专利名称：电度表计测误差监测仪的制作方法
技术领域：
本发明属于监测电度表计测误差的装置。
现有监测电度表计测误差的装置均采用白炽灯、LED发光二极管、红外发光二极管、紫外线灯等为照明电度表的光源。电度表的散射光由光电接收器接收并转变成电信号，经放大器和整形电路以后由微机进行数据处理并直接显示或打印出被监测电度表的百分比误差。这些装置中的光源发光强度小致使电度表的散射光很弱，因而不易被探测。当电度表的散射面不光滑时，譬如有微小的毛疵或凹凸不平等毛病则易引起假信号而造成错误检测。此外，还易受背景光的干扰。若为不可见光，则调整和操作均不方便。光电接收器距离被监测的电度表很近，而离信号处理系统很远，因而信号传输的线路很长，易受外界电磁干扰引起较大的测量误差。光源和光电接收器连同各自的聚焦透镜均安装在同一个调节架上(通常称此为光电头)，其中照明方向和探测方向按照不同的检测对象需构成某一合适的角度才能获得较大的信号，操作时需仔细调整很不方便，又很难实现同时监测多只电度表。
本发明的目的是针对上述问题设计一种检测精度高、操作方便，同时能监测多只电度表的监测装置。
本发明方案是以激光器为光源，用光学纤维传输激光至电度表和传输电度表的散射光至对应的光电接收器;将现有技术中由光源和光电接收器以及相应的聚焦透镜组成的光电头从中取出光源和光电接收器，令其安放在其它合适的位置而改成由照明和探测光学纤维组成的一段光缆和一只聚焦透镜组成的光纤探测头;在同一根U形支承杆上安装多个光纤探测头以实现同时监测多只电度表的目的。
本发明的具体结构装置说明如下激光器采用氦-氖激光器(1)，耦合透镜(2)将此激光束耦合入照明光学纤维束的输入端(4)。照明光学纤维束包括若干路传输路径不同的光学纤维束(a、b、c…)。光束耦合透镜(2)和照明光学纤维束的输入端(4)均固定在三维调节架上，并称此为光束耦合器(3)。通过三维调节架可调节光束耦合器(3)与激光束的相对位置以最大限度的将激光能量耦合入照明光学纤维。
每一路照明光学纤维束(a、b、c…)的输出端均置有聚焦透镜(6)，各路照明光学纤维束传输激光束至输出端经由聚焦透镜(6)将激光束聚焦在被检测电度表(5)的转动盘的外圆周面上以照明电度表(5)的被检测部分。各路照明光学纤维束可含有数量相等或不相等的若干根细光学纤维以使传输各路照明的激光能量近似相等。照明光学纤维束的路数与所能检测的电度表(5)的数目相等。照明光学纤维束所经过的路径可根据激光器(1)和电度表(5)所在的位置以及检测台上其它工件的布置的需要进行选取，以方便安装和操作为前提条件。
电度表(5)的散射光仍由聚焦透镜(6)输入相应的探测光学纤维束(a′、b′、c′…)。探测光学纤维束的一端是由各电度表散射光信号的输入端，它与各相应照明光学纤维束的输出端固定在一起，另一端是信号输出端，它分别安装有光电接收器(10)，以检测相应电度表(5)的计测误差。各路探测光学纤维束(a′、b′、c′…)可含有数量相等或不相等的若干根细光学纤维以使传递给光电接收器(11)的信号强度近似相等。探测光学纤维束所经过的路径可根据电度表(5)和光电接收器(10)所在的位置以及检测台上其它工件的布置的需要进行选取，以方便安装和操作。
各路探测光学纤维束分别传输相应电度表(5)的散射光信号至相应的光电接收器(10)转变成电信号以后均送入放大器和整形电路经微机进行数据处理而直接显示或打印出电度表的计测误差百分比。
为获得电度表(5)计测误差的百分比，在电度表转动盘的外圆周面上做有能吸收激光能量的一条细线，故照明光遇此线时能使散射光消失，此时，对应的光电接收器(10)产生一个脉冲信号，当电度表的转动盘转动一定的时间后即可由脉冲信号的数目通过数据处理系统计算出电度表(5)的计测误差，所有计算和显示均由微机完成。
竦米既返恼彰魑恢煤捅阌谧靶兜缍缺恚痉⒚髦猩柚糜泄庀颂讲馔罚 )，其中聚焦透镜(6)及各相应的照明和探测光学纤维束的端部均固定在一个三维调节架上，光纤探测头(7)的数目与电度表(5)的数目一致。所有的光纤探测头(7)均分别安装在各对应的电度表(7)之前并固定在一个U形支承杆(8)上。该支承杆通过铰链与固定在电度表检测台板(9)上的固定座(11)相连接。当推或拉支承杆时，可带动光纤探测头(7)一起转上或转下以便装卸电度表(5)于检测台板(9)上。
本发明的优点在于光源的亮度高，由电度表散射的激光强度大，又由于光学纤维传输激光，因而大大减小了背景光的干扰和消除了假信号的产生。光电接收器靠近信号处理系统，缩短了电信号传输的线路因而排除了外界电磁干扰，所以本发明的检测精度高和数据可靠。又由于用光学纤维传输激光可使光源和光电接收器安装于任何合适的位置，而不与探测头在一块，因而使探测头的体积大大缩小，便于在同一根支承杆上安装数只探测头以便于同时监测多只电度表，使操作方便和生产效率大大提高。
图1是本发明装置示意图。图中1-氦-氖激光器;2-耦合透镜;3-光束耦合器;4-照明光学纤维束的输入端;5-电度表;6-聚焦透镜;7-光纤探测头;8-U形空心支承杆;9-悬挂电度表的检测台板;10-光电接收器;11-U形支承杆的固定座;
图2是本发明的侧视图，表示固定座(11)与U形支承杆(8)之间的装配关系，也表明了光学纤维在检测台板(9)的前与后连接情况。图中12-支承杆的定位销;13-检测台的水平台面;14-微机。
图3是本发明的光学纤维部分说明图。(a、b、c，……h)-表示传输路径不同的八路照明光学纤维束;(a′，b′，c′，……h′)-表示传输路径不同的八路探测光学纤维束。
参照
实施例氦-氖激光器(1)的输出功率约为2毫瓦，激光束的直径约为1毫米，光束耦合器(3)中透镜的焦距为15毫米，照明光学纤维束输入端(4)的总直径为2毫米，光束耦合器(3)和氦-氖激光器(1)均固定在悬挂电度表的台板(9)的背后，U形支承杆(8)是空心的。照明光学纤维在U形支承杆的固定座(11)的旁边穿出台板(9)，经过固定座(11)的旁边穿入支承杆(8)的横梁，每到一个光纤探测头(7)的地方就分出一路光学纤维束使其进入探测头的三维调节架並被固定在三维调节架上使其能随着调节架的移动而移动以达到调准照明位置的目的。本实施例共分出八路照明光学纤维束(a、b、c、…h)，因而能同时检测八只电度表(5)。将电度表(5)安装于台板(9)上被检的位置时，用手向上推U形支承杆(8)使其停于电度表(5)的上部以便于装卸电度表的操作。当电度表(5)安放完毕时，用手向下拉U形支承杆(8)，当支承杆(8)与其固定座(11)上的定位销相遇时即为光纤维测头(7)检测电度表(5)的准确工作位置。由于每次安放电度表(5)于垂直台板(9)的重复精度很低，有时需利用光纤维探测头(7)的调整螺栓进行位置的微调整使其达到照明准确的位置。电度表(5)的散射光经由聚焦透镜(6)聚焦于原照明光学纤维束的输出端面，即激光的输入光斑的面积比该端面的面积大得多，本实施例中原来输入的光斑直径约为0.25毫米，散射光斑的聚焦点直径约为1毫米，因此将探测光学纤维束的输入端面布置在照明光学纤维束输出端面的周围成环形。探测光学纤维(a′、b′、c′…)经由相应的探测头(7)三维调节架进入U字形支承杆(8)内，在支承杆的另一端穿出(刚好与照明光学纤维束的输入端对称)，最后到达光电接收器(10)变成电信号以后送入信号处理系统进行信号处理。本实施例的信号处理系统基本上是由放大和整形电路和微机所组成。
权利要求
1.电度表计测误差监测仪，是由光源发光照明电度表的检测部位，把电度表的散射光通过光电接收器接收并转变成电信号经放大器和整形电路以后由微机进行数据处理，并直接显示或打印出被监测电度表的百分比误差，本发明的特征是光源采用激光器1，通过光束耦合器3最大限度的将激光束耦合入由多路组成的照明光学纤维束(a、b、c…)的输入端4，使同时分别照明多只电度表5的被检测部位，再把各只电度表5的散射光通过相应的光纤探测头7中的聚焦透镜6，和相应的探测光学纤维束(a′、b′、c′…)传输至各对应的光电接收器10。
2.按权利要求1所述的监测仪，其特征是所有的光纤探测头7，分别安装在凵形支承杆8之上，该支承杆通过铰链与固定在检测台板9上的固定座11相连结，光纤探头7的聚焦透镜6及各相应的照明和探测光学纤维束的端部均固定在一个三维调节架上，光纤探测头7的数目与电度表5的数目一致。
3.按权利要求1所述的监测仪，其特征是所述的多路照明光学纤维(a、b、c…)的输入端4与耦合透镜2一起固定在三维调节架上，构成光束耦合器，照明光学纤维传输路数应与同时被监测的电度表5的数目一致，各路照明光学纤维束(a、b、c…)的传输路径长度均不相等，可按激光器1和电度表5所在位置以及监测台上其它工件布置的需要选取，但各路光学纤维束可含有数量相等或不相等的若干根细光学纤维，以要求所传输的激光能量近似相等的原则进行匹配。
4.按权利要求1所述的监测仪，其特征是各路探测光学纤维束(a′、b′、c′…)所经过的路径长度，可根据电度表5和光电接收器10所在的位置以及检测台上其它工件布置的需要进行选取，每路可包含数量相等或不相等的若干根细光学纤维，其匹配原则是使传递给光电接收器10的信号强度近似相等。
5.按权利要求1、2、3、4所述的检测仪，其特征是U形支承杆8为空心结构，照明和探测光学纤维束通入其内，每到一个光纤探测头7处就分出一路照明和探测光学纤维束。
全文摘要
电度表计测误差监测仪，含有氦—氖激光器，光束耦合透镜，照明和探测光学纤维，光纤探测头，U形支承杆，光电接收器和信号处理系统。光学纤维传输激光照明电度表并传输电度表的散射光至光电接收器，因而减少了背景光和外界电磁干扰，光纤探测头的体积很小，便于安装多只探测头于同一根U形支承杆上，能同时监测多只电度表。是一种检测精度高，操作方便，能同时检测多只电度表的监测装置。
文档编号G01R35/04GK1031281SQ8710579
公开日1989年2月22日 申请日期1987年8月21日 优先权日1987年8月21日
发明者陈文斌, 施柏煊, 黄学玻, 魏子清 申请人:浙江大学