本發(fā)明涉及紅外探測(cè)器系統(tǒng)，具體為一種用于對(duì)紅外傳導(dǎo)光纖出口端子陣列進(jìn)行掃描的紅外探測(cè)器系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

紅外診斷技術(shù)對(duì)電氣設(shè)備的早期故障缺陷及絕緣性能做出可靠的預(yù)測(cè)，使傳統(tǒng)電氣設(shè)備的預(yù)防性試驗(yàn)維修提高到預(yù)知狀態(tài)檢修，這也是現(xiàn)代電力企業(yè)發(fā)展的方向。特別是隨著大機(jī)組、超高電壓的發(fā)展，目前對(duì)關(guān)系到電網(wǎng)穩(wěn)定的電力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行提出了越來越高的要求。紅外診斷技術(shù)的應(yīng)用對(duì)提高電氣設(shè)備的可靠性與有效性，提高運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益，降低維修成本有很重要的意義。

如圖1所示，現(xiàn)有的一種電氣設(shè)備故障發(fā)熱點(diǎn)紅外探頭陣列，其主要通過在變電站電氣設(shè)備安裝場(chǎng)地內(nèi)布置紅外探頭陣列#p01-#p012，使得每臺(tái)需監(jiān)測(cè)設(shè)備#e01-#e06的周圍都安裝有紅外探頭，以檢測(cè)是否存在電氣設(shè)備故障發(fā)熱點(diǎn)。圖1中#e01為故障發(fā)熱設(shè)備，#e02-#e06為正常運(yùn)行設(shè)備，箭頭表示故障發(fā)熱設(shè)備至紅外探頭陣列的紅外線。紅外探頭陣列所得紅外線光信號(hào)經(jīng)紅外傳導(dǎo)光纖傳導(dǎo)至紅外探測(cè)器處，使用紅外探測(cè)器對(duì)紅外傳導(dǎo)光纖出口端子構(gòu)成的陣列進(jìn)行掃描，以獲取電氣設(shè)備故障發(fā)熱點(diǎn)數(shù)據(jù)并進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果判斷是否存在設(shè)備發(fā)熱點(diǎn)并得到發(fā)熱點(diǎn)所在位置。

若采用多個(gè)紅外探測(cè)器構(gòu)成紅外探測(cè)器陣列對(duì)紅外傳導(dǎo)光纖出口端子陣列進(jìn)行掃描，速度會(huì)比較快，但由于每個(gè)紅外傳導(dǎo)光纖出口端子都對(duì)應(yīng)一個(gè)紅外探測(cè)器，需要的紅外探測(cè)器數(shù)量較多，成本較高；而且每個(gè)紅外探測(cè)器需要配套獨(dú)立的放大器，有可能由于各路紅外探測(cè)器、放大器之間的性能參數(shù)存在差異，導(dǎo)致依據(jù)各路光纖信號(hào)計(jì)算所得數(shù)據(jù)被引入元件參數(shù)誤差。此外，由于紅外測(cè)溫是非接觸式的，存在很多因素使得被測(cè)目標(biāo)的溫度測(cè)量值與實(shí)際值之間產(chǎn)生偏差，例如發(fā)射率、反射率、環(huán)境因素等，從而使得對(duì)變電站內(nèi)電氣設(shè)備故障發(fā)熱點(diǎn)的確定存在一定困難。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了克服上述不足以提供一種用于對(duì)紅外傳導(dǎo)光纖出口端子陣列進(jìn)行掃描的紅外探測(cè)器系統(tǒng)，其最少可只用一個(gè)紅外探測(cè)器獲取紅外傳導(dǎo)光纖出口端子陣列輸出的紅外信號(hào)，從而盡量降低成本，同時(shí)避免引入元器件性能參數(shù)差異導(dǎo)致的系統(tǒng)誤差。

基于上述目的，本發(fā)明提供了一種用于對(duì)紅外傳導(dǎo)光纖出口端子陣列進(jìn)行掃描的紅外探測(cè)器系統(tǒng)，其包括：

固定板架，其設(shè)于紅外傳導(dǎo)光纖出口端子處；

縱向?qū)к墸湓O(shè)于所述固定板架上；

橫向支架，其延伸方向與縱向?qū)к壍难由旆较虼怪?，且與所述縱向?qū)к壙苫瑒?dòng)連接；

紅外探測(cè)器，其設(shè)于所述橫向支架上，并被設(shè)置為可沿橫向支架移動(dòng)；

橫向驅(qū)動(dòng)裝置，其與所述紅外探測(cè)器連接，以驅(qū)動(dòng)紅外探測(cè)器沿橫向支架移動(dòng)；

縱向驅(qū)動(dòng)裝置，其與所述橫向支架連接，以驅(qū)動(dòng)橫向支架沿著所述縱向?qū)к壱苿?dòng)。

本發(fā)明所述的用于對(duì)紅外傳導(dǎo)光纖出口端子陣列進(jìn)行掃描的紅外探測(cè)器系統(tǒng)，其通過所述紅外探測(cè)器獲取紅外傳導(dǎo)光纖出口端子陣列中與其位置相對(duì)應(yīng)的紅外傳導(dǎo)光纖出口端子輸出的紅外信號(hào)，其中所述紅外探測(cè)器可被驅(qū)動(dòng)沿所述橫向支架移動(dòng)，同時(shí)所述橫向支架可被驅(qū)動(dòng)沿著所述縱向?qū)к壙v向滑動(dòng)，從而使得所述紅外探測(cè)器可被驅(qū)動(dòng)在由橫向移動(dòng)寬度和縱向滑動(dòng)高度確定的掃描范圍內(nèi)進(jìn)行掃描，以獲取任一紅外傳導(dǎo)光纖出口端子輸出的紅外信號(hào)，因而最少可只用一個(gè)紅外探測(cè)器即可獲取紅外傳導(dǎo)光纖出口端子陣列輸出的紅外信號(hào)，從而盡量降低了成本，同時(shí)避免引入元器件性能參數(shù)差異導(dǎo)致的系統(tǒng)誤差。本發(fā)明中，通過縱向?qū)к壓蜋M向支架的長(zhǎng)度和位置確定紅外探測(cè)器的掃描范圍和掃描位置。

本發(fā)明所述的用于對(duì)紅外傳導(dǎo)光纖出口端子陣列進(jìn)行掃描的紅外探測(cè)器系統(tǒng)可用于電氣設(shè)備尤其是變電站中的電氣設(shè)備的故障紅外診斷中對(duì)紅外傳導(dǎo)光纖出口端子陣列進(jìn)行掃描以獲取其輸出的紅外信號(hào)，并通過紅外探測(cè)器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，該電信號(hào)可以經(jīng)過后續(xù)放大電路和補(bǔ)償電路處理后，將所得數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)接口輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行運(yùn)算，根據(jù)運(yùn)算結(jié)果判斷電氣設(shè)備尤其是變電站中的電氣設(shè)備是否存在故障發(fā)熱點(diǎn)。

進(jìn)一步地，本發(fā)明所述的紅外探測(cè)器系統(tǒng)中，所述紅外探測(cè)器的探測(cè)端設(shè)有紅外濾波鏡片。

上述方案中，所述紅外濾波鏡片使得紅外探測(cè)器只能獲取某一波段范圍內(nèi)的紅外信號(hào)，從而起到濾除一部分環(huán)境噪聲，降低系統(tǒng)誤差的作用。

更進(jìn)一步地，上述紅外探測(cè)器系統(tǒng)中，所述紅外濾波鏡片使得紅外探測(cè)器獲取80-105℃溫度范圍對(duì)應(yīng)的紅外信號(hào)。

上述方案中，80-105℃溫度范圍對(duì)應(yīng)的紅外信號(hào)對(duì)應(yīng)的紅外線波長(zhǎng)約為8.2μm-7.66μm。

進(jìn)一步地，本發(fā)明所述的紅外探測(cè)器系統(tǒng)中，所述紅外探測(cè)器的數(shù)量為一個(gè)。

進(jìn)一步地，本發(fā)明所述或上述任一紅外探測(cè)器系統(tǒng)中，所述橫向驅(qū)動(dòng)裝置包括：

橫向步進(jìn)電機(jī)；

第一齒輪，其與所述橫向步進(jìn)電機(jī)連接，所述橫向支架被設(shè)置為包括與第一齒輪嚙合連接的橫向齒條。

上述方案中，所述橫向步進(jìn)電機(jī)可驅(qū)動(dòng)所述第一齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，該轉(zhuǎn)動(dòng)通過所述嚙合連接帶動(dòng)所述橫向步進(jìn)電機(jī)和第一齒輪在所述橫向齒條上移動(dòng)，所述紅外探測(cè)器可被設(shè)置在所述橫向步進(jìn)電機(jī)上。所述第一齒輪通常是變速齒輪。

進(jìn)一步地，本發(fā)明所述或上述任一紅外探測(cè)器系統(tǒng)中，所述縱向驅(qū)動(dòng)裝置包括：

縱向步進(jìn)電機(jī)；

第二齒輪，其與縱向步進(jìn)電機(jī)連接；

縱向齒條，其與所述第二齒輪嚙合連接，所述第二齒輪在縱向步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下在縱向方向上與縱向齒條發(fā)生相對(duì)移動(dòng)，所述橫向支架與第二齒輪和/或縱向步進(jìn)電機(jī)連接。

上述方案中，通常所述縱向齒條的兩端固定在所述固定板架上。所述橫向支架與第二齒輪連接時(shí)所述第二齒輪可以沿著其周向方向轉(zhuǎn)動(dòng)，例如可以在所述橫向支架上設(shè)置一軸承，將所述第二齒輪的軸設(shè)置在該軸承內(nèi)。所述橫向支架與縱向步進(jìn)電機(jī)連接時(shí)所述第二齒輪可以沿著其周向方向轉(zhuǎn)動(dòng)，例如可以在所述縱向步進(jìn)電機(jī)上設(shè)置一軸承，將所述第二齒輪的軸設(shè)置在該軸承內(nèi)。所述第二齒輪通常是變速齒輪。

進(jìn)一步地，本發(fā)明所述或上述任一紅外探測(cè)器系統(tǒng)中，還包括控制器，其與所述橫向驅(qū)動(dòng)裝置和縱向驅(qū)動(dòng)裝置分別連接。

上述方案中，所述控制器可以是可編程邏輯控制器或者是單片機(jī)，用于控制所述紅外探測(cè)器的掃描位置。

進(jìn)一步地，本發(fā)明所述或上述任一紅外探測(cè)器系統(tǒng)中，所述橫向支架的兩端分別設(shè)有套筒，所述套筒套設(shè)于所述縱向?qū)к壣稀?/p>

上述方案中，所述套筒可在所述縱向?qū)к壣峡v向滑動(dòng)。

進(jìn)一步地，本發(fā)明所述或上述任一紅外探測(cè)器系統(tǒng)中，所述紅外探測(cè)器的輸出端與放大電路連接。

上述方案中，所述紅外探測(cè)器的輸出信號(hào)通常比較小，因此需要通過放大電路放大。

更進(jìn)一步地，上述紅外探測(cè)器系統(tǒng)中，所述放大電路與補(bǔ)償電路連接。

上述方案中，通過補(bǔ)償電路增加電路穩(wěn)定性。

本發(fā)明所述的用于對(duì)紅外傳導(dǎo)光纖出口端子陣列進(jìn)行掃描的紅外探測(cè)器系統(tǒng)，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1)最少可只用一個(gè)紅外探測(cè)器，從而盡量降低成本，同時(shí)避免引入元器件性能參數(shù)差異導(dǎo)致的系統(tǒng)誤差。

2)紅外濾波鏡片使得紅外探測(cè)器只能獲取某一波段范圍內(nèi)的紅外信號(hào)，從而濾除一部分環(huán)境噪聲，降低系統(tǒng)誤差。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有的一種電氣設(shè)備故障發(fā)熱點(diǎn)紅外探頭陣列。

圖2為本發(fā)明所述的用于對(duì)紅外傳導(dǎo)光纖出口端子陣列進(jìn)行掃描的紅外探測(cè)器系統(tǒng)在一種實(shí)施方式下的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為圖2中的橫向步進(jìn)電機(jī)連接結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為圖2中的紅外探測(cè)器的掃描位置控制原理框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合說明書附圖及實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明所述的技術(shù)方案。

圖2示意了本實(shí)施例的用于對(duì)紅外傳導(dǎo)光纖出口端子陣列進(jìn)行掃描的紅外探測(cè)器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，圖3示意了圖2中的橫向步進(jìn)電機(jī)連接結(jié)構(gòu)。

如圖2所示，結(jié)合參考圖3，本實(shí)施例的紅外探測(cè)器系統(tǒng)包括：固定板架1、縱向?qū)к?、橫向支架3、橫向驅(qū)動(dòng)裝置8、紅外探測(cè)器4、縱向驅(qū)動(dòng)裝置6以及控制器7，其中：

固定板架1設(shè)于紅外傳導(dǎo)光纖出口端子t處，該紅外傳導(dǎo)光纖出口端子t共32個(gè)形成紅外傳導(dǎo)光纖出口端子陣列，固定板架1在每個(gè)紅外傳導(dǎo)光纖出口端子t的位置相應(yīng)地開設(shè)有孔a；

縱向?qū)к?設(shè)于固定板架1上，左右各一根；

橫向驅(qū)動(dòng)裝置8包括橫向步進(jìn)電機(jī)5以及與橫向步進(jìn)電機(jī)5連接的作為第一齒輪的變速齒輪51。橫向支架3的延伸方向與縱向?qū)к?的延伸方向垂直，橫向支架3包括與變速齒輪51嚙合連接的橫向齒條31和橫向固定桿32，其中橫向齒條31和橫向固定桿32具有可以容納橫向步進(jìn)電機(jī)5的間距，橫向齒條31位于靠近固定板架1的一側(cè)。橫向齒條31和橫向固定桿32的兩端相互連接并且分別設(shè)有套筒33，該套筒33套設(shè)于縱向?qū)к?上，使得橫向支架3與縱向?qū)к?可滑動(dòng)連接。

紅外探測(cè)器4設(shè)于橫向步進(jìn)電機(jī)5上，橫向步進(jìn)電機(jī)5通過變速齒輪51與橫向齒條31可滑動(dòng)連接，并且橫向步進(jìn)電機(jī)5可驅(qū)動(dòng)變速齒輪51轉(zhuǎn)動(dòng)，該轉(zhuǎn)動(dòng)通過嚙合連接帶動(dòng)橫向步進(jìn)電機(jī)5和變速齒輪51在橫向齒條31上移動(dòng)，以帶動(dòng)紅外探測(cè)器4沿著橫向齒條31移動(dòng)，從而控制紅外探測(cè)器4的橫向掃描位置。橫向步進(jìn)電機(jī)5和紅外探測(cè)器4分別位于橫向齒條31的兩側(cè)，其中橫向步進(jìn)電機(jī)5位于橫向齒條31和橫向固定桿32之間。紅外探測(cè)器4的探測(cè)端設(shè)有紅外濾波鏡片41。紅外濾波鏡片41使得紅外探測(cè)器4獲取80-105℃溫度范圍對(duì)應(yīng)的紅外信號(hào)。紅外探測(cè)器4的輸出端通過柔性電纜44與放大電路42連接。放大電路42與補(bǔ)償電路43連接。

縱向驅(qū)動(dòng)裝置6包括：縱向步進(jìn)電機(jī)61；作為第二齒輪的變速齒輪62，其與縱向步進(jìn)電機(jī)61嚙合連接；縱向齒條63，其與變速齒輪62嚙合連接，變速齒輪62在縱向步進(jìn)電機(jī)61的驅(qū)動(dòng)下在縱向方向上與縱向齒條63發(fā)生相對(duì)移動(dòng)，橫向固定桿32與變速齒輪62和縱向步進(jìn)電機(jī)61連接。其中，縱向齒條63的兩端固定在固定板架1上。橫向固定桿32與變速齒輪62連接是通過在橫向固定桿32上設(shè)置一軸承，將變速齒輪62的軸設(shè)置在該軸承內(nèi)，使得變速齒輪62可以沿著其周向方向轉(zhuǎn)動(dòng)?？v向步進(jìn)電機(jī)61可驅(qū)動(dòng)變速齒輪62轉(zhuǎn)動(dòng)，從而通過變速齒輪62與縱向齒條63的嚙合帶動(dòng)橫向固定桿32連同橫向齒條31沿著縱向?qū)к?縱向移動(dòng)，以控制紅外探測(cè)器4的縱向掃描位置。

控制器7為可編程邏輯控制器，其與橫向步進(jìn)電機(jī)5和縱向步進(jìn)電機(jī)61分別連接，以分別通過控制橫向步進(jìn)電機(jī)5和縱向步進(jìn)電機(jī)61控制紅外探測(cè)器4的橫向掃描位置和縱向掃描位置。

圖4示意了圖2中的紅外探測(cè)器的掃描位置控制原理。

結(jié)合參考圖2-圖4，本實(shí)施例的紅外探測(cè)器系統(tǒng)可用于變電站中的電氣設(shè)備的故障紅外診斷，使用時(shí)，將固定板架1設(shè)于變電站中的電氣設(shè)備的故障紅外診斷中的紅外傳導(dǎo)光纖出口端子t處，該紅外傳導(dǎo)光纖出口端子t共32個(gè)形成紅外傳導(dǎo)光纖出口端子陣列，固定板架1在每個(gè)紅外傳導(dǎo)光纖出口端子t的位置相應(yīng)地開設(shè)有孔a。將補(bǔ)償電路43的輸出和控制器7的輸入分別與計(jì)算機(jī)連接。計(jì)算機(jī)通過控制器7控制橫向步進(jìn)電機(jī)5和縱向步進(jìn)電機(jī)61分別驅(qū)動(dòng)紅外探測(cè)器4的橫向掃描位置和縱向掃描位置。紅外探測(cè)器4的橫向掃描位置和縱向掃描位置的反饋環(huán)基于橫向步進(jìn)電機(jī)5和縱向步進(jìn)電機(jī)61中的編碼器實(shí)現(xiàn)。本實(shí)施例的應(yīng)用通過在變電站中的電氣設(shè)備的故障紅外診斷中對(duì)紅外傳導(dǎo)光纖出口端子陣列進(jìn)行掃描以獲取其輸出的紅外信號(hào)，并通過紅外探測(cè)器4轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，該電信號(hào)經(jīng)過后續(xù)放大電路42和補(bǔ)償電路43處理后，將所得數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)接口輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行運(yùn)算，根據(jù)運(yùn)算結(jié)果判斷變電站中的電氣設(shè)備是否存在故障發(fā)熱點(diǎn)。

上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。