專利名稱：一種用于電暈檢測的雙光譜頭盔顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及頭盔顯示器制造技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種用于電暈檢測的雙光譜頭盔顯示器。
背景技術(shù)：
近年來，我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速穩(wěn)步發(fā)展，電力系統(tǒng)規(guī)模也不斷擴(kuò)大，隨著我國西電東送計(jì)劃的實(shí)施，輸電電壓等級(jí)逐步提高，500kV的輸電線路和變電所相繼落戶于全國各地， 超高壓輸變電系統(tǒng)廣泛應(yīng)用，維護(hù)其安全、可靠地運(yùn)行更顯得尤為重要。電暈放電不但會(huì)嚴(yán)重地影響人身和設(shè)備安全，而且還會(huì)導(dǎo)致大量的電能損耗，因此及時(shí)準(zhǔn)確地檢測電暈放電的位置和強(qiáng)弱，以便于對電暈放電位置進(jìn)行檢修，對保證電力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行、防止電力設(shè)備的損壞和減少人身傷害都有重要的意義。電暈的產(chǎn)生是因?yàn)椴黄交膶?dǎo)體產(chǎn)生不均勻的電場，在不均勻的電場周圍，曲率半徑小的電極附近，當(dāng)電壓升高到一定值時(shí)，由于空氣游離就會(huì)發(fā)生放電，形成電暈。因?yàn)樵陔姇灥耐鈬妶龊苋?，不發(fā)生碰撞游離，電暈外圍帶電粒子基本都是電離子，這些離子便形成了電暈放電電流。簡單地說，曲率半徑小的導(dǎo)體電極對空氣放電，便產(chǎn)生了電暈。電力系統(tǒng)中的電暈放電使電能大量損耗，其產(chǎn)生的電磁脈沖會(huì)干擾無線電和高頻通信，使電力設(shè)備產(chǎn)生邊緣效應(yīng)，破壞絕緣子，進(jìn)而導(dǎo)致導(dǎo)線表面被腐蝕，使導(dǎo)線的使用壽命下降。因此，只有盡早發(fā)現(xiàn)電暈放電的位置，才能對故障部件及時(shí)維修，降低損失，避免事故?，F(xiàn)有技術(shù)中在夜間對輸變電線路巡檢時(shí)主要采用紅外望遠(yuǎn)鏡、紅外照相機(jī)或紫外照相機(jī)等，但是，電暈放電的目標(biāo)小、強(qiáng)度弱，目視觀察比較困難，雖然在晚上太陽輻射微弱的情況下可以采用紫外照相機(jī)也能夠探測到電暈活動(dòng)，但是這種探測過程操作比較困難， 效率低，而且費(fèi)用昂貴；并且，由于紅外設(shè)備探測到的是發(fā)熱現(xiàn)象，當(dāng)采用紅外設(shè)備探測到電暈現(xiàn)象時(shí)，電力線路或設(shè)備已經(jīng)由于電暈而損壞嚴(yán)重，采用上述方法很難在夜間及時(shí)的檢測到電暈，進(jìn)而不能及時(shí)對進(jìn)行電力系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)，導(dǎo)致難以避免的損失?；谝陨显?，亟需一種便于在夜間光線較弱的情況下，及時(shí)檢測電暈的設(shè)備。

實(shí)用新型內(nèi)容為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種用于電暈檢測的雙光譜頭盔顯示器，應(yīng)用于夜間的電暈的檢測，該設(shè)備能夠在夜間正常視物的情況下，及時(shí)的發(fā)現(xiàn)電暈現(xiàn)象，檢測效率高，并且該頭盔顯示器攜帶方便、準(zhǔn)確率高、受外界環(huán)境的影響小，在對電力系統(tǒng)的維修過程中也可同時(shí)配戴，大大避免了電力系統(tǒng)的損失。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了如下技術(shù)方案一種用于電暈檢測的雙光譜頭盔顯示器，包括紫外光路和可見光光路，其中，所述紫外光路包括紫外物鏡，用于攝取電暈的光信號(hào)；[0011]與所述紫外物鏡相連的紫外像增強(qiáng)器，所述紫外物鏡成像于所述紫外像增強(qiáng)器的探測面上；位于所述紫外物鏡與所述紫外像增強(qiáng)器之間的紫外濾光片；第一目鏡，所述第一目鏡的物面與所述紫外像增強(qiáng)器的輸出面相連，人眼通過所述第一目鏡看到所述電暈的虛像，所述電暈的虛像與所述電暈位于同一位置；所述可見光光路包括物鏡，用于攝取外界景物的可見光圖像；與所述物鏡相連的第二微光像增強(qiáng)器，所述物鏡成像于所述第二微光像增強(qiáng)器的探測面上；第二目鏡，所述第二目鏡的物面與所述第二微光像增強(qiáng)器的輸出面相連，人眼通過所述第二目鏡看到所述外界景物的虛像，所述外界景物的虛像與所述外界景物位于同一位置。優(yōu)選的，所述紫外像增強(qiáng)器包括與所述紫外物鏡相連的紫外探測器，所述紫外物鏡成像于所述紫外探測器的探測面上；第一微光像增強(qiáng)器，所述第一微光像增強(qiáng)器的輸入面與所述紫外探測器的輸出面相連。優(yōu)選的，所述紫外物鏡的物距為0. 3m-無窮遠(yuǎn)，和/或所述第一目鏡的像距為 0. 3m-無窮遠(yuǎn)；所述物鏡的物距為0. 3m-無窮遠(yuǎn)，和/或所述第二目鏡的像距為0. 3m-無窮遠(yuǎn)。優(yōu)選的，還包括位于所述紫外像增強(qiáng)器的輸出面與所述第一目鏡的輸入面之間的第一光纖倒像器；以及位于所述第二微光像增強(qiáng)器的輸出面與所述第二目鏡的輸入面之間的第二光纖倒像器。優(yōu)選的，人眼通過所述第一目鏡看到的所述電暈的虛像具體為與所述電暈等大正立的虛像；和/或所述人眼通過所述第二目鏡看到所述外界景物的虛像具體為與所述外界景物等大正立的虛像。本實(shí)用新型實(shí)施例還公開了一種用于電暈檢測的雙光譜頭盔顯示器，包括紫外光路和可見光光路，其中，所述紫外光路包括紫外物鏡，用于攝取電暈的光信號(hào)；與所述紫外物鏡相連的紫外像增強(qiáng)器，所述紫外物鏡成像于所述紫外像增強(qiáng)器的探測面上；位于所述紫外物鏡與所述紫外像增強(qiáng)器之間的紫外濾光片；第一光纖傳像束和第一目鏡，所述第一光纖傳像束的輸入面端與所述紫外像增強(qiáng)器的輸出面相連，其輸出面端與所述第一目鏡相連，作為所述第一目鏡的物面；與所述第一目鏡相連的第一分光鏡或第一反射鏡，所述第一分光鏡或第一反射鏡與所述第一目鏡的光軸具有夾角，經(jīng)所述第一分光鏡或第一反射鏡反射后的光線進(jìn)入人眼，人眼看到的電暈的虛像與所述電暈位于同一位置；
6[0032]所述可見光光路包括物鏡，用于攝取外界景物的可見光圖像；與所述物鏡相連的第二微光像增強(qiáng)器，所述物鏡成像于所述第二微光像增強(qiáng)器的探測面上；第二光纖傳像束和第二目鏡，所述第二光纖傳像束的輸入面端與所述第二微光像增強(qiáng)器的輸出面相連，其輸出面端與所述第二目鏡相連，作為所述第二目鏡的物面；與所述第二目鏡相連的第二分光鏡或第二反射鏡，所述第二分光鏡或第二反射鏡與所述第二目鏡的光軸具有夾角，經(jīng)所述第二分光鏡或第二反射鏡反射后的光線進(jìn)入人眼，人眼看到的所述外界景物的虛像與所述外界景物位于同一位置。優(yōu)選的，所述第一分光鏡或第一反射鏡與所述第一目鏡的光軸呈30° -60°夾角，和/或所述第二分光鏡或第二反射鏡與所述第二目鏡的光軸呈30° -60°夾角。優(yōu)選的，所述第一分光鏡的反射率大于透射率，和/或所述第二分光鏡的反射率大于透射率。本實(shí)用新型實(shí)施例還公開了一種用于電暈檢測的雙光譜頭盔顯示器，包括紫外光路和可見光光路，其中，所述紫外光路包括紫外物鏡，用于攝取電暈的光信號(hào)；與所述紫外物鏡相連的紫外像增強(qiáng)器，所述紫外物鏡成像于所述紫外像增強(qiáng)器的探測面上；位于所述紫外物鏡與所述紫外像增強(qiáng)器之間的紫外濾光片；第一目鏡，所述第一目鏡的物面與所述紫外像增強(qiáng)器的輸出面相連，人眼通過所述第一目鏡看到所述電暈的虛像，所述電暈的虛像與所述電暈位于同一位置；所述可見光光路包括物鏡，用于攝取外界景物的可見光圖像；與所述物鏡相連的第二微光像增強(qiáng)器，所述物鏡成像于所述第二微光像增強(qiáng)器的探測面上；第二光纖傳像束和第二目鏡，所述第二光纖傳像束的輸入面端與所述第二微光像增強(qiáng)器的輸出面相連，其輸出面端與所述第二目鏡相連，作為所述第二目鏡的物面；與所述第二目鏡相連的第二分光鏡或第二反射鏡，所述第二分光鏡或第二反射鏡與所述第二目鏡的光軸具有夾角，經(jīng)所述第二分光鏡或第二反射鏡反射后的光線進(jìn)入人眼，人眼看到的所述外界景物的虛像與所述外界景物位于同一位置。本實(shí)用新型實(shí)施例還公開了一種用于電暈檢測的雙光譜頭盔顯示器，包括紫外光路和可見光光路，其中，所述紫外光路包括紫外物鏡，用于攝取電暈的光信號(hào)；與所述紫外物鏡相連的紫外像增強(qiáng)器，所述紫外物鏡成像于所述紫外像增強(qiáng)器的探測面上；位于所述紫外物鏡與所述紫外像增強(qiáng)器之間的紫外濾光片；第一光纖傳像束和第一目鏡，所述第一光纖傳像束的輸入面端與所述紫外像增強(qiáng)器的輸出面相連，其輸出面端與所述第一目鏡相連，作為所述第一目鏡的物面；與所述第一目鏡相連的第一分光鏡或第一反射鏡，所述第一分光鏡或第一反射鏡與所述第一目鏡的光軸具有夾角，經(jīng)所述第一分光鏡或第一反射鏡反射后的光線進(jìn)入人眼，人眼看到的電暈的虛像與所述電暈位于同一位置；所述可見光光路包括物鏡，用于攝取外界景物的可見光圖像；與所述物鏡相連的第二微光像增強(qiáng)器，所述物鏡成像于所述第二微光像增強(qiáng)器的探測面上；第二目鏡，所述第二目鏡的物面與所述第二微光像增強(qiáng)器的輸出面相連，人眼通過所述第二目鏡看到所述外界景物的虛像，所述外界景物的虛像與所述外界景物位于同一位置。與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的技術(shù)方案，將頭盔顯示器應(yīng)用于電暈的檢測過程，該頭盔顯示器采用兩路光路，紫外光路中的紫外物鏡攝取電暈的光信號(hào)，通過紫外濾光片過濾掉除紫外波段之外的其它波段的光信號(hào)，之后采用紫外像增強(qiáng)器對攝取到的電暈的光信號(hào)進(jìn)行光譜轉(zhuǎn)換并增強(qiáng)，將其轉(zhuǎn)換為光強(qiáng)較強(qiáng)的可見光信號(hào)，使與紫外光路所對應(yīng)的人眼可以通過第一目鏡觀察到電暈的虛像。并且，將微光夜視技術(shù)應(yīng)用于可見光光路，使電暈的背景經(jīng)微光增強(qiáng)后進(jìn)入另一只人眼，這樣使用者就可同時(shí)看到電暈圖像及其背景圖像，從而使用者可以很容易的判斷電暈放電的具體位置。由于主要采用紫外波段進(jìn)行電暈的檢測，受外界光線影響很小，因此人眼可以清晰的看到電暈的虛像，提高了電暈的檢測準(zhǔn)確率，并且由于頭盔顯示器本身便于攜帶，只需將其配戴在頭上即可，從而解放了雙手。同時(shí)，由于微光夜視技術(shù)的使用，使配戴者能夠在夜間光線較弱的情況下看到電暈的同時(shí)還不影響正常視物，因此檢修人員可以隨時(shí)配戴著該頭盔顯示器進(jìn)行檢修工作，從而能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)電暈現(xiàn)象并進(jìn)行及時(shí)的檢修，大大的避免了電力系統(tǒng)的損失。

通過附圖所示，本實(shí)用新型的上述及其它目的、特征和優(yōu)勢將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標(biāo)記指示相同的部分。并未刻意按實(shí)際尺寸等比例縮放繪制附圖，重點(diǎn)在于示出本實(shí)用新型的主旨。圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例公開的雙光譜頭盔顯示器的紫外光路結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例公開的雙光譜頭盔顯示器的可見光光路結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型另一實(shí)施例公開的雙光譜頭盔顯示器的紫外光路結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型另一實(shí)施例公開的雙光譜頭盔顯示器的可見光光路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
正如背景技術(shù)部分所述，采用現(xiàn)有技術(shù)中的觀測手段，很難及時(shí)的發(fā)現(xiàn)電暈現(xiàn)象， 本實(shí)用新型的發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)上述問題的原因是，由于電暈放電初期只能產(chǎn)生很少量的光子，即發(fā)光強(qiáng)度很弱，導(dǎo)致在電暈放電初期肉眼很難觀察到，當(dāng)肉眼能夠看到電暈放電情況時(shí)，往往電力設(shè)備的損壞已經(jīng)很嚴(yán)重了，另外，采用紅外望遠(yuǎn)鏡和紅外照相機(jī)等紅外設(shè)備雖然也能夠探測到電暈故障，但是由于紅外設(shè)備實(shí)際探測到的是發(fā)熱現(xiàn)象，當(dāng)檢測到電暈現(xiàn)象時(shí)，電力線路或設(shè)備已經(jīng)因電暈而損壞嚴(yán)重了?；谝陨显?，發(fā)明人考慮，由于電暈放電時(shí)的波長范圍大概為230nm-405nm之間，涵蓋了大部分的紫外波段，并且由于在夜晚發(fā)射紫外光的物體較少，因此可以利用紫外波段來檢測電暈現(xiàn)象，并且由于在夜晚可見光的光線也較弱，為了不影響使用者的正常視物，還需增加可見光光路，以便于在夜晚及時(shí)檢測到電暈現(xiàn)象并能夠及時(shí)檢修。同時(shí)，由于頭盔探測系統(tǒng)本身便于攜帶等特點(diǎn)，發(fā)明人認(rèn)為可在頭盔探測系統(tǒng)中應(yīng)用紫外光探測，以便于及時(shí)的觀測到電暈現(xiàn)象。以上是本申請的核心思想，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本實(shí)用新型，但是本實(shí)用新型還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本實(shí)用新型內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本實(shí)用新型不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。其次，本實(shí)用新型結(jié)合示意圖進(jìn)行詳細(xì)描述，在詳述本實(shí)用新型實(shí)施例時(shí)，為便于說明，表示器件結(jié)構(gòu)的剖面圖會(huì)不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是示例，其在此不應(yīng)限制本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。此外，在實(shí)際制作中應(yīng)包含長度、寬度及深度的三維空間尺寸。實(shí)施例一本實(shí)施例公開的雙光譜頭盔顯示器的結(jié)構(gòu)圖如圖1和圖2所示，該頭盔顯示器可應(yīng)用于電暈檢測，具體的，該雙光譜頭盔顯示器包括紫外光路和可見光光路，其中，圖1為所述紫外光路的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為可見光光路的結(jié)構(gòu)示意圖。參見圖1，所述紫外光路包括紫外物鏡11，可對紫外光成像，本實(shí)施例中用于攝取電暈的光信號(hào)；與所述紫外物鏡11相連的紫外像增強(qiáng)器，所述紫外物鏡11成像于所述紫外像增強(qiáng)器的探測面上，該紫外像增強(qiáng)器可將攝取的電暈的光信號(hào)進(jìn)行光譜轉(zhuǎn)換并增強(qiáng)光信號(hào)的強(qiáng)度，將光強(qiáng)較弱的電暈的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為光強(qiáng)較強(qiáng)的可見光信號(hào)，使人眼能夠觀測到電暈放電現(xiàn)象；位于所述紫外物鏡11與所述紫外像增強(qiáng)器之間的紫外濾光片12，濾掉除紫外波段之外的其它光信號(hào)，減少其它波段的光信號(hào)對檢測結(jié)果的影響，最大限度的攝取電暈的光信號(hào)，以便于后續(xù)處理；第一目鏡16，所述第一目鏡16的物面與所述紫外像增強(qiáng)器的輸出面相連，人眼通過所述第一目鏡16看到所述電暈的虛像，所述電暈的虛像與所述電暈位于同一位置；其中，所述紫外像增強(qiáng)器包括與所述紫外物鏡11相連的紫外探測器13，所述紫外物鏡11成像于所述紫外探測器13的探測面上，也就是說，所述紫外探測器13的探測面即為所述紫外像增強(qiáng)器的探測面；第一微光像增強(qiáng)器14，所述第一微光像增強(qiáng)器14的輸入面與所述紫外探測器13的輸出面相連。在紫外探測器13的探測面得到的是電暈的實(shí)像，此時(shí)，經(jīng)紫外探測器13的電暈的光信號(hào)的強(qiáng)度仍然很弱，人眼很難觀測到，因此，在紫外探測器13的輸出面連接第一微光像增強(qiáng)器14，以對電暈的光信號(hào)的強(qiáng)度進(jìn)行放大，以便于后續(xù)的觀測。參見圖2，所述可見光光路包括物鏡21，用于攝取外界景物的可見光圖像；與所述物21相連的第二微光像增強(qiáng)器22，所述物鏡21成像于所述第二微光像增強(qiáng)器22的探測面上，由于夜晚光線強(qiáng)度較弱，為了便于在夜間正常視物，可同通過第二微光像增強(qiáng)器22將物鏡21攝取的外界景物的可見光圖像的光強(qiáng)進(jìn)行放大，以便于人眼能夠觀測清楚；第二目鏡M，所述第二目鏡M的物面與所述第二微光像增強(qiáng)器22的輸出面相連， 人眼通過所述第二目鏡M看到所述外界景物的虛像，所述外界景物的虛像與所述外界景物位于同一位置。需要說明的是，通過第一目鏡16看到的是電暈倒立的虛像，如果電暈發(fā)生位置與人眼平視時(shí)的視線存在一定的偏差，則人眼看到的電暈的發(fā)生位置就會(huì)與其實(shí)際發(fā)生位置出現(xiàn)偏差，同理，通過第二目鏡M看到的外界景物的虛像也是倒立的，很不便于對外界景物的觀察。因此，為了使人眼看到的虛像與實(shí)像相同，且位于同一位置，本實(shí)施例中公開的頭盔顯示器還包括，位于所述紫外像增強(qiáng)器的輸出面(即所述第一微光像增強(qiáng)器14的輸出面)與所述第一目鏡16的輸入面之間的第一光纖倒像器15 ；以及位于所述第二微光像增強(qiáng)器22的輸出面與所述第二目鏡M的輸入面之間的第二光纖倒像器23。光纖倒像器是可以將傳輸?shù)膱D像反轉(zhuǎn)180°的光學(xué)元件。增加所述第一光纖倒像器15以及第二光纖倒像器23之后，人眼通過所述第一目鏡看到的所述電暈的虛像具體為與所述電暈等大正立的虛像；和/或所述人眼通過所述第二目鏡看到所述外界景物的虛像具體為與所述外界景物等大正立的虛像，以便于人眼對外界景物和電暈現(xiàn)象的觀測。圖1和圖2中為了便于區(qū)分實(shí)物與虛像，將實(shí)物和虛像分開畫出，實(shí)際觀測時(shí)，實(shí)物與虛像是重合的。另外，需要說明的是，本實(shí)施例中為了便于對電暈的檢測，以及在檢測到電暈放電后能夠及時(shí)進(jìn)行維修，需要在維修過程中仍能夠清楚的看到電暈現(xiàn)象以及外界景物，并且， 產(chǎn)生電暈的設(shè)備的虛像應(yīng)與觀測到的電暈的虛像重合于原實(shí)物的位置，因此，需要使紫外物鏡11和物鏡21的物距相同，第一目鏡16與第二目鏡M的像距相同，且在同一光路中物鏡物距應(yīng)與目鏡的像距相同。優(yōu)選的，本實(shí)施例中所述紫外物鏡11的物距為0. 3m-無窮遠(yuǎn)，和/或所述第一目鏡16的像距為0. 3m-無窮遠(yuǎn)，所述物鏡21的物距為0. 3m-無窮遠(yuǎn)，和/或所述第二目鏡M 的像距為0. 3m-無窮遠(yuǎn)；更優(yōu)選的，所述紫外物鏡11的物距為0. 5m-無窮遠(yuǎn)，和/或所述第一目鏡16的像距為0. 5m-無窮遠(yuǎn)，所述物鏡21的物距為0. 5m-無窮遠(yuǎn)，和/或所述第二目鏡M的像距為0. 5m-無窮遠(yuǎn)。為了達(dá)到上述目的，兩種光路的控制部件具體有2種設(shè)計(jì)方式，一是若紫外光路和可見光光路分別由不同的控制部件控制，則需要使二者的控制部件的控制參數(shù)相同，以使兩路光路的物距和像距相同，二是若紫外光路和可見光光路同時(shí)由一個(gè)控制部件控制，則需要調(diào)整該控制部件對兩路光路的控制參數(shù)，使其對兩路光路的控制參數(shù)相同，以使兩路光路的物距和像距相同。本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的應(yīng)用于電暈的檢測過程的雙光譜頭盔顯示器，主要可應(yīng)用于電暈的夜間探測。該頭盔顯示器采用兩路光路，紫外光路中的紫外物鏡攝取電暈的光信號(hào)，通過紫外濾光片過濾掉除紫外波段之外的其它波段的光信號(hào)，之后采用紫外像增強(qiáng)器對攝取到的電暈的光信號(hào)進(jìn)行光譜轉(zhuǎn)換并增強(qiáng)，將其轉(zhuǎn)換為光強(qiáng)較強(qiáng)的可見光信號(hào)， 使與紫外光路所對應(yīng)的人眼可以通過第一目鏡觀察到電暈的虛像。并且，將微光夜視技術(shù)應(yīng)用于可見光光路，使電暈的背景經(jīng)微光增強(qiáng)后進(jìn)入另一只人眼，這樣使用者就可同時(shí)看到電暈圖像及其背景圖像，從而使用者可以很容易的判斷電暈放電的具體位置。由于主要采用紫外波段進(jìn)行電暈的檢測，受外界光線影響很小，因此人眼可以清晰的看到電暈的虛像，提高了電暈的檢測準(zhǔn)確率，并且由于頭盔顯示器本身便于攜帶，只需將其配戴在頭上即可，從而解放了雙手。同時(shí)，由于微光夜視技術(shù)的使用，使配戴者能夠在夜間光線較弱的情況下看到電暈的同時(shí)還不影響正常視物，因此檢修人員可以隨時(shí)配戴著該頭盔顯示器進(jìn)行檢修工作，從而能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)電暈現(xiàn)象并進(jìn)行及時(shí)的檢修，大大的避免了電力系統(tǒng)的損失。并且，由于本實(shí)施例中采用紫外波段進(jìn)行電暈的檢測，因此，在霧天等不好的天氣情況下仍然能正常工作，準(zhǔn)確定位，完全適用于高壓變電系統(tǒng)和輸電線路等的夜間故障檢測。實(shí)施例二本實(shí)用新型實(shí)施例提供的可應(yīng)用于電暈的檢測過程雙光譜頭盔顯示器的結(jié)構(gòu)圖如圖3和圖4所示，該雙光譜頭盔顯示器包括紫外光路和可見光光路，其中，圖3為所述紫外光路的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4為可見光光路的結(jié)構(gòu)示意圖。參見圖3，所述紫外光路包括紫外物鏡11，用于攝取電暈的光信號(hào)；與所述紫外物鏡11相連的紫外像增強(qiáng)器，所述紫外物鏡11成像于所述紫外像增強(qiáng)器的探測面上；位于所述紫外物鏡11與所述紫外像增強(qiáng)器之間的紫外濾光片12 ；第一光纖傳像束17和第一目鏡16，所述第一光纖傳像束17的輸入面端與所述紫外像增強(qiáng)器的輸出面相連，其輸出面端與所述第一目鏡16相連，作為所述第一目鏡16的物與所述第一目鏡16相連的第一分光鏡或第一反射鏡18，所述第一分光鏡或第一反射鏡18與所述第一目鏡16的光軸具有夾角，經(jīng)所述第一分光鏡或第一反射鏡18反射后的光線進(jìn)入人眼，人眼看到的電暈的虛像與所述電暈位于同一位置；與上一實(shí)施例類似，所述紫外像增強(qiáng)器包括與所述紫外物鏡11相連的紫外探測器13，所述紫外物鏡11成像于所述紫外探測器13的探測面上，也就是說，所述紫外探測器13的探測面即為所述紫外像增強(qiáng)器的探測面；第一微光像增強(qiáng)器14，所述第一微光像增強(qiáng)器14的輸入面與所述紫外探測器13 的輸出面相連。
11[0106]所述光纖傳像束是由多根光纖固定排列在一起構(gòu)成的光纖束，它可以將具有一定面積的像面通過每根光纖，逐點(diǎn)的將像由光纖束的一端傳至另一端，而中間不再經(jīng)過類似于光通信那樣的信號(hào)轉(zhuǎn)換過程。本實(shí)施例中可通過扭轉(zhuǎn)光纖傳像束，來改變目鏡所成虛像的正立和倒立情況，因此，本實(shí)施例中不需再另外設(shè)置光纖倒像器來實(shí)現(xiàn)虛像的翻轉(zhuǎn)。所述分光鏡也稱為半透半反鏡，可以將經(jīng)目鏡處理過的光線進(jìn)行反射進(jìn)入人眼， 以使人眼在電暈放電處看到電暈的虛像，即將經(jīng)該頭盔顯示器處理后的電暈的虛像與實(shí)際的產(chǎn)生電暈放電的背景進(jìn)行重合，以達(dá)到在實(shí)際電暈放電處看到電暈的虛像的目的，以保證探測的準(zhǔn)確率。并且，由于分光鏡的使用，如果光線強(qiáng)度允許，在使人眼能夠看到電暈虛像的同時(shí)還不影響正常視物，檢修人員可以隨時(shí)配戴著該頭盔顯示器進(jìn)行檢修工作，從而能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)電暈現(xiàn)象并進(jìn)行及時(shí)的檢修，大大的避免了電力系統(tǒng)的損失。上述紫外光路部分如果采用分光鏡而非反射鏡，即可用于白天電暈的檢測過程， 此時(shí)，所述紫外像增強(qiáng)器可采用日盲紫外像增強(qiáng)器，所述紫外濾光片需可以濾掉除日盲紫外波段之外的其它波段的光信號(hào)。由于本實(shí)施例中的頭盔顯示器主要應(yīng)用于夜間電暈的探測，因此，上述紫外光路部分只需實(shí)現(xiàn)光暈的探測即可，因此，本實(shí)施例中可采用分光鏡也可采用反射鏡，對外界景物的觀察交給可見光光路進(jìn)行探測。參見圖4，所述可見光光路包括物鏡21，用于攝取外界景物的可見光圖像；與所述物鏡21相連的第二微光像增強(qiáng)器22，所述物鏡21成像于所述第二微光像增強(qiáng)器22的探測面上；第二光纖傳像束25和第二目鏡M，所述第二光纖傳像束25的輸入面端與所述第二微光像增強(qiáng)器22的輸出面相連，其輸出面端與所述第二目鏡M相連，作為所述第二目鏡 24的物面；與所述第二目鏡M相連的第二分光鏡或第二反射鏡沈，所述第二分光鏡或第二反射鏡26與所述第二目鏡M的光軸具有夾角，經(jīng)所述第二分光鏡或第二反射鏡沈反射后的光線進(jìn)入人眼，人眼看到的所述外界景物的虛像與所述外界景物位于同一位置。與紫外光路中類似，由于本實(shí)施例的頭盔探測器主要應(yīng)用與夜間探測，則可見光光路中可采用第二分光鏡，也可采用第二反射鏡，對人眼的觀測結(jié)果影響很小。需要說明的是，本實(shí)施例中并不限定兩個(gè)光路中分光鏡或反射鏡與目鏡光軸的夾角的大小，只要能夠使經(jīng)分光鏡或反射鏡反射后的光線能夠進(jìn)入人眼即可，具體夾角可根據(jù)頭盔顯示系統(tǒng)中各部件的具體擺設(shè)位置進(jìn)行調(diào)整，優(yōu)選的，所述第一分光鏡或第一反射鏡與所述第一目鏡的光軸呈30° -60°夾角，和/或所述第二分光鏡或第二反射鏡與所述第二目鏡的光軸呈30° -60°夾角，更優(yōu)選的，所述第一分光鏡或第一反射鏡與所述第一目鏡的光軸呈45°夾角，和/或所述第二分光鏡或第二反射鏡與所述第二目鏡的光軸呈 45°夾角。由于所述電暈放電的光強(qiáng)很小，并且本實(shí)施例中的頭盔顯示器主要針對夜間的探測，因此，優(yōu)選的，本實(shí)施例中所述第一分光鏡的反射率大于透射率，和/或所述第二分光鏡的反射率大于透射率。本實(shí)施例中所述紫外物鏡、物鏡的物距以及第一目鏡和第二目鏡的像距的設(shè)置與上一實(shí)施例類似，本實(shí)施例中不再贅述。與上一實(shí)施例不同的是，本實(shí)施例中經(jīng)第一微光像增強(qiáng)器和第二微光像增強(qiáng)器后得到的電暈信號(hào)以及外界景物的光信號(hào)，并非直接經(jīng)目鏡進(jìn)入人眼，而是采用光纖傳像束將待觀測的光信號(hào)通過第一目鏡和第二目鏡，形成放大的虛像，之后光線被分光鏡或反射鏡反射進(jìn)入人眼，此時(shí)，紫外光路所對應(yīng)的人眼便會(huì)在電暈放電處看到電暈的虛像，可見光光路所對應(yīng)的另一只人眼便會(huì)在電暈放電處觀測到外界景物的虛像。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，上述不同體現(xiàn)為，上一實(shí)施例中的各光學(xué)元件均設(shè)置于人眼的正前方，人眼所看到的只是經(jīng)各光學(xué)元件處理后的虛像，而本實(shí)施例中只需將兩個(gè)光路中的分光鏡或反射鏡設(shè)置于人眼前方即可，使用者可通過調(diào)節(jié)分光鏡或反射鏡與目鏡光軸的角度，來選擇觀測的景物，如采用分光鏡，人眼可透過分光鏡，看到外界景物的實(shí)像，也可看到各光學(xué)元件處理后的虛像，如果不想觀看虛像，只需移開分光鏡即可。需要說明的是，通過第一目鏡和第二目鏡分別觀測到的電暈的虛像以及外界景物的虛像可為經(jīng)過放大后的正立的虛像，以便于觀測遠(yuǎn)方的設(shè)備情況。當(dāng)然，如果僅用于夜間正常視物的情況下，可關(guān)閉紫外光路，僅使用可見光光路對外界景物進(jìn)行觀測，具體兩個(gè)光路的控制情況可根據(jù)實(shí)際使用情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，這里不再贅述。實(shí)施例三與以上兩個(gè)實(shí)施例不同的是，本實(shí)施例中的雙光譜頭盔顯示器的結(jié)構(gòu)圖如圖1和圖4所示，同樣的，該頭盔顯示器包括紫外光路和可見光光路，圖1為所述紫外光路的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4為可見光光路的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例中的紫外光路與實(shí)施例一中類似，可見光光路與實(shí)施例二類似。具體的，參見圖1，所述紫外光路包括紫外物鏡11，用于攝取電暈的光信號(hào)；與所述紫外物鏡11相連的紫外像增強(qiáng)器，所述紫外物鏡11成像于所述紫外像增強(qiáng)器的探測面上；位于所述紫外物鏡11與所述紫外像增強(qiáng)器之間的紫外濾光片12 ；第一目鏡16，所述第一目鏡16的物面與所述紫外像增強(qiáng)器的輸出面相連，人眼通過所述第一目鏡16看到所述電暈的虛像，所述電暈的虛像與所述電暈位于同一位置；其中，所述紫外像增強(qiáng)器包括與所述紫外物鏡11相連的紫外探測器13，所述紫外物鏡11成像于所述紫外探測器13的探測面上；第一微光像增強(qiáng)器14，所述第一微光像增強(qiáng)器14的輸入面與所述紫外探測器13 的輸出面相連。參見圖4，所述可將光光路包括物鏡21，用于攝取外界景物的可見光圖像；與所述物鏡21相連的第二微光像增強(qiáng)器22，所述物鏡21成像于所述第二微光像增強(qiáng)器22的探測面上；第二光纖傳像束25和第二目鏡M，所述第二光纖傳像束25的輸入面端與所述第二微光像增強(qiáng)器22的輸出面相連，其輸出面端與所述第二目鏡M相連，作為所述第二目鏡 24的物面；[0136]與所述第二目鏡M相連的第二分光鏡或第二反射鏡沈，所述第二分光鏡或第二反射鏡26與所述第二目鏡M的光軸具有夾角，經(jīng)所述第二分光鏡或第二反射鏡沈反射后的光線進(jìn)入人眼，人眼看到的所述外界景物的虛像與所述外界景物位于同一位置。實(shí)施例四與以上實(shí)施例不同的是，本實(shí)施例中的雙光譜頭盔顯示器的結(jié)構(gòu)圖如圖2和圖3 所示，同樣的，該頭盔顯示器包括紫外光路和可見光光路，圖3為所述紫外光路的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為可見光光路的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例中的紫外光路與實(shí)施例二中類似，可見光光路與實(shí)施例一類似。具體的，所述紫外光路包括紫外物鏡11，用于攝取電暈的光信號(hào)；與所述紫外物鏡11相連的紫外像增強(qiáng)器，所述紫外物鏡11成像于所述紫外像增強(qiáng)器的探測面上；位于所述紫外物鏡11與所述紫外像增強(qiáng)器之間的紫外濾光片12 ；第一光纖傳像束17和第一目鏡16，所述第一光纖傳像束17的輸入面端與所述紫外像增強(qiáng)器的輸出面相連，其輸出面端與所述第一目鏡16相連，作為所述第一目鏡16的物與所述第一目鏡16相連的第一分光鏡或第一反射鏡18，所述第一分光鏡或第一反射鏡18與所述第一目鏡16的光軸具有夾角，經(jīng)所述第一分光鏡或第一反射鏡18反射后的光線進(jìn)入人眼，人眼看到的電暈的虛像與所述電暈位于同一位置；所述紫外像增強(qiáng)器包括與所述紫外物鏡11相連的紫外探測器13，所述紫外物鏡11成像于所述紫外探測器13的探測面上，也就是說，所述紫外探測器13的探測面即為所述紫外像增強(qiáng)器的探[0147]第一微光像增強(qiáng)器14，所述第一微光像增強(qiáng)器14的輸入面與所述紫外探測器13 的輸出面相連。所述可見光光路包括物鏡21，用于攝取外界景物的可見光圖像；與所述物21相連的第二微光像增強(qiáng)器22，所述物鏡21成像于所述第二微光像增強(qiáng)器22的探測面上，由于夜晚光線強(qiáng)度較弱，為了便于在夜間正常視物，可同通過第二微光像增強(qiáng)器22將物鏡21攝取的外界景物的可見光圖像的光強(qiáng)進(jìn)行放大，以便于人眼能夠觀測清楚；第二目鏡M，所述第二目鏡M的物面與所述第二微光像增強(qiáng)器22的輸出面相連， 人眼通過所述第二目鏡M看到所述外界景物的虛像，所述外界景物的虛像與所述外界景物位于同一位置。實(shí)施例三和實(shí)施例四中各光學(xué)元件的具體設(shè)置可參見實(shí)施例一和實(shí)施例二，這里不再贅述。本實(shí)用新型各實(shí)施例中詳細(xì)描述的僅是該頭盔顯示器的光路部分，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，上述各個(gè)光學(xué)元件之間是通過一定的機(jī)械結(jié)構(gòu)相互連接的，并且，除光路部分之外，該頭盔顯示器還應(yīng)包括電路部分，用于為各元件供電，如為紫外物鏡、目鏡、像增強(qiáng)器等供電的電路和電源。本說明書中各個(gè)部分采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)部分重點(diǎn)說明的都是與其他部分的不同之處，各個(gè)部分之間相同相似部分互相參見即可。對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新型。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型將不會(huì)被限制于本文所示的實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求1.一種用于電暈檢測的雙光譜頭盔顯示器，應(yīng)用于電暈檢測，其特征在于，包括紫外光路和可見光光路，其中，所述紫外光路包括紫外物鏡，用于攝取電暈的光信號(hào)；與所述紫外物鏡相連的紫外像增強(qiáng)器，所述紫外物鏡成像于所述紫外像增強(qiáng)器的探測面上；位于所述紫外物鏡與所述紫外像增強(qiáng)器之間的紫外濾光片，濾掉除紫外波段之外的其它光信號(hào)；第一目鏡，所述第一目鏡的物面與所述紫外像增強(qiáng)器的輸出面相連，人眼通過所述第一目鏡看到所述電暈的虛像，所述電暈的虛像與所述電暈位于同一位置； 所述可見光光路包括 物鏡，用于攝取外界景物的可見光圖像；與所述物鏡相連的第二微光像增強(qiáng)器，所述物鏡成像于所述第二微光像增強(qiáng)器的探測面上；第二目鏡，所述第二目鏡的物面與所述第二微光像增強(qiáng)器的輸出面相連，人眼通過所述第二目鏡看到所述外界景物的虛像，所述外界景物的虛像與所述外界景物位于同一位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙光譜頭盔顯示器，其特征在于，所述紫外像增強(qiáng)器包括 與所述紫外物鏡相連的紫外探測器，所述紫外物鏡成像于所述紫外探測器的探測面上；第一微光像增強(qiáng)器，所述第一微光像增強(qiáng)器的輸入面與所述紫外探測器的輸出面相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙光譜頭盔顯示器，其特征在于，所述紫外物鏡的物距為 0. 3m-無窮遠(yuǎn)，和/或所述第一目鏡的像距為0. 3m-無窮遠(yuǎn)；所述物鏡的物距為0. 3m-無窮遠(yuǎn)，和/或所述第二目鏡的像距為0. 3m-無窮遠(yuǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的雙光譜頭盔顯示器，其特征在于，還包括位于所述紫外像增強(qiáng)器的輸出面與所述第一目鏡的輸入面之間的第一光纖倒像器；以及位于所述第二微光像增強(qiáng)器的輸出面與所述第二目鏡的輸入面之間的第二光纖倒像ο
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙光譜頭盔顯示器，其特征在于，人眼通過所述第一目鏡看到的所述電暈的虛像具體為與所述電暈等大正立的虛像；和/或所述人眼通過所述第二目鏡看到所述外界景物的虛像具體為與所述外界景物等大正立的虛像。
6.—種用于電暈檢測的雙光譜頭盔顯示器，應(yīng)用于電暈檢測，其特征在于，包括紫外光路和可見光光路，其中，所述紫外光路包括紫外物鏡，用于攝取電暈的光信號(hào)；與所述紫外物鏡相連的紫外像增強(qiáng)器，所述紫外物鏡成像于所述紫外像增強(qiáng)器的探測面上；位于所述紫外物鏡與所述紫外像增強(qiáng)器之間的紫外濾光片；第一光纖傳像束和第一目鏡，所述第一光纖傳像束的輸入面端與所述紫外像增強(qiáng)器的輸出面相連，其輸出面端與所述第一目鏡相連，作為所述第一目鏡的物面；與所述第一目鏡相連的第一分光鏡或第一反射鏡，所述第一分光鏡或第一反射鏡與所述第一目鏡的光軸具有夾角，經(jīng)所述第一分光鏡或第一反射鏡反射后的光線進(jìn)入人眼，人眼看到的電暈的虛像與所述電暈位于同一位置； 所述可見光光路包括 物鏡，用于攝取外界景物的可見光圖像；與所述物鏡相連的第二微光像增強(qiáng)器，所述物鏡成像于所述第二微光像增強(qiáng)器的探測面上；第二光纖傳像束和第二目鏡，所述第二光纖傳像束的輸入面端與所述第二微光像增強(qiáng)器的輸出面相連，其輸出面端與所述第二目鏡相連，作為所述第二目鏡的物面；與所述第二目鏡相連的第二分光鏡或第二反射鏡，所述第二分光鏡或第二反射鏡與所述第二目鏡的光軸具有夾角，經(jīng)所述第二分光鏡或第二反射鏡反射后的光線進(jìn)入人眼，人眼看到的所述外界景物的虛像與所述外界景物位于同一位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的雙光譜頭盔顯示器，其特征在于，所述第一分光鏡或第一反射鏡與所述第一目鏡的光軸呈30° -60°夾角，和/或所述第二分光鏡或第二反射鏡與所述第二目鏡的光軸呈30° -60°夾角。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的雙光譜頭盔顯示器，其特征在于，所述第一分光鏡的反射率大于透射率，和/或所述第二分光鏡的反射率大于透射率。
9.一種用于電暈檢測的雙光譜頭盔顯示器，其特征在于，包括紫外光路和可見光光路， 其中，所述紫外光路包括紫外物鏡，用于攝取電暈的光信號(hào)；與所述紫外物鏡相連的紫外像增強(qiáng)器，所述紫外物鏡成像于所述紫外像增強(qiáng)器的探測面上；位于所述紫外物鏡與所述紫外像增強(qiáng)器之間的紫外濾光片；第一目鏡，所述第一目鏡的物面與所述紫外像增強(qiáng)器的輸出面相連，人眼通過所述第一目鏡看到所述電暈的虛像，所述電暈的虛像與所述電暈位于同一位置； 所述可見光光路包括 物鏡，用于攝取外界景物的可見光圖像；與所述物鏡相連的第二微光像增強(qiáng)器，所述物鏡成像于所述第二微光像增強(qiáng)器的探測面上；第二光纖傳像束和第二目鏡，所述第二光纖傳像束的輸入面端與所述第二微光像增強(qiáng)器的輸出面相連，其輸出面端與所述第二目鏡相連，作為所述第二目鏡的物面；與所述第二目鏡相連的第二分光鏡或第二反射鏡，所述第二分光鏡或第二反射鏡與所述第二目鏡的光軸具有夾角，經(jīng)所述第二分光鏡或第二反射鏡反射后的光線進(jìn)入人眼，人眼看到的所述外界景物的虛像與所述外界景物位于同一位置。
10.一種用于電暈檢測的雙光譜頭盔顯示器，其特征在于，包括紫外光路和可見光光路，其中，所述紫外光路包括紫外物鏡，用于攝取電暈的光信號(hào)；與所述紫外物鏡相連的紫外像增強(qiáng)器，所述紫外物鏡成像于所述紫外像增強(qiáng)器的探測面上；位于所述紫外物鏡與所述紫外像增強(qiáng)器之間的紫外濾光片；第一光纖傳像束和第一目鏡，所述第一光纖傳像束的輸入面端與所述紫外像增強(qiáng)器的輸出面相連，其輸出面端與所述第一目鏡相連，作為所述第一目鏡的物面；與所述第一目鏡相連的第一分光鏡或第一反射鏡，所述第一分光鏡或第一反射鏡與所述第一目鏡的光軸具有夾角，經(jīng)所述第一分光鏡或第一反射鏡反射后的光線進(jìn)入人眼，人眼看到的電暈的虛像與所述電暈位于同一位置； 所述可見光光路包括 物鏡，用于攝取外界景物的可見光圖像；與所述物鏡相連的第二微光像增強(qiáng)器，所述物鏡成像于所述第二微光像增強(qiáng)器的探測面上；第二目鏡，所述第二目鏡的物面與所述第二微光像增強(qiáng)器的輸出面相連，人眼通過所述第二目鏡看到所述外界景物的虛像，所述外界景物的虛像與所述外界景物位于同一位置。
專利摘要本實(shí)用新型實(shí)施例公開了一種用于電暈檢測的雙光譜頭盔顯示器，包括紫外光路和可見光光路，紫外光路包括紫外物鏡；與所述紫外物鏡相連的紫外像增強(qiáng)器；位于所述紫外物鏡與所述紫外像增強(qiáng)器之間的紫外濾光片；物面與所述紫外像增強(qiáng)器的輸出面相連的第一目鏡；可見光光路包括物鏡，用于攝取外界景物的可見光圖像；與所述物鏡相連的第二微光像增強(qiáng)器；物面與所述第二微光像增強(qiáng)器的輸出面相連的第二目鏡。該設(shè)備能夠在夜間及時(shí)的發(fā)現(xiàn)電暈現(xiàn)象，檢測效率高，并且該頭盔顯示器攜帶方便、準(zhǔn)確率高、受外界環(huán)境的影響小，在對電力系統(tǒng)的維修過程中也可同時(shí)配戴，大大避免了電力系統(tǒng)的損失。
文檔編號(hào)G02B27/01GK202057887SQ20112017067
公開日2011年11月30日 申請日期2011年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月23日
發(fā)明者張曉宏, 趙順龍, 閻占元 申請人:華北電力大學(xué)(保定)