專利名稱：一種新型紫外檢測(cè)自動(dòng)濾光系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種濾光設(shè)備，特別涉及ー種新型紫外檢測(cè)自動(dòng)濾光系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電カ系統(tǒng)高壓設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行工作，不可避免的出現(xiàn)設(shè)備絕緣性下降，會(huì)有局部放電現(xiàn)象，從而引起功率損耗或者供電中斷，其危害巨大。因此很有必要高效地對(duì)高壓放電故障進(jìn)行檢測(cè)，保障電カ系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。傳統(tǒng)的電暈放電檢測(cè)方法除了目測(cè)外，主要采取遠(yuǎn)紅外望遠(yuǎn)鏡及超聲檢測(cè)。對(duì)于紅外檢測(cè)，由于其原理是根據(jù)目標(biāo)點(diǎn)的溫度變化而進(jìn)行目標(biāo)定位，因此，往往直到設(shè)備發(fā)熱并處于故障晩期才能被檢測(cè)到，而無法完成設(shè)備故障初期的檢測(cè)。對(duì)于超聲檢測(cè)法，只適用于近距離檢測(cè)，且難以對(duì)放電故障點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確定位。目前國內(nèi)外研制的紫外電暈放電檢測(cè)系統(tǒng)主要是雙光譜檢測(cè)法，其光路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且圖像融合難度較大。然而現(xiàn)有的單通道電暈放電紫外檢測(cè)系統(tǒng)所用到的濾光片切換方式只有靜態(tài)切換。靜態(tài)切換是指先采集被檢測(cè)設(shè)備的可見光背景圖像，此圖像作為固定的背景圖，然后再切換到紫外光路，采集被檢測(cè)設(shè)備的紫外放電圖像，再把兩者進(jìn)行疊加，此方法的切換時(shí)間周期較長(zhǎng)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對(duì)單通道電暈放電紫外檢測(cè)系統(tǒng)測(cè)試時(shí)切換時(shí)間長(zhǎng)的問題，提出了一種新型紫外檢測(cè)自動(dòng)濾光系統(tǒng)，采用濾光片的動(dòng)態(tài)切換方式，實(shí)時(shí)性十分強(qiáng)，可以移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行電暈放電動(dòng)態(tài)檢測(cè)。本發(fā)明的技術(shù)方案為ー種紫外檢測(cè)自動(dòng)濾光系統(tǒng)，包括濾光片滾輪，圖像采集系統(tǒng)，步進(jìn)電機(jī)，單片機(jī)，日盲濾光片，紫外截止濾光片，日盲濾光片和紫外截止濾光片間隔交替放置在濾光片滾輪的各個(gè)槽，圖像采集系統(tǒng)正對(duì)濾光片滾輪其中的ー個(gè)槽，步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸和濾光片滾輪的中軸固定在一起，步進(jìn)電機(jī)的電刷通過排線與單片機(jī)連接，單片機(jī)輸出控制信號(hào)控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，單片機(jī)和電腦主機(jī)通過通訊線進(jìn)行通信。所述日盲濾光片240-280nm的紫外光譜可通過，所述紫外截止濾光片400nm以上的可見光可通過。所述濾光片滾上的槽的個(gè)數(shù)為2的倍數(shù)，圖像采集系統(tǒng)中CCD正對(duì)濾光片滾輪其中的一個(gè)槽，濾光片滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)，圖像采集系統(tǒng)交替接收來自日盲濾光片和紫外截止濾光片的信號(hào)，圖像采集系統(tǒng)分別獲取背景圖像與目標(biāo)紫外圖像，隨即將兩者融合顯示為單幀融合圖像。本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明新型紫外檢測(cè)自動(dòng)濾光系統(tǒng)，此系統(tǒng)成像法比起靜態(tài)切換成像的優(yōu)點(diǎn)在于背景與目標(biāo)圖像均是實(shí)時(shí)的，單通道檢測(cè)系統(tǒng)定位故障點(diǎn)更為精確，檢測(cè)時(shí)成像器件允許有些許抖動(dòng)，無須固定設(shè)備，故可用作手持檢測(cè)或巡視檢測(cè)。
圖I為本發(fā)明新型紫外檢測(cè)自動(dòng)濾光系統(tǒng)中濾光片滾輪 圖2為本發(fā)明紫外檢測(cè)自動(dòng)濾光系統(tǒng)中含有濾光片的滾輪 圖3為本發(fā)明紫外檢測(cè)自動(dòng)濾光系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意 圖4為本發(fā)明紫外檢測(cè)自動(dòng)濾光系統(tǒng)中濾光片切換系統(tǒng)工作流程 圖5為本發(fā)明紫外檢測(cè)自動(dòng)濾光系統(tǒng)中單片機(jī)電路 圖6為本發(fā)明紫外檢測(cè)自動(dòng)濾光系統(tǒng)中步進(jìn)電機(jī)電路 圖7為本發(fā)明紫外檢測(cè)自動(dòng)濾光系統(tǒng)中電機(jī)控制程序流程圖。
具體實(shí)施例方式紫外檢測(cè)系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確的檢測(cè)并定位高壓電カ設(shè)備的電暈放電。電暈放電輻射出大量紫外線，在陽光下我們用肉眼無法識(shí)別。用特殊的紫外攝像頭可以采集到電暈放電圖像，然后再把紫外圖像和可見光背景進(jìn)行融合達(dá)到定位電暈放電點(diǎn)的目的。單通道電暈放電紫外檢測(cè)系統(tǒng)所用到的日盲紫外監(jiān)測(cè)技術(shù)是國內(nèi)近幾年發(fā)展起來的新型故障檢測(cè)技木。紫外線的波長(zhǎng)范圍是200 400 nm，可見光波長(zhǎng)范圍400 700 nm。考慮到太陽光中也含有紫外光，而且與電暈放電所產(chǎn)生的紫外光有部分的重疊，由于地球的臭氧層吸收了一部分波長(zhǎng)的紫外線，實(shí)際上輻射到地面上的太陽紫外線波長(zhǎng)大都在280nm以上，低于280nm的波長(zhǎng)區(qū)間是太陽盲區(qū)。因此紫外成像檢測(cè)時(shí)選擇240 280nm波段，可以避開太陽光的干擾，達(dá)到確定電暈位置和強(qiáng)度的目的，有較好的抗干擾能力和監(jiān)測(cè)靈敏度。此外，國內(nèi)外現(xiàn)有雙通道檢測(cè)技術(shù)，但單通道檢測(cè)系統(tǒng)定位故障點(diǎn)更為精確，由于是用ー個(gè)CCD拍攝檢測(cè)，相當(dāng)于是同一地點(diǎn)不同時(shí)間節(jié)點(diǎn)拍攝檢測(cè)，這就避免了圖像配準(zhǔn)和視差校正等有可能造成誤差的繁瑣處理。單通道紫外檢測(cè)系統(tǒng)通過濾光片切換的方式獲得背景可見光圖和檢測(cè)設(shè)備的紫外光圖，單片機(jī)用來控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)達(dá)到切換兩種濾光片的目的，最后通過圖像分析來實(shí)現(xiàn)放電目標(biāo)定位的功能。濾光片滾輪由兩種不同的濾光片組成，分別是日盲濾光片，此濾光片240_280nm的紫外光譜可通過，紫外截止濾光片，此紫外截止濾光片400nm以上的可見光可通過。濾光片滾輪本身可通過步進(jìn)電機(jī)控制而相應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)，在不同檢測(cè)時(shí)刻，使不同濾光片對(duì)準(zhǔn)鏡頭正前方。如圖1、2所示濾光片滾輪圖和含有濾光片的滾輪圖，其目的是讓當(dāng)前檢測(cè)狀態(tài)所需波段的光譜通過鏡頭，而截止其他與當(dāng)前檢測(cè)無關(guān)波段的光譜，防止成像干擾。如圖3所示紫外檢測(cè)自動(dòng)濾光系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，包括濾光片滾輪1，圖像采集系統(tǒng)2，步進(jìn)電機(jī)，單片機(jī)4，日盲濾光片，紫外截止濾光片組成。日盲濾光片，紫外截止濾光片兩個(gè)ー組交替放置在濾光片滾輪的四個(gè)槽中，圖像采集系統(tǒng)2正對(duì)濾光片滾輪其中的ー個(gè)槽，步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸3和濾光片滾輪I的中軸固定在一起，為使系統(tǒng)在工作時(shí)可以同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，步進(jìn)電機(jī)的電刷通過排線5與單片機(jī)4連接,單片機(jī)4用來控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)達(dá)到切換兩種濾光片的目的。單片機(jī)和電腦主機(jī)通過通訊線6進(jìn)行通信，由電腦來控制單片機(jī)4工作。 系統(tǒng)開始檢測(cè)時(shí)，單片機(jī)4控制濾光片滾輪I按一定速度切換，設(shè)定切換速度滿足實(shí)時(shí)顯示的要求。例如要求融合圖像的顯示速率為30fps，若采用四槽濾光滾輪1(旋轉(zhuǎn)ー周可切換兩組濾光片，即生成2幀融合圖像)，那么檢測(cè)時(shí)的濾光滾輪I轉(zhuǎn)動(dòng)速率應(yīng)為30/2=15轉(zhuǎn)/秒。同時(shí)圖像采集系統(tǒng)2中CXD配合濾光片移動(dòng)至鏡頭正前方的時(shí)刻分別獲取背景圖像與目標(biāo)紫外圖像，隨即將兩者融合顯示為單幀融合圖像。這樣可以一秒鐘顯示30幀圖片，達(dá)到實(shí)時(shí)顯示的要求。圖4為濾光片切換系統(tǒng)工作流程圖。單片機(jī)4的電路連接系統(tǒng)如圖5所示。步進(jìn)電機(jī)的電路圖如圖6所示，圖5中的C0N7中的I 7分別連 接單片機(jī)4的P2. O P2. 7 ロ。單片機(jī)內(nèi)部程序流程圖如圖7所示。整個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)工作時(shí)，單片機(jī)內(nèi)部程序設(shè)定好，濾光片切換系統(tǒng)就開始自動(dòng)運(yùn)行。無需人為干預(yù)。
權(quán)利要求
1.一種紫外檢測(cè)自動(dòng)濾光系統(tǒng)，其特征在于，包括濾光片滾輪，圖像采集系統(tǒng)，步進(jìn)電機(jī)，單片機(jī)，日盲濾光片，紫外截止濾光片，日盲濾光片和紫外截止濾光片間隔交替放置在濾光片滾輪的各個(gè)槽，圖像采集系統(tǒng)正對(duì)濾光片滾輪其中的一個(gè)槽，步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸和濾光片滾輪的中軸固定在一起，步進(jìn)電機(jī)的電刷通過排線與單片機(jī)連接，單片機(jī)輸出控制信號(hào)控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，單片機(jī)和電腦主機(jī)通過通訊線進(jìn)行通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述紫外檢測(cè)自動(dòng)濾光系統(tǒng)，其特征在于，所述日盲濾光片240-280nm的紫外光譜可通過，所述紫外截止濾光片400nm以上的可見光可通過。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述紫外檢測(cè)自動(dòng)濾光系統(tǒng)，其特征在于，所述濾光片滾上的槽的個(gè)數(shù)為2的倍數(shù)，圖像采集系統(tǒng)中CCD正對(duì)濾光片滾輪其中的一個(gè)槽，濾光片滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)，圖像采集系統(tǒng)交替接收來自日盲濾光片和紫外截止濾光片的信號(hào)，圖像采集系統(tǒng)分別獲取背景圖像與目標(biāo)紫外圖像，隨即將兩者融合顯示為單幀融合圖像。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種紫外檢測(cè)自動(dòng)濾光系統(tǒng)，紫外截止濾光片，日盲濾光片和紫外截止濾光片間隔交替放置在濾光片滾輪的各個(gè)槽，圖像采集系統(tǒng)正對(duì)濾光片滾輪其中的一個(gè)槽，交替接收來自日盲濾光片和紫外截止濾光片的信號(hào)，隨即將兩者融合顯示為單幀融合圖像，步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸和濾光片滾輪的中軸固定在一起，步進(jìn)電機(jī)的電刷通過排線與單片機(jī)連接，單片機(jī)輸出控制信號(hào)控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，單片機(jī)和電腦主機(jī)通過通訊線進(jìn)行通信。此系統(tǒng)成像法比起靜態(tài)切換成像的優(yōu)點(diǎn)在于背景與目標(biāo)圖像均是實(shí)時(shí)的，單通道檢測(cè)系統(tǒng)定位故障點(diǎn)更為精確，檢測(cè)時(shí)成像器件允許有些許抖動(dòng)，無須固定設(shè)備，故可用作手持檢測(cè)或巡視檢測(cè)。
文檔編號(hào)G02B7/00GK102628918SQ201210136969
公開日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2012年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月7日
發(fā)明者徐如鈞, 胡博, 陶博豪, 馬立新 申請(qǐng)人:上海理工大學(xué)