一種紅外與紫外雙路成像電力檢測儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于光電探測【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種紅外與紫外雙路成像電力檢測儀。包括以下三部分（1）光學系統(tǒng)分為紅外和紫外兩個獨立光路，紅外光路依次由紅外保護窗和紅外鏡頭連接組成；紫外光路依次由紫外保護窗、紫外鏡頭和紫外濾光片連接組成；（2）探測器部分由紫外成像探測器和長波紅外非制冷探測器組成，其中長波紅外非制冷探測器與光學系統(tǒng)中的紅外光路連接，紫外成像探測器與光學系統(tǒng)中的紫外光路連接；（3）顯控與處理系統(tǒng)主要包括視頻分配器、顯控與處理電路板、TFT顯示屏、控制面板和外擴接口。通過紫外和長波紅外雙路探測器的采用，實時顯示、雙路融合和實時壓縮存儲等功能的設計，實現(xiàn)對電力系統(tǒng)線路及設備發(fā)熱和漏電等現(xiàn)象的檢測。
【專利說明】一種紅外與紫外雙路成像電力檢測儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光電探測【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種紅外與紫外雙路成像電力檢測儀。

【背景技術(shù)】
[0002]目前電力線路離線檢測主要有紅外成像檢測技術(shù)、紫外光譜探測技術(shù)、超聲電暈探測器及人工目視檢查等。紅外成像檢測技術(shù)利用目標內(nèi)有較大的溫度梯度或背景與目標有較大熱對比度進行檢測。其檢測效果受日光照射、大氣環(huán)境等影響比較大，而且只能檢測受損比較嚴重的部位。紫外光譜探測技術(shù)是一種新的探測方法。通過雙波段成像技術(shù)，可以在日光下獲得清晰的紫外光圖像，工作可靠、準確方便，誤報率低。但該方法的準確度受環(huán)境條件(如氣象條件等)的影響較大，在夜間使用時只有紫外通道可以清晰成像，不能對放電部位準確定位。同時該方法只能檢測到可以產(chǎn)生異常電暈的部分故障，需要與其它測試手段相配合，才能完整得到設備和線路的狀況信息。超聲波探測器可用來幫助查找暴露在大氣中的電暈放電點。該技術(shù)由于受人為因素較多，因而檢測誤差較大。同時其探測距離也比較有限。由于電暈放電的目標小、強度弱，目視很難觀察到；若采用紅外望遠鏡觀察，由于太陽光中含有很強的紅外線，導致誤檢率較高。
[0003]實際使用中的電力系統(tǒng)檢測裝置通常單獨使用紅外成像探測技術(shù)或紫外與可見光成像探測技術(shù)，只能對特定的情況進行檢測。為了滿足多種探測需求，需要同時使用多個設備，增加了使用成本，不利于人員現(xiàn)場操作。當前還沒有一種能夠同時兼顧紅外成像探測和紫外成像探測的電力檢測儀器。
[0004]因此，亟需研制一種綜合采用紫外和長波紅外雙路探測器的電力系統(tǒng)檢測儀器，實現(xiàn)對電力系統(tǒng)線路及設備發(fā)熱和漏電等現(xiàn)象的準確檢測。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種用于電力系統(tǒng)檢測的儀器，通過紫外和長波紅外雙路探測器的采用，實時顯示、雙路融合和實時壓縮存儲等功能的設計，實現(xiàn)對電力系統(tǒng)線路及設備發(fā)熱和漏電等現(xiàn)象的檢測。
[0006]為了實現(xiàn)這一目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:
[0007]一種紅外與紫外雙路成像電力檢測儀，包括光學系統(tǒng)、探測器和顯控與處理系統(tǒng)三部分。
[0008]( I)光學系統(tǒng)分為紅外和紫外兩個獨立光路，紅外光路依次由紅外保護窗和紅外鏡頭連接組成；紫外光路依次由紫外保護窗、紫外鏡頭和紫外濾光片連接組成；通過采用相同的視場設計參數(shù)保證兩個光路的光學視場相同。
[0009](2)探測器部分由紫外成像探測器和長波紅外非制冷探測器組成，其中長波紅外非制冷探測器與光學系統(tǒng)中的紅外光路連接，紫外成像探測器與光學系統(tǒng)中的紫外光路連接。
[0010](3)顯控與處理系統(tǒng)主要包括視頻分配器、顯控與處理電路板、TFT顯示屏、控制面板和外擴接口。
[0011]視頻分配器將紅外探測器輸出的模擬視頻信號分成兩路，一路輸入給顯控與處理電路板作處理，一路輸入給紫外成像探測器的外同步接口，對紫外成像探測器進行外同步，保證兩路探測器輸出的模擬視頻信號在時間上同步。
[0012]顯控與處理電路板分別對輸入的紫外和紅外模擬視頻信號進行A/D轉(zhuǎn)換和去噪聲等處理，處理后的紫外和紅外圖像數(shù)據(jù)一路根據(jù)需要進行實時的壓縮存儲；另一路輸入給圖像融合處理模塊，對輸入的紫外和紅外圖像數(shù)據(jù)進行圖像配準和裁減，滿足兩路圖像進行像素級圖像融合的圖像大小和分辨力相同的要求，采用典型的小波變換圖像融合算法對兩路圖像進行融合處理。
[0013]根據(jù)控制面板的指令要求，將紫外圖像、紅外圖像、紫外與紅外兩路圖像融合后的圖像中三種圖像的一種在TFT顯示屏上進行實時顯示；同時根據(jù)控制面板的指令要求完成紫外和紅外圖像的實時壓縮存儲。
[0014]進一步的，如上所述的一種紅外與紫外雙路成像電力檢測儀，其中:紫外濾光片為滿足240nm?280nm日盲紫外波段探測要求且對大于280nm波段的截止深度高于10_8的深截止紫外濾光片，該濾光片應與紫外成像探測器入光口密封連接，二者之間沒有雜散光進入。
[0015]進一步的，如上所述的一種紅外與紫外雙路成像電力檢測儀，其中:選用可接收外部模擬視頻信號對內(nèi)部信號進行同步且響應波段位于240nm?280nm日盲紫外波段的探測器對紫外光路輸入的光信號進行探測，選用640X480的長波紅外非制冷探測器對紅外光路輸入的光信號進行探測。
[0016]進一步的，如上所述的一種紅外與紫外雙路成像電力檢測儀，其中:外擴接口具有如下功能中的至少一種:實現(xiàn)GPS信息的輸入、氣象參數(shù)的輸入、圖像壓縮數(shù)據(jù)的輸出。
[0017]本發(fā)明技術(shù)方案與傳統(tǒng)的技術(shù)方案相比，具有如下有益技術(shù)效果:
[0018]①通過對紫外ICCD進行改進，增加了外同步功能，實現(xiàn)了紫外和紅外兩路視頻信號的同步，方便了后續(xù)圖像融合處理，保證了兩路存儲數(shù)據(jù)的同步性。
[0019]②利用長波紅外探測器能對常溫物體較好成像的特點，將長波紅外圖像替代通常的可見光圖像作為紫外圖像的定位圖像，滿足近距離探測的需要。
[0020]③由于紫外探測器和長波紅外探測器在夜間都能較好成像，可以將紫外漏電定位檢測功能拓展到夜間，克服了傳統(tǒng)紫外和可見光雙路檢測只能白天進行探測定位的不足。
[0021]④通過紫外探測器和長波紅外探測器的同時采用，滿足了電力系統(tǒng)線路及設備發(fā)熱和漏電檢測兩方面需求，降低了使用成本，方便了操作人員的現(xiàn)場使用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明技術(shù)方案中紅外與紫外成像檢測儀組成框圖。
[0023]圖中:1-紫外保護窗，2-紫外鏡頭，3-紫外濾光片，4-紫外探測器，5-紅外保護窗，6-紅外鏡頭，7-紅外探測器，8-光學系統(tǒng)，9-探測器，10-顯控與處理系統(tǒng)，11-顯控與處理電路板，12-TFT顯示屏，13-控制面板，14-外擴接口。

【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明【具體實施方式】進行詳細說明。
[0025]如圖1所示，本發(fā)明一種紅外與紫外雙路成像電力檢測儀，包括光學系統(tǒng)、探測器和顯控與處理系統(tǒng)三部分。
[0026](I)光學系統(tǒng)分為紅外和紫外兩個獨立光路，紅外光路依次由紅外保護窗和紅外鏡頭連接組成；紫外光路依次由紫外保護窗、紫外鏡頭和紫外濾光片連接組成；通過采用相同的視場設計參數(shù)保證兩個光路的光學視場相同。其中:紫外濾光片為滿足240nm?280nm日盲紫外波段探測要求且對大于280nm波段的截止深度高于10_8的深截止紫外濾光片，該濾光片應與紫外成像探測器入光口密封連接，二者之間沒有雜散光進入。
[0027](2)探測器部分由紫外成像探測器和長波紅外非制冷探測器組成，其中長波紅外非制冷探測器與光學系統(tǒng)中的紅外光路連接，紫外成像探測器與光學系統(tǒng)中的紫外光路連接。其中:選用可接收外部模擬視頻信號對內(nèi)部信號進行同步且響應波段位于240nm?280nm日盲紫外波段的探測器對紫外光路輸入的光信號進行探測，選用640X480的長波紅外非制冷探測器對紅外光路輸入的光信號進行探測。
[0028](3)顯控與處理系統(tǒng)主要包括視頻分配器、顯控與處理電路板、TFT顯示屏、控制面板和外擴接口。外擴接口具有如下功能中的至少一種:實現(xiàn)GPS信息的輸入、氣象參數(shù)的輸入、圖像壓縮數(shù)據(jù)的輸出。
[0029]視頻分配器將紅外探測器輸出的模擬視頻信號分成兩路，一路輸入給顯控與處理電路板作處理，一路輸入給紫外成像探測器的外同步接口，對紫外成像探測器進行外同步，保證兩路探測器輸出的模擬視頻信號在時間上同步。
[0030]顯控與處理電路板分別對輸入的紫外和紅外模擬視頻信號進行A/D轉(zhuǎn)換和去噪聲等處理，處理后的紫外和紅外圖像數(shù)據(jù)一路根據(jù)需要進行實時的壓縮存儲；另一路輸入給圖像融合處理模塊，對輸入的紫外和紅外圖像數(shù)據(jù)進行圖像配準和裁減，滿足兩路圖像進行像素級圖像融合的圖像大小和分辨力相同的要求，采用典型的小波變換圖像融合算法對兩路圖像進行融合處理。
[0031]根據(jù)控制面板的指令要求，將紫外圖像、紅外圖像、紫外與紅外兩路圖像融合后的圖像中三種圖像的一種在TFT顯示屏上進行實時顯示；同時根據(jù)控制面板的指令要求完成紫外和紅外圖像的實時壓縮存儲。
[0032]本儀器的實施過程如下:
[0033]I)設計符合檢測需求的光學系統(tǒng)，保證兩個光路的光學視場相同。
[0034]2)在紫外光路配置滿足“日盲”紫外波段探測要求的深截止紫外濾光片，貼近紫外探測器入光口放置。
[0035]3)選用改進的具有外同步功能的日盲型紫外ICCD對紫外光路輸入的光信號進行探測，同時選用高性能的長波紅外非制冷探測器對紅外光路輸入的光信號進行探測。
[0036]4)利用視頻分配器將紅外探測器輸出的模擬視頻信號分成兩路，一路輸入給顯控與處理電路板作處理，一路輸入給紫外ICXD的外同步接口，對紫外ICXD進行外同步，保證兩路探測器輸出的模擬視頻信號在時間上同步；
[0037]5)顯控與處理電路板分別對輸入的紫外和紅外模擬視頻信號進行A/D轉(zhuǎn)換和去噪聲等處理。
[0038]6)處理后的紫外和紅外圖像數(shù)據(jù)一路根據(jù)需要進行實時的壓縮存儲，一路輸入給圖像融合處理模塊。
[0039]7)圖像融合處理模塊對輸入的紫外和紅外圖像數(shù)據(jù)進行圖像配準和裁減，滿足兩路圖像進行像素級圖像融合的要求，采用相應的融合算法對兩路圖像進行融合處理。
[0040]8)控制電路模塊根據(jù)控制面板的指令要求，將紫外或紅外圖像的一路或兩路圖像的融合圖像在TFT顯示屏上進行實時顯示。
[0041]9)控制電路模塊同時根據(jù)控制面板的指令要求完成紫外和紅外圖像的實時壓縮存儲。
[0042]10)利用顯控與處理電路板的外擴接口，可以實現(xiàn)GPS信息的輸入，溫度和濕度等氣象參數(shù)的輸入，圖像壓縮數(shù)據(jù)的輸出等。
【權(quán)利要求】
1.一種紅外與紫外雙路成像電力檢測儀，其特征在于: 包括光學系統(tǒng)、探測器和顯控與處理系統(tǒng)三部分； (1)光學系統(tǒng)分為紅外和紫外兩個獨立光路，紅外光路依次由紅外保護窗和紅外鏡頭連接組成；紫外光路依次由紫外保護窗、紫外鏡頭和紫外濾光片連接組成；通過采用相同的視場設計參數(shù)保證兩個光路的光學視場相同； (2)探測器部分由紫外成像探測器和長波紅外非制冷探測器組成，其中長波紅外非制冷探測器與光學系統(tǒng)中的紅外光路連接，紫外成像探測器與光學系統(tǒng)中的紫外光路連接； (3)顯控與處理系統(tǒng)主要包括視頻分配器、顯控與處理電路板、TFT顯示屏、控制面板和外擴接口 ； 視頻分配器將紅外探測器輸出的模擬視頻信號分成兩路，一路輸入給顯控與處理電路板作處理，一路輸入給紫外成像探測器的外同步接口，對紫外成像探測器進行外同步，保證兩路探測器輸出的模擬視頻信號在時間上同步； 顯控與處理電路板分別對輸入的紫外和紅外模擬視頻信號進行A/D轉(zhuǎn)換和去噪聲等處理，處理后的紫外和紅外圖像數(shù)據(jù)一路根據(jù)需要進行實時的壓縮存儲；另一路輸入給圖像融合處理模塊，對輸入的紫外和紅外圖像數(shù)據(jù)進行圖像配準和裁減，滿足兩路圖像進行像素級圖像融合的圖像大小和分辨力相同的要求，采用典型的小波變換圖像融合算法對兩路圖像進行融合處理； 根據(jù)控制面板的指令要求，將紫外圖像、紅外圖像、紫外與紅外兩路圖像融合后的圖像中三種圖像的一種在TFT顯示屏上進行實時顯示；同時根據(jù)控制面板的指令要求完成紫外和紅外圖像的實時壓縮存儲。
2.如權(quán)利要求1所述的一種紅外與紫外雙路成像電力檢測儀，其特征在于:紫外濾光片為滿足240nm?280nm日盲紫外波段探測要求且對大于280nm波段的截止深度高于10_8的深截止紫外濾光片，該濾光片應與紫外成像探測器入光口密封連接，二者之間沒有雜散光進入。
3.如權(quán)利要求2所述的一種紅外與紫外雙路成像電力檢測儀，其特征在于:選用可接收外部模擬視頻信號對內(nèi)部信號進行同步且響應波段位于240nm?280nm日盲紫外波段的探測器對紫外光路輸入的光信號進行探測，選用640X480的長波紅外非制冷探測器對紅外光路輸入的光信號進行探測。
4.如權(quán)利要求1所述的一種紅外與紫外雙路成像電力檢測儀，其特征在于:外擴接口具有如下功能中的至少一種:實現(xiàn)GPS信息的輸入、氣象參數(shù)的輸入、圖像壓縮數(shù)據(jù)的輸出。
【文檔編號】G01R31/08GK104459457SQ201310459773
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月25日
【發(fā)明者】宋亞軍, 劉家國, 曾克思, 李飛 申請人:北京環(huán)境特性研究所