一种红外与紫外双路成像电力检测仪的制作方法
【专利摘要】本发明属于光电探测【技术领域】，具体涉及一种红外与紫外双路成像电力检测仪。包括以下三部分（1）光学系统分为红外和紫外两个独立光路，红外光路依次由红外保护窗和红外镜头连接组成；紫外光路依次由紫外保护窗、紫外镜头和紫外滤光片连接组成；（2）探测器部分由紫外成像探测器和长波红外非制冷探测器组成，其中长波红外非制冷探测器与光学系统中的红外光路连接，紫外成像探测器与光学系统中的紫外光路连接；（3）显控与处理系统主要包括视频分配器、显控与处理电路板、TFT显示屏、控制面板和外扩接口。通过紫外和长波红外双路探测器的采用，实时显示、双路融合和实时压缩存储等功能的设计，实现对电力系统线路及设备发热和漏电等现象的检测。
【专利说明】一种红外与紫外双路成像电力检测仪
【技术领域】
[0001]本发明属于光电探测【技术领域】，具体涉及一种红外与紫外双路成像电力检测仪。
【背景技术】
[0002]目前电力线路离线检测主要有红外成像检测技术、紫外光谱探测技术、超声电晕探测器及人工目视检查等。红外成像检测技术利用目标内有较大的温度梯度或背景与目标有较大热对比度进行检测。其检测效果受日光照射、大气环境等影响比较大，而且只能检测受损比较严重的部位。紫外光谱探测技术是一种新的探测方法。通过双波段成像技术，可以在日光下获得清晰的紫外光图像，工作可靠、准确方便，误报率低。但该方法的准确度受环境条件(如气象条件等)的影响较大，在夜间使用时只有紫外通道可以清晰成像，不能对放电部位准确定位。同时该方法只能检测到可以产生异常电晕的部分故障，需要与其它测试手段相配合，才能完整得到设备和线路的状况信息。超声波探测器可用来帮助查找暴露在大气中的电晕放电点。该技术由于受人为因素较多，因而检测误差较大。同时其探测距离也比较有限。由于电晕放电的目标小、强度弱，目视很难观察到；若采用红外望远镜观察，由于太阳光中含有很强的红外线，导致误检率较高。
[0003]实际使用中的电力系统检测装置通常单独使用红外成像探测技术或紫外与可见光成像探测技术，只能对特定的情况进行检测。为了满足多种探测需求，需要同时使用多个设备，增加了使用成本，不利于人员现场操作。当前还没有一种能够同时兼顾红外成像探测和紫外成像探测的电力检测仪器。
[0004]因此，亟需研制一种综合采用紫外和长波红外双路探测器的电力系统检测仪器，实现对电力系统线路及设备发热和漏电等现象的准确检测。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是提供一种用于电力系统检测的仪器，通过紫外和长波红外双路探测器的采用，实时显示、双路融合和实时压缩存储等功能的设计，实现对电力系统线路及设备发热和漏电等现象的检测。
[0006]为了实现这一目的，本发明采取的技术方案是:
[0007]一种红外与紫外双路成像电力检测仪，包括光学系统、探测器和显控与处理系统三部分。
[0008]( I)光学系统分为红外和紫外两个独立光路，红外光路依次由红外保护窗和红外镜头连接组成；紫外光路依次由紫外保护窗、紫外镜头和紫外滤光片连接组成；通过采用相同的视场设计参数保证两个光路的光学视场相同。
[0009](2)探测器部分由紫外成像探测器和长波红外非制冷探测器组成，其中长波红外非制冷探测器与光学系统中的红外光路连接，紫外成像探测器与光学系统中的紫外光路连接。
[0010](3)显控与处理系统主要包括视频分配器、显控与处理电路板、TFT显示屏、控制面板和外扩接口。
[0011]视频分配器将红外探测器输出的模拟视频信号分成两路，一路输入给显控与处理电路板作处理，一路输入给紫外成像探测器的外同步接口，对紫外成像探测器进行外同步，保证两路探测器输出的模拟视频信号在时间上同步。
[0012]显控与处理电路板分别对输入的紫外和红外模拟视频信号进行A/D转换和去噪声等处理，处理后的紫外和红外图像数据一路根据需要进行实时的压缩存储；另一路输入给图像融合处理模块，对输入的紫外和红外图像数据进行图像配准和裁减，满足两路图像进行像素级图像融合的图像大小和分辨力相同的要求，采用典型的小波变换图像融合算法对两路图像进行融合处理。
[0013]根据控制面板的指令要求，将紫外图像、红外图像、紫外与红外两路图像融合后的图像中三种图像的一种在TFT显示屏上进行实时显示；同时根据控制面板的指令要求完成紫外和红外图像的实时压缩存储。
[0014]进一步的，如上所述的一种红外与紫外双路成像电力检测仪，其中:紫外滤光片为满足240nm?280nm日盲紫外波段探测要求且对大于280nm波段的截止深度高于10_8的深截止紫外滤光片，该滤光片应与紫外成像探测器入光口密封连接，二者之间没有杂散光进入。
[0015]进一步的，如上所述的一种红外与紫外双路成像电力检测仪，其中:选用可接收外部模拟视频信号对内部信号进行同步且响应波段位于240nm?280nm日盲紫外波段的探测器对紫外光路输入的光信号进行探测，选用640X480的长波红外非制冷探测器对红外光路输入的光信号进行探测。
[0016]进一步的，如上所述的一种红外与紫外双路成像电力检测仪，其中:外扩接口具有如下功能中的至少一种:实现GPS信息的输入、气象参数的输入、图像压缩数据的输出。
[0017]本发明技术方案与传统的技术方案相比，具有如下有益技术效果:
[0018]①通过对紫外ICCD进行改进，增加了外同步功能，实现了紫外和红外两路视频信号的同步，方便了后续图像融合处理，保证了两路存储数据的同步性。
[0019]②利用长波红外探测器能对常温物体较好成像的特点，将长波红外图像替代通常的可见光图像作为紫外图像的定位图像，满足近距离探测的需要。
[0020]③由于紫外探测器和长波红外探测器在夜间都能较好成像，可以将紫外漏电定位检测功能拓展到夜间，克服了传统紫外和可见光双路检测只能白天进行探测定位的不足。
[0021]④通过紫外探测器和长波红外探测器的同时采用，满足了电力系统线路及设备发热和漏电检测两方面需求，降低了使用成本，方便了操作人员的现场使用。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是本发明技术方案中红外与紫外成像检测仪组成框图。
[0023]图中:1-紫外保护窗，2-紫外镜头，3-紫外滤光片，4-紫外探测器，5-红外保护窗，6-红外镜头，7-红外探测器，8-光学系统，9-探测器，10-显控与处理系统，11-显控与处理电路板，12-TFT显示屏，13-控制面板，14-外扩接口。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图对本发明【具体实施方式】进行详细说明。
[0025]如图1所示，本发明一种红外与紫外双路成像电力检测仪，包括光学系统、探测器和显控与处理系统三部分。
[0026](I)光学系统分为红外和紫外两个独立光路，红外光路依次由红外保护窗和红外镜头连接组成；紫外光路依次由紫外保护窗、紫外镜头和紫外滤光片连接组成；通过采用相同的视场设计参数保证两个光路的光学视场相同。其中:紫外滤光片为满足240nm?280nm日盲紫外波段探测要求且对大于280nm波段的截止深度高于10_8的深截止紫外滤光片，该滤光片应与紫外成像探测器入光口密封连接，二者之间没有杂散光进入。
[0027](2)探测器部分由紫外成像探测器和长波红外非制冷探测器组成，其中长波红外非制冷探测器与光学系统中的红外光路连接，紫外成像探测器与光学系统中的紫外光路连接。其中:选用可接收外部模拟视频信号对内部信号进行同步且响应波段位于240nm?280nm日盲紫外波段的探测器对紫外光路输入的光信号进行探测，选用640X480的长波红外非制冷探测器对红外光路输入的光信号进行探测。
[0028](3)显控与处理系统主要包括视频分配器、显控与处理电路板、TFT显示屏、控制面板和外扩接口。外扩接口具有如下功能中的至少一种:实现GPS信息的输入、气象参数的输入、图像压缩数据的输出。
[0029]视频分配器将红外探测器输出的模拟视频信号分成两路，一路输入给显控与处理电路板作处理，一路输入给紫外成像探测器的外同步接口，对紫外成像探测器进行外同步，保证两路探测器输出的模拟视频信号在时间上同步。
[0030]显控与处理电路板分别对输入的紫外和红外模拟视频信号进行A/D转换和去噪声等处理，处理后的紫外和红外图像数据一路根据需要进行实时的压缩存储；另一路输入给图像融合处理模块，对输入的紫外和红外图像数据进行图像配准和裁减，满足两路图像进行像素级图像融合的图像大小和分辨力相同的要求，采用典型的小波变换图像融合算法对两路图像进行融合处理。
[0031]根据控制面板的指令要求，将紫外图像、红外图像、紫外与红外两路图像融合后的图像中三种图像的一种在TFT显示屏上进行实时显示；同时根据控制面板的指令要求完成紫外和红外图像的实时压缩存储。
[0032]本仪器的实施过程如下:
[0033]I)设计符合检测需求的光学系统，保证两个光路的光学视场相同。
[0034]2)在紫外光路配置满足“日盲”紫外波段探测要求的深截止紫外滤光片，贴近紫外探测器入光口放置。
[0035]3)选用改进的具有外同步功能的日盲型紫外ICCD对紫外光路输入的光信号进行探测，同时选用高性能的长波红外非制冷探测器对红外光路输入的光信号进行探测。
[0036]4)利用视频分配器将红外探测器输出的模拟视频信号分成两路，一路输入给显控与处理电路板作处理，一路输入给紫外ICXD的外同步接口，对紫外ICXD进行外同步，保证两路探测器输出的模拟视频信号在时间上同步；
[0037]5)显控与处理电路板分别对输入的紫外和红外模拟视频信号进行A/D转换和去噪声等处理。
[0038]6)处理后的紫外和红外图像数据一路根据需要进行实时的压缩存储，一路输入给图像融合处理模块。
[0039]7)图像融合处理模块对输入的紫外和红外图像数据进行图像配准和裁减，满足两路图像进行像素级图像融合的要求，采用相应的融合算法对两路图像进行融合处理。
[0040]8)控制电路模块根据控制面板的指令要求，将紫外或红外图像的一路或两路图像的融合图像在TFT显示屏上进行实时显示。
[0041]9)控制电路模块同时根据控制面板的指令要求完成紫外和红外图像的实时压缩存储。
[0042]10)利用显控与处理电路板的外扩接口，可以实现GPS信息的输入，温度和湿度等气象参数的输入，图像压缩数据的输出等。
【权利要求】
1.一种红外与紫外双路成像电力检测仪，其特征在于: 包括光学系统、探测器和显控与处理系统三部分； (1)光学系统分为红外和紫外两个独立光路，红外光路依次由红外保护窗和红外镜头连接组成；紫外光路依次由紫外保护窗、紫外镜头和紫外滤光片连接组成；通过采用相同的视场设计参数保证两个光路的光学视场相同； (2)探测器部分由紫外成像探测器和长波红外非制冷探测器组成，其中长波红外非制冷探测器与光学系统中的红外光路连接，紫外成像探测器与光学系统中的紫外光路连接； (3)显控与处理系统主要包括视频分配器、显控与处理电路板、TFT显示屏、控制面板和外扩接口 ； 视频分配器将红外探测器输出的模拟视频信号分成两路，一路输入给显控与处理电路板作处理，一路输入给紫外成像探测器的外同步接口，对紫外成像探测器进行外同步，保证两路探测器输出的模拟视频信号在时间上同步； 显控与处理电路板分别对输入的紫外和红外模拟视频信号进行A/D转换和去噪声等处理，处理后的紫外和红外图像数据一路根据需要进行实时的压缩存储；另一路输入给图像融合处理模块，对输入的紫外和红外图像数据进行图像配准和裁减，满足两路图像进行像素级图像融合的图像大小和分辨力相同的要求，采用典型的小波变换图像融合算法对两路图像进行融合处理； 根据控制面板的指令要求，将紫外图像、红外图像、紫外与红外两路图像融合后的图像中三种图像的一种在TFT显示屏上进行实时显示；同时根据控制面板的指令要求完成紫外和红外图像的实时压缩存储。
2.如权利要求1所述的一种红外与紫外双路成像电力检测仪，其特征在于:紫外滤光片为满足240nm?280nm日盲紫外波段探测要求且对大于280nm波段的截止深度高于10_8的深截止紫外滤光片，该滤光片应与紫外成像探测器入光口密封连接，二者之间没有杂散光进入。
3.如权利要求2所述的一种红外与紫外双路成像电力检测仪，其特征在于:选用可接收外部模拟视频信号对内部信号进行同步且响应波段位于240nm?280nm日盲紫外波段的探测器对紫外光路输入的光信号进行探测，选用640X480的长波红外非制冷探测器对红外光路输入的光信号进行探测。
4.如权利要求1所述的一种红外与紫外双路成像电力检测仪，其特征在于:外扩接口具有如下功能中的至少一种:实现GPS信息的输入、气象参数的输入、图像压缩数据的输出。
【文档编号】G01R31/08GK104459457SQ201310459773
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2013年9月25日 优先权日:2013年9月25日
【发明者】宋亚军, 刘家国, 曾克思, 李飞 申请人:北京环境特性研究所