漏仪，其具有体积 轻小、操作使用方便的特点。为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案六氟化硫激光成像检漏仪，包括控制系统单元、成像单元、激光器单元和显 示单元，成像单元和激光器单元为分体式设计；所述的成像单元包括热像仪和 激光发射头，热像仪所得视频图像经过控制系统单元的软件进行图像数据处理， 得到红外图像输送给显示单元显示；所述的激光器单元包括激光器、激光器电 源，激光器与激光发射头通过光纤或者相关光路传输系统连接。作为优选，上述的成像单元还包括CCD成像系统，热像仪所得视频图像和 可见光CCD成像系统的视频图像经过控制系统单元的软件进行图像数据融合， 得到红外/可见光融合图像输送给显示单元显示。作为优选，上述的激光器单元包括激光光纤耦合器，激光器通过激光光纤耦 合器连接光纤的一端，光纤另一端连接激光发射头。作为优选，上述的激光器采用输出波长为10.5 10.7pm的激光器。作为再优选，上述的激光器采用稳频强风制冷的C02激光器。作为优选，上述的激光发射头可以调整激光扩散角，包括三面透镜和一面 反射镜构成。激光经过扩散角调整系统后出射，可根据检测距离在物体表面形成所需要的光斑大小，便于观察。作为优选，上述的控制系统单元通过数据接口存储到可移动存储设备。通 过上述的技术方案，可将数据通过数据接口存储到可移动存储设备，以便存档、 备案，便检修工程师安排故障检修。作为优选，上述的检漏仪还包括背包和头盔，激光器单元设置在背包内， 成像单元设置在头盔上。这样系统就主要由两大部分组成，其一是激光器单元，采用背包式结构；其二是成像单元，采用将成像单元及激光发射头置于头盔上的模式，并采用目镜进行观瞄，方便操作。两部分的连接采用长波红外能量光 纤以及电缆，从而能够实现激光器和激光发射头的分离，减小激光成像单元体 积与重量，方便使用。作为再优选，上述的显示单元为液晶显示屏或目视系统或者两者的结合。 作为最优选，上述的显示单元为液晶显示屏和目视系统两者的结合，液晶显示 屏设置在背包上，目视系统设置在头盔上。通过上述的技术方案，检测者既可 直接通过目镜观察液晶屏，也可以由第二操作人员在位于背包上的液晶显示屏 直接观察。上述的装置的基本原理如下SF6气体对10.5 10.7pm红外波段吸收特性 极强，二氧化碳气体激光器的输出波长为10.5 10.7pm，在SF6可吸收红外波段 10.5 10.7pm范围之内。C02激光经扩束镜扩束后在物体表面形成光斑，利用 热像仪对光斑进行成像观测，正常情况下热像仪中观察到完整的激光光斑，当 有SF6气体泄漏时，激光光斑发出的红外波一部分被SF6气体吸收，激光光斑就 会出现黑影，使不可见的SF6气体在热像仪上变得清晰可见,并成黑色烟雾状飘 散。同时，可见光CCD成像系统截取视频图像，视频图像经过控制系统单元软 件进行图像数据融合，得到红外/可见光融合图像，可以在液晶显示屏或目视系统上显示。本发明通过将成像单元和激光器单元为分体式设计，两部分的连接采用长波红外能量光纤以及电缆，光纤能够传输大功率10pm激光，从而能够实现激光 器和激光发射头的分离，减小激光成像单元体积与重量，方便使用，最终激光器单元Sl5Kg;成像单元S2.5Kg。本发明的设备具有如下技术特点(1)非接触式检测、(2)高灵敏度、(3)漏点准确定位、(4)视频图像存储、(5)便 携、操作简单。
图l为本发明的系统结构框图。 图2为成像单元使用状态的结构示意图。 图3为本发明设备使用状态的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式
做一个详细的说明。 如图1所示的六氟化硫激光成像检漏仪包括控制系统单元7、成像单元、激 光器单元和显示单元；所述的成像单元包括CCD成像系统9、热像仪8和激光 发射头5。热像仪8所得视频图像和可见光CCD成像系统9的视频图像经过控 制系统单元7的软件进行图像数据融合，得到红外/可见光融合图像输送给显示 单元显示；显示单元为液晶显示屏10和目视系统11两者的结合。激光器单元 包括激光器2、激光器电源1和激光光纤耦合器3。激光器2采用稳频强风制冷 的C02激光器，并配置相应激光器电源2和冷却系统6，输出波长为10.5 10.7pm。激光器2通过激光光纤耦合器3连接光纤4的一端，光纤4另一端连 接激光发射头5。图3所示，本发明的安装构件主要由背包13和头盔12构成，背包13内设置控制系统单元7和激光器单元，并在背包13上设置液晶显示屏10。图2所示， 头盔12上设置目视系统11和成像单元CCD成像系统9、热像仪8和激光发 射头5。目视系统ll、 CCD成像系统9和热像仪8通过电缆连接背包13内的控 制系统单元7，激光发射头5通过光纤4连接背包13内的激光器单元。激光发射头5包括激光扩散角调整系统，激光扩散角调整系统由三面透镜 和一面反射镜构成。激光经过激光发射头5后发出激光，激光束照射在被测目 标上形成光斑，光斑大小可根据需要通过调整激光扩散角调整系统进行选择， 激光在被测目标上后向反射和散射的激光一部分被SF6气体吸收，其余光线从成 像窗口进入热像仪8，热像仪8所得视频图像和可见光CCD成像系统9的视频 图像经过软件进行图像数据融合，得到红外/可见光融合图像，检测者可直接通 过目镜观察液晶屏，也可以由第二操作人员在位于背包上的液晶显示屏直接观 察，同时还可将数据通过数据接口存储到可移动存储设备，以便存档、备案。
权利要求
1.六氟化硫激光成像检漏仪，其特征在于包括控制系统单元(7)、成像单元、激光器单元和显示单元，成像单元和激光器单元为分体式设计；所述的成像单元包括热像仪(8)和激光发射头(5)，热像仪(8)所得视频图像经过控制系统单元(7)的软件进行图像数据处理，得到红外图像输送给显示单元显示；所述的激光器单元包括激光器(2)、激光器电源(1)，激光器(2)与激光发射头(5)通过光纤(4)或者相关光路传输系统连接。
2. 根据权利要求1所述的六氟化硫激光成像检漏仪，其特征在于成像单元还 包括CCD成像系统(9)，热像仪(8)所得视频图像和可见光CCD成像系 统(9)的视频图像经过控制系统单元(7)的软件进行图像数据融合，得到 红外/可见光融合图像输送给显示单元显示。
3. 根据权利要求1所述的六氟化硫激光成像检漏仪，其特征在于激光器单元 包括激光光纤耦合器(3)，激光器(2)通过激光光纤耦合器(3)连接光纤(4) 的一端，光纤(4)另一端连接激光发射头(5)。
4. 根据权利要求1所述的六氟化硫激光成像检漏仪，其特征在于激光器(2) 采用输出波长为10.5 10.71im的激光器(2)。
5. 根据权利要求4所述的六氟化硫激光成像检漏仪，其特征在于激光器(2) 采用稳频强风制冷的C02激光器(2)。
6. 根据权利要求1所述的六氟化硫激光成像检漏仪，其特征在于激光发射头(5) 可以调整激光扩散角，包括三面透镜和一面反射镜构成。
7. 根据权利要求1所述的六氟化硫激光成像检漏仪，其特征在于控制系统单 元(7)通过数据接口存储到可移动存储设备。
8. 根据权利要求1 7任意一项权利要求所述的六氟化硫激光成像检漏仪，其 特征在于还包括背包(13)和头盔(12)，激光器单元设置在背包(13)内，成像单元设置在头盔(12)上。
9. 根据权利要求8所述的六氟化硫激光成像检漏仪，其特征在于显示单元为液晶显示屏(10)或目视系统(11)或者两者的结合。
10. 根据权利要求9所述的六氟化硫激光成像检漏仪，其特征在于显示单元为液晶显示屏(10)和目视系统(11)两者的结合，液晶显示屏(10)设置在 背包(13)上，目视系统(11)设置在头盔(12)上。
全文摘要
本发明涉及电力安全检测设备技术领域，尤其涉及对高压电气设备的六氟化硫气体泄漏点进行检测的六氟化硫激光成像检漏仪。六氟化硫激光成像检漏仪，包括控制系统单元、成像单元、激光器单元和显示单元，成像单元和激光器单元为分体式设计；所述的成像单元包括热像仪和激光发射头，热像仪所得视频图像经过控制系统单元的软件进行图像数据处理，得到红外图像输送给显示单元显示；所述的激光器单元包括激光器、激光器电源，激光器与激光发射头通过光纤或者相关光路传输系统连接。本发明实现激光器和激光发射头的分离，减小激光成像单元体积与重量，具有非接触式检测、高灵敏度、漏点准确定位、视频图像存储、便携、操作简单的特点。
文档编号G01M3/38GK101226098SQ20081005953
公开日2008年7月23日 申请日期2008年1月31日 优先权日2008年1月31日
发明者亮 聂 申请人:杭州大有科技发展有限公司