用于对红外传导光纤出口端子阵列进行扫描的红外探测器系统的制作方法

本发明涉及红外探测器系统，具体为一种用于对红外传导光纤出口端子阵列进行扫描的红外探测器系统。

背景技术：

红外诊断技术对电气设备的早期故障缺陷及绝缘性能做出可靠的预测，使传统电气设备的预防性试验维修提高到预知状态检修，这也是现代电力企业发展的方向。特别是随着大机组、超高电压的发展，目前对关系到电网稳定的电力系统的可靠运行提出了越来越高的要求。红外诊断技术的应用对提高电气设备的可靠性与有效性，提高运行经济效益，降低维修成本有很重要的意义。

如图1所示，现有的一种电气设备故障发热点红外探头阵列，其主要通过在变电站电气设备安装场地内布置红外探头阵列#p01-#p012，使得每台需监测设备#e01-#e06的周围都安装有红外探头，以检测是否存在电气设备故障发热点。图1中#e01为故障发热设备，#e02-#e06为正常运行设备，箭头表示故障发热设备至红外探头阵列的红外线。红外探头阵列所得红外线光信号经红外传导光纤传导至红外探测器处，使用红外探测器对红外传导光纤出口端子构成的阵列进行扫描，以获取电气设备故障发热点数据并进行计算，根据计算结果判断是否存在设备发热点并得到发热点所在位置。

若采用多个红外探测器构成红外探测器阵列对红外传导光纤出口端子阵列进行扫描，速度会比较快，但由于每个红外传导光纤出口端子都对应一个红外探测器，需要的红外探测器数量较多，成本较高；而且每个红外探测器需要配套独立的放大器，有可能由于各路红外探测器、放大器之间的性能参数存在差异，导致依据各路光纤信号计算所得数据被引入元件参数误差。此外，由于红外测温是非接触式的，存在很多因素使得被测目标的温度测量值与实际值之间产生偏差，例如发射率、反射率、环境因素等，从而使得对变电站内电气设备故障发热点的确定存在一定困难。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服上述不足以提供一种用于对红外传导光纤出口端子阵列进行扫描的红外探测器系统，其最少可只用一个红外探测器获取红外传导光纤出口端子阵列输出的红外信号，从而尽量降低成本，同时避免引入元器件性能参数差异导致的系统误差。

基于上述目的，本发明提供了一种用于对红外传导光纤出口端子阵列进行扫描的红外探测器系统，其包括：

固定板架，其设于红外传导光纤出口端子处；

纵向导轨，其设于所述固定板架上；

横向支架，其延伸方向与纵向导轨的延伸方向垂直，且与所述纵向导轨可滑动连接；

红外探测器，其设于所述横向支架上，并被设置为可沿横向支架移动；

横向驱动装置，其与所述红外探测器连接，以驱动红外探测器沿横向支架移动；

纵向驱动装置，其与所述横向支架连接，以驱动横向支架沿着所述纵向导轨移动。

本发明所述的用于对红外传导光纤出口端子阵列进行扫描的红外探测器系统，其通过所述红外探测器获取红外传导光纤出口端子阵列中与其位置相对应的红外传导光纤出口端子输出的红外信号，其中所述红外探测器可被驱动沿所述横向支架移动，同时所述横向支架可被驱动沿着所述纵向导轨纵向滑动，从而使得所述红外探测器可被驱动在由横向移动宽度和纵向滑动高度确定的扫描范围内进行扫描，以获取任一红外传导光纤出口端子输出的红外信号，因而最少可只用一个红外探测器即可获取红外传导光纤出口端子阵列输出的红外信号，从而尽量降低了成本，同时避免引入元器件性能参数差异导致的系统误差。本发明中，通过纵向导轨和横向支架的长度和位置确定红外探测器的扫描范围和扫描位置。

本发明所述的用于对红外传导光纤出口端子阵列进行扫描的红外探测器系统可用于电气设备尤其是变电站中的电气设备的故障红外诊断中对红外传导光纤出口端子阵列进行扫描以获取其输出的红外信号，并通过红外探测器转换为电信号，该电信号可以经过后续放大电路和补偿电路处理后，将所得数据经数据接口输入计算机进行运算，根据运算结果判断电气设备尤其是变电站中的电气设备是否存在故障发热点。

进一步地，本发明所述的红外探测器系统中，所述红外探测器的探测端设有红外滤波镜片。

上述方案中，所述红外滤波镜片使得红外探测器只能获取某一波段范围内的红外信号，从而起到滤除一部分环境噪声，降低系统误差的作用。

更进一步地，上述红外探测器系统中，所述红外滤波镜片使得红外探测器获取80-105℃温度范围对应的红外信号。

上述方案中，80-105℃温度范围对应的红外信号对应的红外线波长约为8.2μm-7.66μm。

进一步地，本发明所述的红外探测器系统中，所述红外探测器的数量为一个。

进一步地，本发明所述或上述任一红外探测器系统中，所述横向驱动装置包括：

横向步进电机；

第一齿轮，其与所述横向步进电机连接，所述横向支架被设置为包括与第一齿轮啮合连接的横向齿条。

上述方案中，所述横向步进电机可驱动所述第一齿轮转动，该转动通过所述啮合连接带动所述横向步进电机和第一齿轮在所述横向齿条上移动，所述红外探测器可被设置在所述横向步进电机上。所述第一齿轮通常是变速齿轮。

进一步地，本发明所述或上述任一红外探测器系统中，所述纵向驱动装置包括：

纵向步进电机；

第二齿轮，其与纵向步进电机连接；

纵向齿条，其与所述第二齿轮啮合连接，所述第二齿轮在纵向步进电机的驱动下在纵向方向上与纵向齿条发生相对移动，所述横向支架与第二齿轮和/或纵向步进电机连接。

上述方案中，通常所述纵向齿条的两端固定在所述固定板架上。所述横向支架与第二齿轮连接时所述第二齿轮可以沿着其周向方向转动，例如可以在所述横向支架上设置一轴承，将所述第二齿轮的轴设置在该轴承内。所述横向支架与纵向步进电机连接时所述第二齿轮可以沿着其周向方向转动，例如可以在所述纵向步进电机上设置一轴承，将所述第二齿轮的轴设置在该轴承内。所述第二齿轮通常是变速齿轮。

进一步地，本发明所述或上述任一红外探测器系统中，还包括控制器，其与所述横向驱动装置和纵向驱动装置分别连接。

上述方案中，所述控制器可以是可编程逻辑控制器或者是单片机，用于控制所述红外探测器的扫描位置。

进一步地，本发明所述或上述任一红外探测器系统中，所述横向支架的两端分别设有套筒，所述套筒套设于所述纵向导轨上。

上述方案中，所述套筒可在所述纵向导轨上纵向滑动。

进一步地，本发明所述或上述任一红外探测器系统中，所述红外探测器的输出端与放大电路连接。

上述方案中，所述红外探测器的输出信号通常比较小，因此需要通过放大电路放大。

更进一步地，上述红外探测器系统中，所述放大电路与补偿电路连接。

上述方案中，通过补偿电路增加电路稳定性。

本发明所述的用于对红外传导光纤出口端子阵列进行扫描的红外探测器系统，具有以下优点：

1)最少可只用一个红外探测器，从而尽量降低成本，同时避免引入元器件性能参数差异导致的系统误差。

2)红外滤波镜片使得红外探测器只能获取某一波段范围内的红外信号，从而滤除一部分环境噪声，降低系统误差。

附图说明

图1为现有的一种电气设备故障发热点红外探头阵列。

图2为本发明所述的用于对红外传导光纤出口端子阵列进行扫描的红外探测器系统在一种实施方式下的结构示意图。

图3为图2中的横向步进电机连接结构示意图。

图4为图2中的红外探测器的扫描位置控制原理框图。

具体实施方式

下面结合说明书附图及实施例进一步说明本发明所述的技术方案。

图2示意了本实施例的用于对红外传导光纤出口端子阵列进行扫描的红外探测器系统的结构，图3示意了图2中的横向步进电机连接结构。

如图2所示，结合参考图3，本实施例的红外探测器系统包括：固定板架1、纵向导轨2、横向支架3、横向驱动装置8、红外探测器4、纵向驱动装置6以及控制器7，其中：

固定板架1设于红外传导光纤出口端子t处，该红外传导光纤出口端子t共32个形成红外传导光纤出口端子阵列，固定板架1在每个红外传导光纤出口端子t的位置相应地开设有孔a；

纵向导轨2设于固定板架1上，左右各一根；

横向驱动装置8包括横向步进电机5以及与横向步进电机5连接的作为第一齿轮的变速齿轮51。横向支架3的延伸方向与纵向导轨2的延伸方向垂直，横向支架3包括与变速齿轮51啮合连接的横向齿条31和横向固定杆32，其中横向齿条31和横向固定杆32具有可以容纳横向步进电机5的间距，横向齿条31位于靠近固定板架1的一侧。横向齿条31和横向固定杆32的两端相互连接并且分别设有套筒33，该套筒33套设于纵向导轨2上，使得横向支架3与纵向导轨2可滑动连接。

红外探测器4设于横向步进电机5上，横向步进电机5通过变速齿轮51与横向齿条31可滑动连接，并且横向步进电机5可驱动变速齿轮51转动，该转动通过啮合连接带动横向步进电机5和变速齿轮51在横向齿条31上移动，以带动红外探测器4沿着横向齿条31移动，从而控制红外探测器4的横向扫描位置。横向步进电机5和红外探测器4分别位于横向齿条31的两侧，其中横向步进电机5位于横向齿条31和横向固定杆32之间。红外探测器4的探测端设有红外滤波镜片41。红外滤波镜片41使得红外探测器4获取80-105℃温度范围对应的红外信号。红外探测器4的输出端通过柔性电缆44与放大电路42连接。放大电路42与补偿电路43连接。

纵向驱动装置6包括：纵向步进电机61；作为第二齿轮的变速齿轮62，其与纵向步进电机61啮合连接；纵向齿条63，其与变速齿轮62啮合连接，变速齿轮62在纵向步进电机61的驱动下在纵向方向上与纵向齿条63发生相对移动，横向固定杆32与变速齿轮62和纵向步进电机61连接。其中，纵向齿条63的两端固定在固定板架1上。横向固定杆32与变速齿轮62连接是通过在横向固定杆32上设置一轴承，将变速齿轮62的轴设置在该轴承内，使得变速齿轮62可以沿着其周向方向转动。纵向步进电机61可驱动变速齿轮62转动，从而通过变速齿轮62与纵向齿条63的啮合带动横向固定杆32连同横向齿条31沿着纵向导轨2纵向移动，以控制红外探测器4的纵向扫描位置。

控制器7为可编程逻辑控制器，其与横向步进电机5和纵向步进电机61分别连接，以分别通过控制横向步进电机5和纵向步进电机61控制红外探测器4的横向扫描位置和纵向扫描位置。

图4示意了图2中的红外探测器的扫描位置控制原理。

结合参考图2-图4，本实施例的红外探测器系统可用于变电站中的电气设备的故障红外诊断，使用时，将固定板架1设于变电站中的电气设备的故障红外诊断中的红外传导光纤出口端子t处，该红外传导光纤出口端子t共32个形成红外传导光纤出口端子阵列，固定板架1在每个红外传导光纤出口端子t的位置相应地开设有孔a。将补偿电路43的输出和控制器7的输入分别与计算机连接。计算机通过控制器7控制横向步进电机5和纵向步进电机61分别驱动红外探测器4的横向扫描位置和纵向扫描位置。红外探测器4的横向扫描位置和纵向扫描位置的反馈环基于横向步进电机5和纵向步进电机61中的编码器实现。本实施例的应用通过在变电站中的电气设备的故障红外诊断中对红外传导光纤出口端子阵列进行扫描以获取其输出的红外信号，并通过红外探测器4转换为电信号，该电信号经过后续放大电路42和补偿电路43处理后，将所得数据经数据接口输入计算机进行运算，根据运算结果判断变电站中的电气设备是否存在故障发热点。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。