专利名称：检测六氟化硫的激光检漏装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电力系统输变电领域中的一种检测六氟化硫(SF6)的激光检漏装 置；特别是用于电力系统中以3&气体为介质的高压电气设备，包括各类型发电厂内的电力 设备，输变电线路，变电站、变压器、断路器、GIS开关、地下输电线路等SF6气体泄漏漏点检 测与精确定位的一种检测SF6的激光检漏装置。
背景技术：
六氟化硫(SF6)电气设备已在国内外得到了广泛的应用，尤其是在电力系统， 应用 量达到了生产总量的95%，由于SF6电气设备制造、安装等质量差异以及材料老化等因素， SF6电气设备中SF6气体泄漏经常发生。SF6气体泄漏降低了电气设备的绝缘和灭弧能力， 给设备的安全运行带来严重隐患，其分解物产生大的有毒物质严重危害着现场工作人员， 同时也加剧了温室效应。根据《GB-T8905-1996SF6电气设备中气体管理和检测导则》以及 《GB11023-89高压开关设备SF6气体密封性试验导则》等行业规程要求，无论是SF6设备安 装投运前还是后期检修维护，检漏试验始终是电力维护工作中的重要内容，因此，寻找一种 能有效解决对SF6电气设备气体泄漏检测的手段，确保设备的正常运行以及维护检修人员 的人身健康安全，成为急需解决的问题。而传统的检测方法(肥皂泡法)因其技术落后，且 实现困难复杂而被工作人员所淘汰，取而代之的放电法检测(通过检测二氧化硫的含量， 间接判断SF6是否泄露)，准确性不高，受环境影响大且经常误告警，使用寿命短；高压电离 法，检测精度较高，但使用寿命仅有500小时且不稳定；声波检测法，检测灵敏度偏低，误告 警多；导体传感器检测，检测精度较低，不稳定，受环境影响大；以上方法只适合于检测环 境中是否存在SF6,以及确定浓度的大�。薹ㄗ既范ㄎ恍孤┑愕奈恢谩F6激光检漏装置作为唯一能够精确定位SF6电气设备漏点的检测工具，在电力行 业中，具有非常宽广的应用前景。目前，国内大多数的厂家是代理国外的类似产品，检测效 果一般，价格太高；仅有一两家能够生产该设备的厂家，但技术上仍然存在较多的缺陷在强阳光的照射下无法正�？孤┑悴檎夜ぷ鳎晃薹ń柚艄庵械暮焱庀呃椿竦们逦某尚Ч�。单眼式观测，容易造成使用人员眼睛疲劳；无纹波抑制图像对比度处理技术，导致输出的图像中存在很多杂散噪波，降低了 检测的精度；单纯的红外技术，无法适用于室内或无阳光情况下对SF6电气设备进行漏点检测。 发明内容为解决以上诸问题，本实用新型提供了一种检测六氟化硫的激光检漏装置，包 括电源单元；接收光源并成像的红外镜头；滤光器，置于所述红外镜头后，并对周围 环境阳光中同等波段光线进行屏蔽处理；成像器，与所述电源单元相连并将形成的检测图像输出；数据处理单元，与所述成像器相连，并将成像器输出的检测图像进行精确处理以输 出检测结果图像。根据本实用新型的实施例，上述光源包括太阳光和/或激光。在上述实施例中，所述激光检漏装置还包括激光器，与所述电源单元相连并由所 述电源单元供电；扩束镜，置于所述激光器前端，使所述激光器发出的激光通过并进行视场 角度调整；红外指示器，与所述电源单元相连并由所述电源单元供电，标示当前状态下激光 光束位置。 该数据处理单元还包括数字图像处理单元，从所述成像器接收检测图像并将其 转换成数字图像；图像对比度处理单元，从所述数字处理单元中接收数字图像，对数字图像 进行对比度处理，以获得对比度分辨率随背景灰度变化的图像；漏点精确定位单元，从所述 图像对比度处理单元接收数字图像，并根据不同图像在同等背景下成像的差异化来精确定 位六氟化硫漏点位置以输出检测结果图像。优选地，所述对比度处理包括基于视觉空间分辨率、时间分辨率、频率分辨率进 行对比度处理。根据本实用新型的实施例，所述激光检漏装置还包括录像机，与所述数据处理单 元相连，以存储检测结果图像；和/或光电视频眼镜，与所述数据处理单元相连，以显示检 测结果图像。所述光电视频眼镜是可拆卸的。根据本实用新型的实施例，所述激光检漏装置还包括与所述数据处理单元相连 的PAL或NTSC制式标准视频输出接口。采用本实用新型的六氟化硫(SF6)漏点检测装置，优点在于使户外检测SF6漏点 从此不再受阳光的影响，任何情况下都可得到类似以在4. 5米处观看48寸宽银幕电影的效 果，使SF6电气设备的漏点查找工作变的轻松、舒服、畅快；并且解决了单纯红外技术不适用 于室内或阴天无太阳光情况下使用的问题，装置在不开激光的情况下仍可借助太阳光中的 红外线来获得清晰的成像效果；屏蔽和减弱了输出的图像中存在杂散噪波，大幅度的提高 了检测精度，使得显示效果犹如数码相机般清晰；漏点定位迅速、精确；在使用该装置进行 SF6电气设备漏点检测时，被检测设备无需停电，随时可进行SF6漏点查找工作，并根据查找 结果有序的开展设备检修工作。并且，本实用新型的检测SF6的激光检漏装置特别适合特别是用于电力系统中以 SF6气体为介质的高压电气设备，包括各类型发电厂内的电力设备，输变电线路，变电站、变 压器、断路器、GIS开关、地下输电线路等SF6气体泄漏漏点检测与精确定位。从而确保设备 的正常运行，维护检修人员的人身健康安全以及避免因设备泄漏而引起的环境污染。应当理解，本实用新型以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性 的，并且旨在为如权利要求所述的本实用新型提供进一步的解释。
包括附图是为提供对本实用新型进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部 分，附图示出了本实用新型的实施例，并与本说明书一起起到解释本实用新型原理的作用。 附图中图1是根据本实用新型一实施例的检测SF6的激光检漏装置原理图。[0022]图2是根据本实用新型一实施例的产品电气装配图。图3是本实用新型的图像处理流程流程图。图4是本实用新型的主控制电路原理图。
具体实施方式
现在将详细参考附图描述本实用新型的实施例。采用本实用新型的检测SF6的激光检漏装置，一般情况下，SF6泄漏检测可以天空 为背景，从红外镜头中接收太阳光源等其他光源来定位较大泄漏的漏点。在室内或无阳光 的情况下，对SF6电气设备可以利用激光进行漏点检测。作为示例，下面的实施例将以开启激光器，接收激光光源为例进行说明。如图1所示，本实用新型的激光成像SF6泄漏定位装置的工作原理是激光器2发 射的激光经调光控制器(未示出)控制后通过扩束镜3，并射向SF6电气设备4，此时激光会 被SF6电气设备4中泄漏出来的SF6气体所吸收，而无SF6泄漏的位置将不发生吸收，通过 反射、衍射或反向散射后由红外镜头接收并成像，随后进入滤光器5，滤光器5首先将周围 环境阳光中同等波段光线进行屏蔽处理后在成像器6中得到初步的图像信息，初步的图像 信息在经过数据处理单元7的数字图像处理、图像对比度处理和漏点精确定位。作为示例， 经处理后的图像信息可以在光电视频眼镜8中反馈出来，也可以同时将输出的图像信息直 接通过标准视频接口存储于录像机9中，存储与录像机9中的相关视频可由用户连接到计 算机10上，进行观察。本领域的技术人员可以理解，其他任何显示设备或存储设备中可以 代替本实施例中的光电视频眼镜以及录像机来显示以及存储处理后的图像信息以便观测 和存储。如图2所示，SF6激光检漏装置包括电源1、UPS电源11、激光器2、成像器6、数据 处理单元7、标准视频输出接口 15、光电视频眼镜8和录像机9，其中处理单元7由数字图像 处理单元12、图像对比度处理单元13、漏点精确定位单元14三部分组成。漏点精确定位单 元14通过数字图像处理单元12和图像对比度处理单元13输出的图像信息，对漏点进行捕 捉。作为示例，可以将捕捉到的漏点图像放大输出到光电视频眼镜8和/或录像机9中，以 便于用户定位SF6电气设备漏点的精确位置和判断SF6电气设备泄漏的严重程度。更具体地，电源1或UPSll通过电源连接线连接到装置的激光器2及红外指示器 (未示出)。为了便于用户野外作业，该电源一般为蓄电池。成像器6和激光器2相连，采 集到的图像信息在经过处理单元7的处理后，将处理结果输出到光电视频眼镜8和/或录 像机9中，从而实现了整个装置的电气部分连接。该装置可将通常状态下肉眼不能观测到 的SF6气体泄漏，通过调整空间分辨率。时间分辨率、频率分辨率达到肉眼可清晰观察的视 频图像，使用人员通过光电视频眼镜观测到的视频图像相当于48寸的数字电视机置于人 眼前方4. 5米处，使用户在检测过程中仿佛置身于电影院般舒服、畅快。可以选用标准PAL 或NTSC制式视频输出接口，将检测视频图像直接存储于录像机中，便于用户进行查看和备 案管理。图3是数据处理单元的图像处理流程图。图像处理的主要目的是为了得到清晰、 稳定、可靠的SF6漏点视频图像。图像处理单元从成像器6得到图像信号后，图像处理单元 7首先对图像进行采样16，然后从热成像阵列17中获得稳定可靠的图像信号，然后进行本底矫正18，减少成像阵列17自身热本底的影响；随后进行像素插值19，保证画面间的流畅， 然后对图像进行直方化20和峰值抑制21，以便进行图像锐化22并加强边界和对比度调整 23，再根据预设的上色规则对图像进行上色和格式转化24，最后把数字信号转化为标准AV 信号输出25。图4为主控制电路原理图。处理电路的核心为CPLD，外围有存储器30、微处理器 31和视频输出单元32等设备，CPLD内部设计有数据处理单元7、总线控制�？�29、上色模 块28和测试�？�27。数据处理单元7读取3500热成像器26的输出信号和时钟，进行像素 插值19、直方化20和图像锐化22等图像处理，将所得输出给上色模块，上色�？�28对图像 数据进行上色处理，然后输入到视频输出单元32转化为AV格式的视频信号输出25。总线 控制�？�29负责控制总线开关和方向，以便把图像数据按需要存储到存储器30或从存储 器30读出。微处理器31能够调出图像数据进行分析和外传，测试�？�27则被用于测试电 路是否工作正常。综上所述，激光器发射的激光照射到SF6电气设备的被测区域后有部分激光光束 通过反射、散射或者衍射返回到热成像器上。如果被检测的SF6电气设备没有发生SF6气体 泄漏，则操作者通过光电视频眼镜观察到的视频图像是清晰的设备和可视范围内物体的图 像。假如被检测SF6电气设备存在SF6气体泄漏，由于SF6气体对特定波长的激光强烈的吸 收，导致反射回激光检漏装置的激光能量锐减，从而在被检测区域形成云雾状阴影，SE6激 光检漏装置在检测到可疑图像后，可以图像经过装置的数据处理最终得到稳定、清晰、可靠 的视频图像。从而实现使通常状态下肉眼不可视的SE6气体和SF6电气设备存在的漏点变得 清晰可见，便于电力系统的检测人员快速、精确的定位出被检测SF6电气设备存在的 漏点， 使设备的检修工作变得有据可依。应当理解，上面仅以开启激光为例进行了详细描述。类似地，本实用新型的检测 SF6的激光检测装置在一般情况下，可以关闭激光器，仅以天空为背景通过红外镜头接收太 阳光源等其他光源并成像，来精确定位较大泄漏的漏点。接收太阳光源等其他光源进行漏 点检测工作原理类似于开启激光，接收激光光源时进行漏点检测。另外，还可以将激光器开 启的同时也接收太阳光，通过调光控制器调整激光光源，使得红外镜头获得合适的光源。为 简明起见，此处不再赘述。本装置具有以下优点独特的光电视频成像技术使户外检测从此不再受阳光的影响，任何情况下都可得 到类似以在4. 5米处观看48寸宽银幕电影的效果，使SF6电气设备的漏点查找工作变的轻 松、舒服、畅快。通过引用数字图像处理技术解决了单纯红外技术不适用于室内或阴天无太阳光 情况下的使用。装置在不开激光的情况下仍可借助太阳光中的红外线来获得清晰的成像效
^ ο纹波抑制图像对比度处理技术，屏蔽和减弱了输出的图像中存在杂散噪波，大幅 度的提高了检测精度，使得显示效果犹如数码相机般清晰。漏点定位迅速、精确。在使用该装置进行SF6电气设备漏点检测时，被检测设备无需停电，随时可进行 SF6漏点查找工作，并根据查找结果有序的开展设备检修工作。[0041] 本领域技术人员可显见，可对本实用新型的上述示例性实施例进行各种修改和变 型而不偏离本实用新型的精神和范围。因此，旨在使本实用新型覆 盖落在所附权利要求书 及其等效技术方案范围内的对本实用新型的修改和变型。
权利要求一种检测六氟化硫的激光检漏装置，其特征在于，包括电源单元；接收光源并成像的红外镜头；滤光器，置于所述红外镜头后，并对周围环境阳光中同等波段光线进行屏蔽处理；成像器，与所述电源单元相连并将形成的检测图像输出；数据处理单元，与所述成像器相连，并将成像器输出的检测图像进行精确处理以输出检测结果图像。
2.如权利要求1所述的激光检漏装置，其特征在于，所述光源包括太阳光和/或激光。
3.如权利要求2所述的激光检漏装置，其特征在于，所述激光检漏装置还包括 激光器，与所述电源单元相连并由所述电源单元供电；扩束镜，置于所述激光器前端，使所述激光器发出的激光通过并进行视场角度调整； 红外指示器，与所述电源单元相连并由所述电源单元供电，标示当前状态下激光光束 位置。
4.如权利要求1所述的激光检漏装置，其特征在于，所述数据处理单元还包括 数字图像处理单元，从所述成像器接收检测图像并将其转换成数字图像；图像对比度处理单元，从所述数字处理单元中接收数字图像，对数字图像进行对比度 处理，以获得对比度分辨率随背景灰度变化的图像；漏点精确定位单元，从所述图像对比度处理单元接收数字图像，并根据不同图像在同 等背景下成像的差异化来精确定位六氟化硫漏点位置以输出检测结果图像。
5.如权利要求4所述的激光检漏装置，其特征在于，所述对比度处理包括基于视觉空 间分辨率、时间分辨率、频率分辨率进行对比度处理。
6.如权利要求1 4任一项所述的激光检漏装置，其特征在于，所述激光检漏装置还包括录像机，与所述数据处理单元相连，以存储检测结果图像。
7.如权利要求1 4任一项所述的激光检漏装置，其特征在于，所述激光检漏装置还包括光电视频眼镜，与所述数据处理单元相连，以显示检测结果图像。
8.如权利要求7所述的激光检漏装置，其特征在于，所述光电视频眼镜是可拆卸的。
9.如权利要求1 4任一项所述的激光检漏装置，其特征在于，所述激光检漏装置还包括与所述数据处理单元相连的PAL或NTSC制式标准视频输出接口。
专利摘要本实用新型提供了一种检测六氟化硫的激光检漏装置，它包括电源单元；接收光源并成像的红外镜头；滤光器，置于所述红外镜头前，并对周围环境阳光中同等波段光线进行屏蔽处理；成像器，与所述电源单元相连并将形成的检测图像输出；数据处理单元，与所述成像器相连，并将成像器输出的检测图像进行精确处理以输出检测结果图像。所述光源包括太阳光和/或激光。采用本实用新型的检测六氟化硫的激光检漏装置，使检测六氟化硫漏点不受阳光条件的限制，并且漏点定位迅速，大幅度的提高了检测精度；可以在被检测设备运行的情况下，随时进行六氟化硫漏点查找和检修工作。
文档编号G01M3/38GK201600230SQ20092021425
公开日2010年10月6日 申请日期2009年11月27日 优先权日2009年11月27日
发明者孙健, 葛竞天, 邓科平 申请人:上海欧脉电力监测设备有限公司
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