本發(fā)明涉及一種特高壓電暈放電早期診斷的激光共振拉曼方法，采用了激光共振拉曼技術(shù)，屬于光電測試技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
特高壓輸電指的是1000kV交流電壓和正負(fù)800kV直流電壓輸電工程和技術(shù)。隨著特高壓電網(wǎng)的逐步建成，其運(yùn)行的安全保障非常重要。在特高壓電網(wǎng)事故中，絕緣事故發(fā)生的頻率較高，尤其是在特高壓強(qiáng)電場的作用下，電氣設(shè)備的電暈放電是較易發(fā)生的事故，電暈放電是一種氣體電離后的放電形式，是一種強(qiáng)大的電磁干擾源。電暈放電會(huì)造成電能損耗，對(duì)通信的干擾，縮短輸電線路的使用壽命。為有針對(duì)性地減少電暈放電的危害，在線監(jiān)測與診斷十分必要。特高壓電網(wǎng)絕緣要求高、離地高度大、線路塔架跨度大，因此在線檢測必需采用遠(yuǎn)程方法。目前，常用的電暈放電檢測有紅外成像法、紫外成像法、超聲波探測儀等。電暈是一種發(fā)光的表面局部放電，由于空氣局部高強(qiáng)度而產(chǎn)生電離，該過程引起微小的熱量，紅外成像法無法識(shí)別。電氣設(shè)備發(fā)生局部放電或電暈時(shí)，會(huì)伴隨輻射出紫外線，其波長范圍在10-400nm。紫外成像法工作波段在240-280nm，可進(jìn)行檢測。但對(duì)于早期電暈放電而言，其強(qiáng)度極微弱，輻射的紫外線強(qiáng)度很小，對(duì)于遠(yuǎn)程檢測的紫外成像儀，很難從背景干擾中通過紫外圖像灰度差異判斷出電暈放電紫外輻射。超聲波探測儀通過對(duì)電暈放電產(chǎn)生噪聲的超聲波部分的探測，對(duì)電暈放電進(jìn)行診斷，但遠(yuǎn)程的超聲探測易受環(huán)境噪聲影響，此外，早期電暈放電強(qiáng)度極弱，導(dǎo)致其超聲波頻段噪聲強(qiáng)度極弱，很難被檢測。公開號(hào)CN102331540公開了一種特高壓輸電線路電暈放電在線監(jiān)測裝置及方法，它是通過電暈放電后，監(jiān)測放電發(fā)出的紫外光來分析判斷，它可對(duì)特高壓輸電線路電暈放電后的進(jìn)行監(jiān)測，但其不能對(duì)早期電暈放電進(jìn)行監(jiān)測。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是，為了解決早期電暈放電的遠(yuǎn)程在線檢測難題，本發(fā)明提供一種基于激光共振拉曼光譜方法，用以對(duì)早期電暈放電的化學(xué)效應(yīng)中產(chǎn)生的極其微量的臭氧、二氧化氮及一氧化氮?dú)怏w分子進(jìn)行檢測，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電暈放電的早期診斷。本發(fā)明采用的激光共振拉曼光譜檢測方法是一種極其靈敏的光譜方法，其采用與待測分子電子吸收峰頻率一致或接近的激光對(duì)待測分子進(jìn)行激發(fā)，待測分子產(chǎn)生的共振拉曼散射比受激拉曼散射強(qiáng)度大104-106倍，其靈敏度已達(dá)到單分子檢測水平。此外，激光共振拉曼光譜檢測采用的激光波長位于紫外段，可有效克服熒光對(duì)拉曼信號(hào)的干涉。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣來實(shí)現(xiàn)的：本發(fā)明特高壓電暈放電早期診斷的激光共振拉曼方法通過特高壓電暈放電早期診斷系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。一種特高壓電暈放電早期診斷系統(tǒng)由遠(yuǎn)程激光共振拉曼測試系統(tǒng)與旋轉(zhuǎn)升降調(diào)節(jié)支架構(gòu)成。遠(yuǎn)程激光共振拉曼測試系統(tǒng)固定安裝在旋轉(zhuǎn)升降調(diào)節(jié)支架上，可通過操作旋轉(zhuǎn)升降調(diào)節(jié)支架進(jìn)行遠(yuǎn)程激光共振拉曼測試系統(tǒng)的升降調(diào)節(jié)及旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)，從而靈活地改變主光軸的方向。遠(yuǎn)程激光共振拉曼測試系統(tǒng)由主控制分析子系統(tǒng)、可見光成像子系統(tǒng)、紫外光源子系統(tǒng)、卡式望遠(yuǎn)鏡、紫外光譜儀及光學(xué)附件組成。可見光成像子系統(tǒng)包含面陣CCD、驅(qū)動(dòng)及成像輸出電路及顯示屏，用于對(duì)電暈放電監(jiān)測區(qū)域的遠(yuǎn)距離可見光成像。紫外光源子系統(tǒng)包含高重頻超短脈沖激光器、倍頻晶體組件、PCF（光子晶體光纖）耦合器、PCF、紫外窄帶濾光片及擴(kuò)束鏡，所述高重頻超短脈沖激光器，發(fā)出的脈沖激光經(jīng)過倍頻晶體組件，經(jīng)過PCF耦合器進(jìn)入PCF，得到紫外超連續(xù)譜脈沖激光輸出，再經(jīng)紫外窄帶濾光片，得到波長為λ1的紫外脈沖激光，再經(jīng)擴(kuò)束鏡擴(kuò)束。紫外光源子系統(tǒng)用于產(chǎn)生紫外譜段某一波長的脈沖激光；紫外光源子系統(tǒng)產(chǎn)生的激光束與卡式望遠(yuǎn)鏡光軸重合，該光軸為遠(yuǎn)程激光共振拉曼測試系統(tǒng)主光軸?？ㄊ酵h(yuǎn)鏡，即卡塞格林望遠(yuǎn)鏡，它的核心組件是主鏡、次鏡和次鏡電動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)。其中主鏡為中心開孔鍍銀凹面反射鏡，次鏡為鍍銀凸面反射鏡，次鏡電動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)可帶動(dòng)次鏡沿主光軸前后移動(dòng)?？ㄊ酵h(yuǎn)鏡用于對(duì)紫外光源子系統(tǒng)輸出的脈沖激光進(jìn)行遠(yuǎn)程聚焦及對(duì)共振拉曼光譜信號(hào)的采集。光學(xué)附件包括圓孔耦合器、光纖、紫外可見分束鏡及分束鏡；分束鏡與主光軸成45度角放置，鍍有波長為λ1(即激發(fā)臭氧產(chǎn)生共振激光拉曼效應(yīng)所需的激光波長)的高透膜及紫外可見高反膜；次光軸與主光軸垂直；紫外可見分束鏡與分束鏡平行放置，與次光軸夾角為45度，次光軸與紫外可見分束鏡交點(diǎn)為A；紫外可見分束鏡鍍有紫外譜段高透膜及可見譜段高反膜；圓孔耦合器與面陣CCD關(guān)于紫外可見分束鏡共軛對(duì)稱，即A點(diǎn)到圓孔耦合器的距離等于A點(diǎn)到面陣CCD的距離；圓孔耦合器中心孔直徑與光纖外徑相等。主控制分析子系統(tǒng)，含有控制硬件及主機(jī)軟件，用于控制紫外光譜儀、可見光成像子系統(tǒng)、高重頻超短脈沖激光器及次鏡電動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)的工作；接收面陣CCD的輸出數(shù)字圖像并進(jìn)行分析；接收紫外光譜儀的輸出光譜信號(hào)并進(jìn)行分析。當(dāng)需要對(duì)特高壓電暈放電進(jìn)行早期診斷時(shí)，按以下步驟進(jìn)行檢測：(1)粗調(diào)操作旋轉(zhuǎn)升降調(diào)節(jié)支架進(jìn)行遠(yuǎn)程激光共振拉曼測試系統(tǒng)的升降調(diào)節(jié)及旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)，改變主光軸的方向，使其目測初步對(duì)準(zhǔn)電暈放電監(jiān)測區(qū)域。主控制分析子系統(tǒng)發(fā)出指令，啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)及成像輸出電路，使面陣CCD開始工作?？梢姽獬上褡酉到y(tǒng)通過卡式望遠(yuǎn)鏡對(duì)其視場范圍內(nèi)的物體進(jìn)行遠(yuǎn)距離可見光譜段數(shù)字成像，視場范圍內(nèi)的物體發(fā)出的可見譜段光線依次經(jīng)過主鏡、次鏡、分束鏡、紫外可見分束鏡反射，成像于面陣CCD。面陣CCD輸出的數(shù)字圖像，一路被主控制分析子系統(tǒng)接收，另一路同時(shí)輸出在顯示屏上實(shí)時(shí)顯示。(2)細(xì)調(diào)及自動(dòng)對(duì)焦觀察顯示屏上的實(shí)時(shí)圖像，同時(shí)微調(diào)旋轉(zhuǎn)升降調(diào)節(jié)支架，改變主光軸的方向，使電暈放電監(jiān)測區(qū)域準(zhǔn)確顯示在顯示屏上，即使電暈放電監(jiān)測區(qū)域準(zhǔn)確成像到面陣CCD上。此時(shí)，主控制分析子系統(tǒng)接收面陣CCD輸出的數(shù)字圖像，對(duì)其實(shí)時(shí)進(jìn)行快速傅立葉變換，隨后進(jìn)行實(shí)時(shí)頻域分析。同時(shí)，主控制分析子系統(tǒng)發(fā)出控制指令，啟動(dòng)次鏡電動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)次鏡沿主光軸前后移動(dòng)。在移動(dòng)的過程中，對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)字圖像的實(shí)時(shí)頻域分析同步進(jìn)行，當(dāng)頻域中的高頻分量占總頻域分布的比例最高時(shí)，即面陣CCD輸出的數(shù)字圖像細(xì)節(jié)最豐富時(shí)，則處在合焦?fàn)顟B(tài)，即遠(yuǎn)距離處的電暈放電監(jiān)測區(qū)域通過卡式望遠(yuǎn)鏡成像的合焦平面與面陣CCD完全重合。此時(shí)，主控制分析子系統(tǒng)發(fā)出控制指令，停止次鏡電動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)的工作。(3)紫外脈沖激光遠(yuǎn)程聚焦主控制分析子系統(tǒng)發(fā)出指令，啟動(dòng)高重頻超短脈沖激光器，發(fā)出的脈沖激光經(jīng)過倍頻晶體組件，經(jīng)過PCF耦合器進(jìn)入PCF，得到紫外超連續(xù)譜脈沖激光輸出，再經(jīng)紫外窄帶濾光片，得到波長為λ1（即激發(fā)臭氧產(chǎn)生共振激光拉曼效應(yīng)所需的激光波長）的紫外脈沖激光，再經(jīng)擴(kuò)束鏡（表面鍍有波長為λ1的增透膜）擴(kuò)束，從卡式望遠(yuǎn)鏡的主鏡的中心孔穿進(jìn)。再經(jīng)次鏡及主鏡的鍍銀反射面反射后，聚焦于遠(yuǎn)距離的激光聚焦點(diǎn)。激光聚焦點(diǎn)為電暈放電監(jiān)測區(qū)域與主光軸的交點(diǎn)。(4)激光共振拉曼分析大氣層高度1km以下，臭氧的含量極低、而一氧化氮、二氧化氮的含量和大氣的污染程度有關(guān)，在污染程度大的地方，含量相對(duì)高些；在污染程度低的地方，含量很低。本發(fā)明主要通過對(duì)激光聚焦點(diǎn)處的臭氧分子檢測，輔以對(duì)一氧化氮、二氧化氮分子的檢測來對(duì)早期電暈放電進(jìn)行診斷。臭氧分子、一氧化氮分子、二氧化氮分子對(duì)應(yīng)的特征斯托克斯拉曼頻移不同，對(duì)波長為λ1的激光激發(fā)波長而言，臭氧分子對(duì)應(yīng)的斯托克斯拉曼散射波長為λ2；二氧化氮分子對(duì)應(yīng)的斯托克斯拉曼散射波長為λ3；一氧化氮分子對(duì)應(yīng)的斯托克斯拉曼散射波長為λ4。通過對(duì)λ2、λ3、λ4三個(gè)波長的拉曼光譜強(qiáng)度分析，可判斷激光聚焦點(diǎn)處是否有臭氧分子、一氧化氮分子、二氧化氮分子，及它們的濃度大小。波長為λ1的紫外脈沖激光在激光聚焦點(diǎn)處激發(fā)的斯托克斯拉曼散射信號(hào)(注：波長大于λ1)依次經(jīng)主鏡、次鏡、分束鏡反射后至紫外可見分束鏡，只有紫外譜段的斯托克斯拉曼散射信號(hào)能透過紫外可見分束鏡。圓孔耦合器用于消除雜散光信號(hào)的影響，圓孔耦合器與面陣CCD關(guān)于紫外可見分束鏡的共軛對(duì)稱設(shè)計(jì)，可使激光聚焦點(diǎn)處激發(fā)的斯托克斯拉曼散射信號(hào)精確耦合進(jìn)入光纖。耦合進(jìn)光纖的紫外譜段斯托克斯拉曼散射信號(hào)進(jìn)入紫外光譜儀進(jìn)行紫外分光、光電轉(zhuǎn)換，紫外光譜儀的輸出光譜信號(hào)被主控制分析子系統(tǒng)接收，進(jìn)行紫外拉曼光譜分析。波長λ1為激發(fā)臭氧產(chǎn)生共振激光拉曼效應(yīng)所需的激光波長，在此波長脈沖激光的激發(fā)下，臭氧分子對(duì)應(yīng)的斯托克斯拉曼散射波長λ2處的信號(hào)將增大104到106倍，可對(duì)臭氧分子極微量濃度的變化進(jìn)行檢測。對(duì)一氧化氮分子、二氧化氮分子，波長λ1的脈沖激光只能激發(fā)出常規(guī)受激拉曼散射信號(hào)，其檢測靈敏度相對(duì)低一些，在本發(fā)明中，對(duì)一氧化氮分子、二氧化氮分子的檢測起輔助作用。(5)電暈放電早期診斷判定標(biāo)準(zhǔn)如下：當(dāng)激光聚焦點(diǎn)處無早期電暈放電時(shí)，該處的氣體分子組成為大氣分子組成。臭氧分子、一氧化氮分子、二氧化氮分子對(duì)應(yīng)的λ2、λ3、λ4三個(gè)波長的拉曼譜線強(qiáng)度相對(duì)非常?。划?dāng)激光聚焦點(diǎn)處存在早期電暈放電時(shí)，該處產(chǎn)生極微量的臭氧分子、一氧化氮分子、二氧化氮分子，和大氣組成相比，激光聚焦點(diǎn)處臭氧分子、一氧化氮分子、二氧化氮分子有一個(gè)極微小的濃度增加。由于共振拉曼效應(yīng)，λ2處的拉曼譜線強(qiáng)度將有一個(gè)巨大的增加，而λ3、λ4處的拉曼譜線強(qiáng)度將有一個(gè)微小的增加。據(jù)此判定標(biāo)準(zhǔn)，可判斷激光聚焦點(diǎn)處是否存在早期電暈放電。本發(fā)明的有益效果是，通過可見光成像與激光共振拉曼光譜檢測光路共用及自動(dòng)對(duì)焦技術(shù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程可視化光譜檢測操作，可精確選擇測試點(diǎn)；采用臭氧產(chǎn)生共振拉曼效應(yīng)所需的紫外激光波長，可實(shí)現(xiàn)極高靈敏度的臭氧分子探測，同時(shí)克服了熒光干擾，可對(duì)一氧化氮及二氧化氮的拉曼光譜進(jìn)行有效探測。通過上述措施，可實(shí)現(xiàn)早期極微弱電暈放電的高靈敏度診斷。附圖說明圖1為本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及測試原理示意圖；在圖中，1是遠(yuǎn)程激光共振拉曼測試系統(tǒng)；2是圓孔耦合器；3是光纖；4是紫外光譜儀；5是紫外可見分束鏡；6是面陣CCD(即電荷耦合器件)；7是驅(qū)動(dòng)及成像輸出電路；8是顯示屏；9是可見光成像子系統(tǒng)；10是主控制分析子系統(tǒng)；11是分束鏡；12是紫外光源子系統(tǒng)；13是高重頻超短脈短激光器；14是倍頻晶體組件；15是PCF(即光子晶體光纖)耦合器；16是PCF；17是紫外窄帶濾光片；18是擴(kuò)束鏡；19是旋轉(zhuǎn)升降調(diào)節(jié)支架；20是主鏡；21是卡式望遠(yuǎn)鏡；22是次鏡電動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)；23是次鏡；24是主光軸；25是激光聚焦點(diǎn)；26是電暈放電監(jiān)測區(qū)域；27是特高壓電氣設(shè)備；28是次光軸。具體實(shí)施方式本發(fā)明具體實(shí)施方式如圖1所示。特高壓電氣設(shè)備27長期處在特高壓形成的強(qiáng)電場當(dāng)中，在強(qiáng)電場的作用下，電氣設(shè)備絕緣中一些薄弱的部分就容易發(fā)生局部放電，當(dāng)其電場強(qiáng)度大于大氣中氣體的電離強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生電暈放電?？赡墚a(chǎn)生電暈放電的區(qū)域即為電暈放電監(jiān)測區(qū)域26，一般在特高壓電氣設(shè)備中具有較大幾何曲率部分附近。當(dāng)特高壓電氣設(shè)備27存在早期電暈放電時(shí)，電暈放電監(jiān)測區(qū)域26將會(huì)有極微量濃度的臭氧、一氧化氮及二氧化氮產(chǎn)生。通過對(duì)該微量濃度的臭氧監(jiān)測及對(duì)一氧化氮及二氧化氮濃度變化的監(jiān)測，可判斷早期電暈放電。本實(shí)施例是這樣進(jìn)行的：特高壓電暈放電早期診斷系統(tǒng)由遠(yuǎn)程激光共振拉曼測試系統(tǒng)1與旋轉(zhuǎn)升降調(diào)節(jié)支架19構(gòu)成。遠(yuǎn)程激光共振拉曼測試系統(tǒng)1固定安裝在旋轉(zhuǎn)升降調(diào)節(jié)支架19上，可通過操作旋轉(zhuǎn)升降調(diào)節(jié)支架19進(jìn)行遠(yuǎn)程激光共振拉曼測試系統(tǒng)1的升降調(diào)節(jié)及旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)，從而靈活地改變主光軸24的方向。遠(yuǎn)程激光共振拉曼測試系統(tǒng)1由主控制分析子系統(tǒng)10、可見光成像子系統(tǒng)9、紫外光源子系統(tǒng)12、卡式望遠(yuǎn)鏡21、紫外光譜儀4及光學(xué)附件組成。可見光成像子系統(tǒng)9包含面陣CCD6、驅(qū)動(dòng)及成像輸出電路7及顯示屏8，用于對(duì)電暈放電監(jiān)測區(qū)域26的遠(yuǎn)距離可見光成像。紫外光源子系統(tǒng)12包含高重頻超短脈沖激光器13、倍頻晶體組件14、PCF耦合器15、PCF16、紫外窄帶濾光片17及擴(kuò)束鏡18，用于產(chǎn)生紫外譜段某一波長的脈沖激光；紫外光源子系統(tǒng)12與卡式望遠(yuǎn)鏡21光軸重合，該光軸為遠(yuǎn)程激光共振拉曼測試系統(tǒng)1主光軸24。在本實(shí)施例中高重頻超短脈沖激光器13采用脈寬20ps、重頻80MHz、中心波長1064nm的半導(dǎo)體泵浦固體激光器；倍頻晶體組件14由兩塊倍頻晶體組合而成，得到中心波長266nm的脈沖激光輸出；PCF耦合器15采用20倍顯微物鏡；PCF16采用零色散波長為266nm的光子晶體光纖，得到200nm-450nm的紫外超連續(xù)譜脈沖激光輸出?？ㄊ酵h(yuǎn)鏡21，即卡塞格林望遠(yuǎn)鏡，它的核心組件是主鏡20、次鏡23和次鏡電動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)22。其中主鏡20為中心開孔鍍銀凹面反射鏡，次鏡23為鍍銀凸面反射鏡，次鏡電動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)22可帶動(dòng)次鏡23沿主光軸24前后移動(dòng)。卡式望遠(yuǎn)鏡21用于對(duì)紫外光源子系統(tǒng)12輸出的脈沖激光進(jìn)行遠(yuǎn)程聚焦及對(duì)共振拉曼光譜信號(hào)的采集。光學(xué)附件包括圓孔耦合器2、光纖3、紫外可見分束鏡5及分束鏡11；分束鏡5與主光軸24成45度角放置，鍍有波長為λ1(即激發(fā)臭氧產(chǎn)生共振激光拉曼效應(yīng)所需的激光波長，在本實(shí)施例中為203.77nm)的高透膜及紫外可見高反膜(在本實(shí)施例中為205nm-760nm)；次光軸28與主光軸24垂直；紫外可見分束鏡5與分束鏡11平行放置，與次光軸28夾角為45度，次光軸28與紫外可見分束鏡5交點(diǎn)為A；紫外可見分束鏡5鍍有紫外譜段(在本實(shí)施例中為205nm-400nm)高透膜及可見譜段(在本實(shí)施例中為400nm-760nm)高反膜；圓孔耦合器2與面陣CCD6關(guān)于紫外可見分束鏡5共軛對(duì)稱，即A點(diǎn)到圓孔耦合器2的距離等于A點(diǎn)到面陣CCD6的距離d；圓孔耦合器2中心孔直徑與光纖3外徑相等。主控制分析子系統(tǒng)10，含有控制硬件及主機(jī)軟件，用于控制紫外光譜儀4、可見光成像子系統(tǒng)9、高重頻超短脈沖激光器13及次鏡電動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)22的工作；接收面陣CCD6的輸出數(shù)字圖像并進(jìn)行分析；接收紫外光譜儀4的輸出光譜信號(hào)并進(jìn)行分析。當(dāng)需要對(duì)特高壓電暈放電進(jìn)行早期診斷時(shí)，按以下步驟進(jìn)行檢測：(1)粗調(diào)操作旋轉(zhuǎn)升降調(diào)節(jié)支架19進(jìn)行遠(yuǎn)程激光共振拉曼測試系統(tǒng)1的升降調(diào)節(jié)及旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)，改變主光軸24的方向，使其目測初步對(duì)準(zhǔn)電暈放電監(jiān)測區(qū)域26。主控制分析子系統(tǒng)10發(fā)出指令，啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)及成像輸出電路7，使面陣CCD6開始工作?？梢姽獬上褡酉到y(tǒng)9通過卡式望遠(yuǎn)鏡21對(duì)其視場范圍內(nèi)的物體進(jìn)行遠(yuǎn)距離可見光譜段數(shù)字成像，視場范圍內(nèi)的物體發(fā)出的400nm-760nm可見譜段光線依次經(jīng)過主鏡20、次鏡23、分束鏡11、紫外可見分束鏡5反射，成像于面陣CCD6。面陣CCD6輸出的數(shù)字圖像，一路被主控制分析子系統(tǒng)10接收，另一路同時(shí)輸出在顯示屏8上實(shí)時(shí)顯示。(2)細(xì)調(diào)及自動(dòng)對(duì)焦觀察顯示屏8上的實(shí)時(shí)圖像，同時(shí)微調(diào)旋轉(zhuǎn)升降調(diào)節(jié)支架19，改變主光軸24的方向，使電暈放電監(jiān)測區(qū)域26準(zhǔn)確顯示在顯示屏8上，即使電暈放電監(jiān)測區(qū)域26準(zhǔn)確成像到面陣CCD6上。此時(shí)，主控制分析子系統(tǒng)10接收面陣CCD6輸出的數(shù)字圖像，對(duì)其實(shí)時(shí)進(jìn)行快速傅立葉變換，隨后進(jìn)行實(shí)時(shí)頻域分析。同時(shí)，主控制分析子系統(tǒng)10發(fā)出控制指令，啟動(dòng)次鏡電動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)22，帶動(dòng)次鏡23沿主光軸24前后移動(dòng)。在移動(dòng)的過程中，對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)字圖像的實(shí)時(shí)頻域分析同步進(jìn)行，當(dāng)頻域中的高頻分量占總頻域分布的比例最高時(shí)，即面陣CCD6輸出的數(shù)字圖像細(xì)節(jié)最豐富時(shí)，則處在合焦?fàn)顟B(tài)，即遠(yuǎn)距離處的電暈放電監(jiān)測區(qū)域26通過卡式望遠(yuǎn)鏡21成像的合焦平面與面陣CCD6完全重合。此時(shí)，主控制分析子系統(tǒng)10發(fā)出控制指令，停止次鏡電動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)22的工作。(3)紫外脈沖激光遠(yuǎn)程聚焦主控制分析子系統(tǒng)10發(fā)出指令，啟動(dòng)高重頻超短脈沖激光器13，發(fā)出的脈寬20ps、重頻80MHz、中心波長1064nm的脈沖激光經(jīng)過倍頻晶體組件14，得到中心波長266nm的脈沖激光輸出，經(jīng)過PCF耦合器15進(jìn)入PCF16，得到200nm-450nm的紫外超連續(xù)譜脈沖激光輸出，再經(jīng)紫外窄帶濾光片17，得到波長為λ1(即激發(fā)臭氧產(chǎn)生共振激光拉曼效應(yīng)所需的激光波長，在本實(shí)施例中為203.77nm)的紫外脈沖激光，再經(jīng)擴(kuò)束鏡18(表面鍍有波長為λ1的增透膜)擴(kuò)束，從卡式望遠(yuǎn)鏡21的主鏡20的中心孔穿進(jìn)。再經(jīng)次鏡23及主鏡20的鍍銀反射面反射后，聚焦于遠(yuǎn)距離的激光聚焦點(diǎn)25。激光聚焦點(diǎn)25為電暈放電監(jiān)測區(qū)域26與主光軸24的交點(diǎn)。(4)激光共振拉曼分析大氣層高度1km以下，臭氧的含量極低、而一氧化氮、二氧化氮的含量和大氣的污染程度有關(guān)，在污染程度大的地方，含量相對(duì)高些；在污染程度低的地方，含量很低。本發(fā)明主要通過對(duì)激光聚焦點(diǎn)25處的臭氧分子檢測，輔以對(duì)一氧化氮、二氧化氮分子的檢測來對(duì)早期電暈放電進(jìn)行診斷。臭氧分子、一氧化氮分子、二氧化氮分子對(duì)應(yīng)的特征斯托克斯拉曼頻移不同，對(duì)波長為λ1的激光激發(fā)波長而言，臭氧分子對(duì)應(yīng)的斯托克斯拉曼散射波長為λ2(在本實(shí)施例中為208.2nm)；二氧化氮分子對(duì)應(yīng)的斯托克斯拉曼散射波長為λ3(在本實(shí)施例中為209.41nm)；一氧化氮分子對(duì)應(yīng)的斯托克斯拉曼散射波長為λ4(在本實(shí)施例中為211.88nm)。通過對(duì)λ2、λ3、λ4三個(gè)波長的拉曼光譜強(qiáng)度分析，可判斷激光聚焦點(diǎn)25處是否有臭氧分子、一氧化氮分子、二氧化氮分子，及它們的濃度大小。波長為λ1的紫外脈沖激光在激光聚焦點(diǎn)25處激發(fā)的斯托克斯拉曼散射信號(hào)(注：波長大于λ1)依次經(jīng)主鏡20、次鏡23、分束鏡11反射后至紫外可見分束鏡5，只有紫外譜段(在本實(shí)施例中為205nm-400nm)的斯托克斯拉曼散射信號(hào)能透過紫外可見分束鏡5。圓孔耦合器2用于消除雜散光信號(hào)的影響，圓孔耦合器2與面陣CCD6關(guān)于紫外可見分束鏡5的共軛對(duì)稱設(shè)計(jì)，可使激光聚焦點(diǎn)25處激發(fā)的斯托克斯拉曼散射信號(hào)精確耦合進(jìn)入光纖3。耦合進(jìn)光纖3的紫外譜段斯托克斯拉曼散射信號(hào)進(jìn)入紫外光譜儀4進(jìn)行紫外分光、光電轉(zhuǎn)換，紫外光譜儀4的輸出光譜信號(hào)被主控制分析子系統(tǒng)10接收，進(jìn)行紫外拉曼光譜分析。波長λ1為激發(fā)臭氧產(chǎn)生共振激光拉曼效應(yīng)所需的激光波長，在此波長脈沖激光的激發(fā)下，臭氧分子對(duì)應(yīng)的斯托克斯拉曼散射波長λ2處的信號(hào)將增大104到106倍，可對(duì)臭氧分子極微量濃度的變化進(jìn)行檢測。對(duì)一氧化氮分子、二氧化氮分子，波長λ1的脈沖激光只能激發(fā)出常規(guī)受激拉曼散射信號(hào)，其檢測靈敏度相對(duì)低一些，在本發(fā)明中，對(duì)一氧化氮分子、二氧化氮分子的檢測起輔助作用。(5)電暈放電早期診斷判定標(biāo)準(zhǔn)如下：當(dāng)激光聚焦點(diǎn)25處無早期電暈放電時(shí)，該處的氣體分子組成為大氣分子組成。臭氧分子、一氧化氮分子、二氧化氮分子對(duì)應(yīng)的λ2、λ3、λ4三個(gè)波長的拉曼譜線強(qiáng)度相對(duì)非常??；當(dāng)激光聚焦點(diǎn)25處存在早期電暈放電時(shí)，該處產(chǎn)生極微量的臭氧分子、一氧化氮分子、二氧化氮分子，和大氣組成相比，激光聚焦點(diǎn)25處臭氧分子、一氧化氮分子、二氧化氮分子有一個(gè)極微小的濃度增加。由于共振拉曼效應(yīng)，λ2處的拉曼譜線強(qiáng)度將有一個(gè)巨大的增加，而λ3、λ4處的拉曼譜線強(qiáng)度將有一個(gè)微小的增加。據(jù)此判定標(biāo)準(zhǔn)，可判斷激光聚焦點(diǎn)25處是否存在早期電暈放電。