专利名称：一种紫外检测用的袖珍型人工气候箱的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种紫外检测用的袖珍型人工气候箱，属于遥感巡检输电线路设
备的新技术领域。
背景技术：
我国已经开始建设交流特高压输电线路，到2020年前后，它将成为国内电力系 统的主要骨干网架。特高压输电线路具有电压高、铁塔高、线路长、绝缘子串长、绝缘子 片数多、沿线地理环境复杂、安全运行的可靠性要求高等许多特点。例如铁塔高度达到 (46-60)m、绝缘子串长度达到(9. 6-16. 0)m、每串绝缘子片数达到(48-82)片；因而，现有传 统的定期检查与维护方法已不再能适用于特高压输电线路。 为了解决这个问题，提出了以[红外检测-紫外检测-直升飞机]为核心、并以电 脑和机器人技术相配合、组成一个遥感巡检新技术系统的构想，有望成为实现特高压输电 线路巡检现代化的理想工具。它们能够进行快速巡检输电线路设备的各种缺陷与故障点， 为及时维修提供有效的依据。 和其它的架空输电线路相同，特高压线路的设备同样可以分为绝缘子、导线、金 具与杆塔四大类。这些设备可能产生的缺陷与故障，可以归结为机械、电气、绝缘、通道与 其他五大类；由此可知，特高压输电线路设备的缺陷种类繁多。为了确保运行的安全，巡检 工作量是相当大的。 紫外检测是一种新的检测技术，可以灵敏地发现设备异常放电的初期故障，它具 有许多优点，并且可以实现在线状态监测的目标，从本质上改变以往传统的定期检测方式， 实现安全、准确、快速、高效地掌握运行中特高压输电线路设备的健康状况，大量减少运行 维护的人力、物力和时间，大大减轻劳动强度；当与直升飞机结合时，可以轻易地解决由于 山区、林区与沼泽等地理环境所带来的困难因素。因而，这个巡检新技术，具有很大的技术 经济意义和社会意义，在我国特高压电网中将具有非常广阔的应用前景。 但是紫外检测技术又具有许多弱点容易受到许多因素的影响，例如检测距离、 大气湿度、气温、气压、电压、被检测物的辐射率、背景干扰等。为此，需要把这些因素的影响 进行量化的研究，其中，特别是检测距离，对于特高压输电线路来说，需要考虑(50-100)m。 这是特高压基地中已有的人工气候室所无法满足的，并且，其使用代价也是相当昂贵。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种紫外检测用的袖珍型人工气候箱，可以满足 (50-100)m的长距离试验、试验时消耗少、试验速度快。并为今后在不同气象条件下进行长 距离快速试验开创了一条新的道路。 本实用新型的技术方案是一种紫外检测用的袖珍型人工气候箱，包括人工气候 调控发生器，其中的气候参数控制反馈系统分别与调节气候发生器、调节气候循环器相连； 其特征在于还包括紫外袖珍型人工气候箱本体、反射镜位置控制器和软件系统，软件系统包括工况控制系统与休眠维护系统；软件系统分别连接人工气候调控发生器和反射镜位置 控制器，反射镜位置控制器连接至人工气候箱本体中紫外反射镜支架；人工气候调控发生 器中的调节气候发生器、调节气候循环器与人工气候箱本体的进口与出口相连； 紫外袖珍型人工气候箱本体为多层支架结构，每层支架由多根串联的管道组成； 除了管道的入射端和出射端，每一层中相邻两管交接处都设有紫外反射镜；在前一层的出 射管端部与下一层的入射管端部设置一对紫外反射镜；紫外反射镜固定在可旋转支架上； 可旋转支架尾部设有紫外高透玻璃，第一层的入射管以及最后一层的出射管端部也设有紫 外高透玻璃。 如上所述的紫外检测用的袖珍型人工气候箱，其特征在于紫外反射镜的设计是 要求对240nm 280nm波长范围紫外光的反射率为大于60X。 如上所述的紫外检测用的袖珍型人工气候箱，其特征在于紫外反射镜的设计是 要求对240nm 280nm波长范围紫外光的反射率为大于99. 5% 。 如上所述的紫外检测用的袖珍型人工气候箱，其特征在于紫外玻璃的设计是要 求对240nm 280nm波长范围紫外光透过率为大于60X。 如上所述的紫外检测用的袖珍型人工气候箱，其特征在于紫外玻璃的设计是要 求对240nm 280nm波长范围紫外光透过率为大于96X。 如上所述的紫外检测用的袖珍型人工气候箱，其特征在于使用可控机电结构移 动紫外反射镜，可以旋转或抽插。 本实用新型的有益效果是本实用新型是一种全新设计思想的袖珍型人工气候 室，以反射折叠的形式、达到大幅度縮小气候室外形尺寸并减少空间占用体积的人工气候 箱；利用多次反射的原理，实现以小距离进行对长距离目标检测的特殊试验。建设成本低、 可以满足(50-100)m的长距离试验、试验时的能量消耗少、试验速度快(调整不同气象参数 后所需要的稳定时间很短)。本实用新型可为今后在不同气象条件下进行长距离、快速试验 开创了一条新的道路。
图1为本实用新型实施例整体结构示意图。 图2. 1为本实用新型实施例人工气候箱本体第一层紫外反射镜光路结构示意图。 图2. 2为本实用新型实施例人工气候箱本体第二层紫外反射镜光路结构示意图。 图2. 3为本实用新型实施例人工气候箱本体第三层紫外反射镜光路结构示意图。 图2. 4为本实用新型实施例人工气候箱本体第一、二层层间紫外反射镜光路结构 示意图。 图3为本实用新型实施例紫外反射镜结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明。
图1中标记的说明l-人工气候箱本体，2-人工气候调控发生器，3-反射镜位置
控制器，4-软件系统，5-工况控制系统与休眠维护系统，6-反射镜组态控制系统。 图2. 1中标记的说明:7-入射窗，8. 1、8. 2、8. 3、8. 4-观测窗，Al、A2、Bl、B2-管。[0025] 图2. 2中标记的说明8. 5、8. 6、8. 7、8. 8-观测窗，A3、A4、B3、B4-管。 图2. 3中标记的说明8. 9、8. 10、8. 11-观测窗，A5、 A6、 B5-管。 图3中标记的说明9-紫外高透玻璃，10-紫外反射镜，11-支架，12-驱动电机。 图1为本实用新型实施例整体结构示意图，本实用新型实施例包括紫外袖珍型人 工气候箱本体1、人工气候调控发生器2、反射镜位置控制器3和软件系统4，软件系统4分 别连接人工气候调控发生器2和反射镜位置控制器3 ;反射镜位置控制器3连接至人工气 候箱本体1中紫外反射镜支架11 ; 软件系统4分为工况控制系统与休眠维护系统5和反射镜组态控制系统6 ;人工 气候调控发生器2包含气候参数控制反馈系统、调节气候发生器和调节气候循环器三部 分，调节气候发生器、调节气候循环器与人工气候箱本体1的进口、出口相连，气候参数控 制反馈系统与调节气候发生器、调节气候循环器相连； 紫外袖珍型人工气候箱本体1为多层支架结构，每层支架由多根串联的管道组 成；除开管的入射端和出射端，每一层中相邻两管交接处都设有紫外反射镜10 ;在前一层 的出射管端部与下一层的入射管端部设置一对紫外反射镜10 ;紫外反射镜10固定在可旋 转支架11上；可旋转支架11尾部设有紫外高透玻璃9，第一层的入射管以及最后一层的出 射管端部也设有紫外高透玻璃9。 紫外反射镜10的设计是要求对240nm 280nm波长范围紫外光的反射率至少大 于60% ，要达到良好效果建议达到99. 5%以上。紫外高透玻璃9的设计是要求对240nm 280nm波长范围紫外光透过率至少大于60% ，要达到良好效果建议达到96%以上。使用可 控机电结构移动紫外反射镜io，可以旋转或抽插。 具体结构实施例如下 (1)紫外袖珍型人工气候箱本体1 人工气候箱本体l可以根据实际的测试需要，灵活地调整组合方式。如在一 种特定的观测距离设定下，人工气候箱本体1可为三层支架结构、每层支架由截面为 10cn^lOcm、长度分别为3m与2m的矩形管各两根组成，最后一层只设两根3m管A5、A6和一 根2m管B5，总共有六根3m与五根2m的矩形管，标号分别为A1，A2，…，A6与B1，B2，…， B5。 图2. 1-2. 4为本实用新型实施例人工气候箱本体各层紫外反射镜光路结构示意 图。各管交替正交串联后的光路为放电一Al —Bl—A2 —B2 —B4 —A4 —B3 —A3 —A5 —B5 — A6 —紫外检测仪器，参见图2. 1-2. 4，其中斜线框表示紫外反射镜10位置。 除开管的入射端和出射端，每一层中相邻两管交接处都设有一块10cm*14cm的紫 外反射镜10，该紫外反射镜10与两管轴线相交均为45度，以保证在同一层中光线按照4根 管的轴线方向前进。层与层之间，在前一层的出射管以及下一层的入射管端部设置一对额 外的紫外反射镜10，以保证一层的光线能够进入另一层的光路中。紫外反射镜10分别固 定在指定位置的支架11上。同层相邻管交接处的紫外反射镜10，以及层间光路转移的前 一层出射管端部的紫外反射镜10的支架11均可转动，即可在紫外反射镜10与光路轴线交 45度角位置以及平行位置之间转动，实现光路距离的切换当紫外反射镜10处于45度位 置时，光线会进入下一管道继续前进；当处于平行位置时，光线不再继续反射而从反射式人 工气候箱中出射供观测用。可旋转支架11尾部设有一块紫外高透玻璃9，供光线的出射观测以及气候箱的密闭之用。第一层的入射管以及最后一层的出射管端部也设有紫外高透玻 璃9。附图2. l-2.4中双线以及双线框所示即为入射窗以及观测窗口的位置，观测顺序观测 窗根据分别标记为观测窗8. 1至8. 11。 在上述结构的人工气候箱本体1中，箱内光路总距离为28m，放电点设置在距第一 层入射管端部外2m处，即可以观察的最大距离为30m，观测窗8. 1至8. 11对应的观测距离 为5m、7m、10m、12m、14m、17m、19m、22m、25m、27m及30m。 (2)人工气候调控发生器2和配套的电脑软件系统4 人工气候调控发生器2可以提供不同要求的气象参数(湿度、温度、气压等)，包 含a)气候参数控制反馈系统、b)调节气候发生器和c)调节气候循环器三部分。气候参数 控制反馈系统可以设定待控制的气象参数，并通过传感器反馈至调节气候发生器和调节气 候循环器的工作状态。调节气候发生器可以产生不同温度、湿度和气压的气体，用于调整人 工气候箱本体1的气象参数。调节气候循环器驱动调节气在人工气候箱本体1内循环，由 人工气候箱本体1上端"进口 "输入，经过依次串联的11根矩形管，再由下端"出口 "输出。 调节气候发生器、调节气候循环器与人工气候箱本体1的进口、出口相连，调节气象参数时 使用气体循环的方式，让人工气候箱本体1内气体与人工气候调控发生器2保持一致，以便 于准确控制。 为了保护人工气候箱本体1内的贵重部件，软件系统4采用工况控制系统与休眠 维护系统5。系统在整个工作全过程中，由电脑按照预先设置的工况控制系统软件程序控 制通过人工气候箱本体1内安装的温度、湿度、气压等传感器，实时调整输入的调节气象 参数以保持箱内的气象参数在设定值要求的范围内。系统不工作时，控制系统自动切换到 休眠维护状态，以使箱内气象条件维持在适合存放的范围内。 应用实施例如下 1、距离试验 进行距离试验时，在第n(n = 1，2，…，11)号观测窗测量时，按照以下步骤进行 (1)安装好信号源和检测仪后测定信号源与输入窗的距离记为L"输出窗与检测 仪之间的距离记为1^。 (2)设定n号输出窗口的紫外反射镜10(如果存在)至附图3中水平位置(定义 状态为"开")，查第n号观测窗对应的光路距离为dn，这时有效测试距离为L = L一《+L2。 (3)完成该距离的试验后，设定n号输出窗口的紫外反射镜10(如果存在)至附图 3中的斜45度方向(定义状态为"合")，以便后续试验。 2、湿度试验 按照上述1中的方法设定好试验距离，并按照下述3中的方法设定好气压参数后， 按以下步骤进行 (1)调整人工气候调控发生器2中气候参数控制反馈系统的湿度参数至指定值。
(2)调整调节气候发生器，使加湿器和干空气混合产生指定湿度的调节气。
(3)开启调节气候发生器和循环器，使调节气开始在紫外袖珍型人工气候箱本体 1内循环。 (4)在气候参数控制反馈系统的湿度传感器示数达到设定值并稳定后(大约需要 几分钟，根据发生器的气体流量和箱体体积确定)，关闭调节气候发生器，保持调节气候循环器工作，然后开始湿度试验。 (5)试验过程中湿度参数可能会发生变化，气候参数控制反馈系统适时开启和关 闭调节气候发生器，保持湿度参数稳定在设定值附近。 (6)试验完成后需要先让箱内的湿度达到紫外反射镜10和支架机电结构存放所 允许的湿度范围。 其中，第(1)至第(5)步由工况控制系统自动完成，第(6)步由休眠维护系统自动 完成。 3、气压试验 按上述1和2的方法设定好试验距离和湿度，设定气候参数控制反馈系统的气压
参数至指定值，借由反馈系统控制抽气机工作，使箱内气压稳定在指定值上。 试验完成后，需要关闭抽气机，并使箱内气压恢复至常压状态。 多次反射后得到的长距离信号与现场的直接长距离信号之间是有差别的，其中紫
外反射镜10的衰减累积起主要作用，所以，本实用新型实施例在选用紫外高透玻璃9和紫
外反射镜10时，要求其透射率和反射率尽可能地高(至少大于60%，要达到良好效果建议
达到96%和99. 5%以上)。两者的差别可由实测的校正曲线进行修正。
权利要求一种紫外检测用的袖珍型人工气候箱，包括人工气候调控发生器，其中的气候参数控制反馈系统分别与调节气候发生器、调节气候循环器相连；其特征在于还包括紫外袖珍型人工气候箱本体、反射镜位置控制器和软件系统，软件系统包括工况控制系统与休眠维护系统；软件系统分别连接人工气候调控发生器和反射镜位置控制器，反射镜位置控制器连接至人工气候箱本体中紫外反射镜支架；人工气候调控发生器中的调节气候发生器、调节气候循环器与人工气候箱本体的进口与出口相连；紫外袖珍型人工气候箱本体为多层支架结构，每层支架由多根串联的管道组成；除了管道的入射端和出射端，每一层中相邻两管交接处都设有紫外反射镜；在前一层的出射管端部与下一层的入射管端部设置一对紫外反射镜；紫外反射镜固定在可旋转支架上；可旋转支架尾部设有紫外高透玻璃，第一层的入射管以及最后一层的出射管端部也设有紫外高透玻璃。
2. 根据权利要求1所述的紫外检测用的袖珍型人工气候箱，其特征在于紫外反射镜 的设计是要求对240nm 280nm波长范围紫外光的反射率为大于60%。
3. 根据权利要求1所述的紫外检测用的袖珍型人工气候箱，其特征在于紫外反射镜 的设计是要求对240nm 280nm波长范围紫外光的反射率为大于99. 5% 。
4. 根据权利要求1所述的紫外检测用的袖珍型人工气候箱，其特征在于紫外玻璃的 设计是要求对240nm 280nm波长范围紫外光透过率为大于60%。
5. 根据权利要求1所述的紫外检测用的袖珍型人工气候箱，其特征在于紫外玻璃的 设计是要求对240nm 280nm波长范围紫外光透过率为大于96% 。
6. 根据权利要求1所述的紫外检测用的袖珍型人工气候箱，其特征在于使用可控机 电结构移动紫外反射镜，可以旋转或抽插。
专利摘要本实用新型提供了一种紫外检测用的袖珍型人工气候箱，包括紫外袖珍型人工气候箱本体、人工气候调控发生器、反射镜位置控制器和软件系统；人工气候箱本体为多层支架结构，每层支架由多根串联的管道组成；除开管的入射端和出射端，每一层中相邻两管交接处都设有紫外反射镜；在前一层的出射管端部以及下一层的入射管端部设置一对紫外反射镜；紫外反射镜固定在可旋转支架上；可旋转支架尾部设有紫外高透玻璃，第一层的入射管以及最后一层的出射管端部也设有紫外高透玻璃。本实用新型利用多次反射的原理，实现以小距离进行对长距离目标检测的特殊试验。建设成本低、试验时消耗少、试验速度快，调整不同气象参数后所需要的稳定时间很短。
文档编号G01R31/08GK201527462SQ20092022799
公开日2010年7月14日 申请日期2009年9月10日 优先权日2009年9月10日
发明者丁一正, 姚涛, 曹晶, 王柯, 王黎明, 邓杰杰, 陈勇 申请人:国网电力科学研究院;清华大学深圳研究生院