專利名稱：檢測六氟化硫的激光檢漏裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電力系統(tǒng)輸變電領(lǐng)域中的一種檢測六氟化硫(SF6)的激光檢漏裝 置；特別是用于電力系統(tǒng)中以3&氣體為介質(zhì)的高壓電氣設備，包括各類型發(fā)電廠內(nèi)的電力 設備，輸變電線路，變電站、變壓器、斷路器、GIS開關(guān)、地下輸電線路等SF6氣體泄漏漏點檢 測與精確定位的一種檢測SF6的激光檢漏裝置。
背景技術(shù)：
六氟化硫(SF6)電氣設備已在國內(nèi)外得到了廣泛的應用，尤其是在電力系統(tǒng)， 應用 量達到了生產(chǎn)總量的95%，由于SF6電氣設備制造、安裝等質(zhì)量差異以及材料老化等因素， SF6電氣設備中SF6氣體泄漏經(jīng)常發(fā)生。SF6氣體泄漏降低了電氣設備的絕緣和滅弧能力， 給設備的安全運行帶來嚴重隱患，其分解物產(chǎn)生大的有毒物質(zhì)嚴重危害著現(xiàn)場工作人員， 同時也加劇了溫室效應。根據(jù)《GB-T8905-1996SF6電氣設備中氣體管理和檢測導則》以及 《GB11023-89高壓開關(guān)設備SF6氣體密封性試驗導則》等行業(yè)規(guī)程要求，無論是SF6設備安 裝投運前還是后期檢修維護，檢漏試驗始終是電力維護工作中的重要內(nèi)容，因此，尋找一種 能有效解決對SF6電氣設備氣體泄漏檢測的手段，確保設備的正常運行以及維護檢修人員 的人身健康安全，成為急需解決的問題。而傳統(tǒng)的檢測方法(肥皂泡法)因其技術(shù)落后，且 實現(xiàn)困難復雜而被工作人員所淘汰，取而代之的放電法檢測(通過檢測二氧化硫的含量， 間接判斷SF6是否泄露)，準確性不高，受環(huán)境影響大且經(jīng)常誤告警，使用壽命短；高壓電離 法，檢測精度較高，但使用壽命僅有500小時且不穩(wěn)定；聲波檢測法，檢測靈敏度偏低，誤告 警多；導體傳感器檢測，檢測精度較低，不穩(wěn)定，受環(huán)境影響大；以上方法只適合于檢測環(huán) 境中是否存在SF6,以及確定濃度的大小，無法準確定位泄漏點的位置。SF6激光檢漏裝置作為唯一能夠精確定位SF6電氣設備漏點的檢測工具，在電力行 業(yè)中，具有非常寬廣的應用前景。目前，國內(nèi)大多數(shù)的廠家是代理國外的類似產(chǎn)品，檢測效 果一般，價格太高；僅有一兩家能夠生產(chǎn)該設備的廠家，但技術(shù)上仍然存在較多的缺陷在強陽光的照射下無法正常開展漏點查找工作；無法借助太陽光中的紅外線來獲得清晰的成效效果。單眼式觀測，容易造成使用人員眼睛疲勞；無紋波抑制圖像對比度處理技術(shù)，導致輸出的圖像中存在很多雜散噪波，降低了 檢測的精度；單純的紅外技術(shù)，無法適用于室內(nèi)或無陽光情況下對SF6電氣設備進行漏點檢測。 發(fā)明內(nèi)容為解決以上諸問題，本實用新型提供了一種檢測六氟化硫的激光檢漏裝置，包 括電源單元；接收光源并成像的紅外鏡頭；濾光器，置于所述紅外鏡頭后，并對周圍 環(huán)境陽光中同等波段光線進行屏蔽處理；成像器，與所述電源單元相連并將形成的檢測圖像輸出；數(shù)據(jù)處理單元，與所述成像器相連，并將成像器輸出的檢測圖像進行精確處理以輸 出檢測結(jié)果圖像。根據(jù)本實用新型的實施例，上述光源包括太陽光和/或激光。在上述實施例中，所述激光檢漏裝置還包括激光器，與所述電源單元相連并由所 述電源單元供電；擴束鏡，置于所述激光器前端，使所述激光器發(fā)出的激光通過并進行視場 角度調(diào)整；紅外指示器，與所述電源單元相連并由所述電源單元供電，標示當前狀態(tài)下激光 光束位置。 該數(shù)據(jù)處理單元還包括數(shù)字圖像處理單元，從所述成像器接收檢測圖像并將其 轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像；圖像對比度處理單元，從所述數(shù)字處理單元中接收數(shù)字圖像，對數(shù)字圖像 進行對比度處理，以獲得對比度分辨率隨背景灰度變化的圖像；漏點精確定位單元，從所述 圖像對比度處理單元接收數(shù)字圖像，并根據(jù)不同圖像在同等背景下成像的差異化來精確定 位六氟化硫漏點位置以輸出檢測結(jié)果圖像。優(yōu)選地，所述對比度處理包括基于視覺空間分辨率、時間分辨率、頻率分辨率進 行對比度處理。根據(jù)本實用新型的實施例，所述激光檢漏裝置還包括錄像機，與所述數(shù)據(jù)處理單 元相連，以存儲檢測結(jié)果圖像；和/或光電視頻眼鏡，與所述數(shù)據(jù)處理單元相連，以顯示檢 測結(jié)果圖像。所述光電視頻眼鏡是可拆卸的。根據(jù)本實用新型的實施例，所述激光檢漏裝置還包括與所述數(shù)據(jù)處理單元相連 的PAL或NTSC制式標準視頻輸出接口。采用本實用新型的六氟化硫(SF6)漏點檢測裝置，優(yōu)點在于使戶外檢測SF6漏點 從此不再受陽光的影響，任何情況下都可得到類似以在4. 5米處觀看48寸寬銀幕電影的效 果，使SF6電氣設備的漏點查找工作變的輕松、舒服、暢快；并且解決了單純紅外技術(shù)不適用 于室內(nèi)或陰天無太陽光情況下使用的問題，裝置在不開激光的情況下仍可借助太陽光中的 紅外線來獲得清晰的成像效果；屏蔽和減弱了輸出的圖像中存在雜散噪波，大幅度的提高 了檢測精度，使得顯示效果猶如數(shù)碼相機般清晰；漏點定位迅速、精確；在使用該裝置進行 SF6電氣設備漏點檢測時，被檢測設備無需停電，隨時可進行SF6漏點查找工作，并根據(jù)查找 結(jié)果有序的開展設備檢修工作。并且，本實用新型的檢測SF6的激光檢漏裝置特別適合特別是用于電力系統(tǒng)中以 SF6氣體為介質(zhì)的高壓電氣設備，包括各類型發(fā)電廠內(nèi)的電力設備，輸變電線路，變電站、變 壓器、斷路器、GIS開關(guān)、地下輸電線路等SF6氣體泄漏漏點檢測與精確定位。從而確保設備 的正常運行，維護檢修人員的人身健康安全以及避免因設備泄漏而引起的環(huán)境污染。應當理解，本實用新型以上的一般性描述和以下的詳細描述都是示例性和說明性 的，并且旨在為如權(quán)利要求所述的本實用新型提供進一步的解釋。

包括附圖是為提供對本實用新型進一步的理解，它們被收錄并構(gòu)成本申請的一部 分，附圖示出了本實用新型的實施例，并與本說明書一起起到解釋本實用新型原理的作用。 附圖中圖1是根據(jù)本實用新型一實施例的檢測SF6的激光檢漏裝置原理圖。[0022]圖2是根據(jù)本實用新型一實施例的產(chǎn)品電氣裝配圖。圖3是本實用新型的圖像處理流程流程圖。圖4是本實用新型的主控制電路原理圖。
具體實施方式
現(xiàn)在將詳細參考附圖描述本實用新型的實施例。采用本實用新型的檢測SF6的激光檢漏裝置，一般情況下，SF6泄漏檢測可以天空 為背景，從紅外鏡頭中接收太陽光源等其他光源來定位較大泄漏的漏點。在室內(nèi)或無陽光 的情況下，對SF6電氣設備可以利用激光進行漏點檢測。作為示例，下面的實施例將以開啟激光器，接收激光光源為例進行說明。如圖1所示，本實用新型的激光成像SF6泄漏定位裝置的工作原理是激光器2發(fā) 射的激光經(jīng)調(diào)光控制器(未示出)控制后通過擴束鏡3，并射向SF6電氣設備4，此時激光會 被SF6電氣設備4中泄漏出來的SF6氣體所吸收，而無SF6泄漏的位置將不發(fā)生吸收，通過 反射、衍射或反向散射后由紅外鏡頭接收并成像，隨后進入濾光器5，濾光器5首先將周圍 環(huán)境陽光中同等波段光線進行屏蔽處理后在成像器6中得到初步的圖像信息，初步的圖像 信息在經(jīng)過數(shù)據(jù)處理單元7的數(shù)字圖像處理、圖像對比度處理和漏點精確定位。作為示例， 經(jīng)處理后的圖像信息可以在光電視頻眼鏡8中反饋出來，也可以同時將輸出的圖像信息直 接通過標準視頻接口存儲于錄像機9中，存儲與錄像機9中的相關(guān)視頻可由用戶連接到計 算機10上，進行觀察。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，其他任何顯示設備或存儲設備中可以 代替本實施例中的光電視頻眼鏡以及錄像機來顯示以及存儲處理后的圖像信息以便觀測 和存儲。如圖2所示，SF6激光檢漏裝置包括電源1、UPS電源11、激光器2、成像器6、數(shù)據(jù) 處理單元7、標準視頻輸出接口 15、光電視頻眼鏡8和錄像機9，其中處理單元7由數(shù)字圖像 處理單元12、圖像對比度處理單元13、漏點精確定位單元14三部分組成。漏點精確定位單 元14通過數(shù)字圖像處理單元12和圖像對比度處理單元13輸出的圖像信息，對漏點進行捕 捉。作為示例，可以將捕捉到的漏點圖像放大輸出到光電視頻眼鏡8和/或錄像機9中，以 便于用戶定位SF6電氣設備漏點的精確位置和判斷SF6電氣設備泄漏的嚴重程度。更具體地，電源1或UPSll通過電源連接線連接到裝置的激光器2及紅外指示器 (未示出)。為了便于用戶野外作業(yè)，該電源一般為蓄電池。成像器6和激光器2相連，采 集到的圖像信息在經(jīng)過處理單元7的處理后，將處理結(jié)果輸出到光電視頻眼鏡8和/或錄 像機9中，從而實現(xiàn)了整個裝置的電氣部分連接。該裝置可將通常狀態(tài)下肉眼不能觀測到 的SF6氣體泄漏，通過調(diào)整空間分辨率。時間分辨率、頻率分辨率達到肉眼可清晰觀察的視 頻圖像，使用人員通過光電視頻眼鏡觀測到的視頻圖像相當于48寸的數(shù)字電視機置于人 眼前方4. 5米處，使用戶在檢測過程中仿佛置身于電影院般舒服、暢快?？梢赃x用標準PAL 或NTSC制式視頻輸出接口，將檢測視頻圖像直接存儲于錄像機中，便于用戶進行查看和備 案管理。圖3是數(shù)據(jù)處理單元的圖像處理流程圖。圖像處理的主要目的是為了得到清晰、 穩(wěn)定、可靠的SF6漏點視頻圖像。圖像處理單元從成像器6得到圖像信號后，圖像處理單元 7首先對圖像進行采樣16，然后從熱成像陣列17中獲得穩(wěn)定可靠的圖像信號，然后進行本底矯正18，減少成像陣列17自身熱本底的影響；隨后進行像素插值19，保證畫面間的流暢， 然后對圖像進行直方化20和峰值抑制21，以便進行圖像銳化22并加強邊界和對比度調(diào)整 23，再根據(jù)預設的上色規(guī)則對圖像進行上色和格式轉(zhuǎn)化24，最后把數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為標準AV 信號輸出25。圖4為主控制電路原理圖。處理電路的核心為CPLD，外圍有存儲器30、微處理器 31和視頻輸出單元32等設備，CPLD內(nèi)部設計有數(shù)據(jù)處理單元7、總線控制模塊29、上色模 塊28和測試模塊27。數(shù)據(jù)處理單元7讀取3500熱成像器26的輸出信號和時鐘，進行像素 插值19、直方化20和圖像銳化22等圖像處理，將所得輸出給上色模塊，上色模塊28對圖像 數(shù)據(jù)進行上色處理，然后輸入到視頻輸出單元32轉(zhuǎn)化為AV格式的視頻信號輸出25?？偩€ 控制模塊29負責控制總線開關(guān)和方向，以便把圖像數(shù)據(jù)按需要存儲到存儲器30或從存儲 器30讀出。微處理器31能夠調(diào)出圖像數(shù)據(jù)進行分析和外傳，測試模塊27則被用于測試電 路是否工作正常。綜上所述，激光器發(fā)射的激光照射到SF6電氣設備的被測區(qū)域后有部分激光光束 通過反射、散射或者衍射返回到熱成像器上。如果被檢測的SF6電氣設備沒有發(fā)生SF6氣體 泄漏，則操作者通過光電視頻眼鏡觀察到的視頻圖像是清晰的設備和可視范圍內(nèi)物體的圖 像。假如被檢測SF6電氣設備存在SF6氣體泄漏，由于SF6氣體對特定波長的激光強烈的吸 收，導致反射回激光檢漏裝置的激光能量銳減，從而在被檢測區(qū)域形成云霧狀陰影，SE6激 光檢漏裝置在檢測到可疑圖像后，可以圖像經(jīng)過裝置的數(shù)據(jù)處理最終得到穩(wěn)定、清晰、可靠 的視頻圖像。從而實現(xiàn)使通常狀態(tài)下肉眼不可視的SE6氣體和SF6電氣設備存在的漏點變得 清晰可見，便于電力系統(tǒng)的檢測人員快速、精確的定位出被檢測SF6電氣設備存在的 漏點， 使設備的檢修工作變得有據(jù)可依。應當理解，上面僅以開啟激光為例進行了詳細描述。類似地，本實用新型的檢測 SF6的激光檢測裝置在一般情況下，可以關(guān)閉激光器，僅以天空為背景通過紅外鏡頭接收太 陽光源等其他光源并成像，來精確定位較大泄漏的漏點。接收太陽光源等其他光源進行漏 點檢測工作原理類似于開啟激光，接收激光光源時進行漏點檢測。另外，還可以將激光器開 啟的同時也接收太陽光，通過調(diào)光控制器調(diào)整激光光源，使得紅外鏡頭獲得合適的光源。為 簡明起見，此處不再贅述。本裝置具有以下優(yōu)點獨特的光電視頻成像技術(shù)使戶外檢測從此不再受陽光的影響，任何情況下都可得 到類似以在4. 5米處觀看48寸寬銀幕電影的效果，使SF6電氣設備的漏點查找工作變的輕 松、舒服、暢快。通過引用數(shù)字圖像處理技術(shù)解決了單純紅外技術(shù)不適用于室內(nèi)或陰天無太陽光 情況下的使用。裝置在不開激光的情況下仍可借助太陽光中的紅外線來獲得清晰的成像效
^ ο紋波抑制圖像對比度處理技術(shù)，屏蔽和減弱了輸出的圖像中存在雜散噪波，大幅 度的提高了檢測精度，使得顯示效果猶如數(shù)碼相機般清晰。漏點定位迅速、精確。在使用該裝置進行SF6電氣設備漏點檢測時，被檢測設備無需停電，隨時可進行 SF6漏點查找工作，并根據(jù)查找結(jié)果有序的開展設備檢修工作。[0041] 本領(lǐng)域技術(shù)人員可顯見，可對本實用新型的上述示例性實施例進行各種修改和變 型而不偏離本實用新型的精神和范圍。因此，旨在使本實用新型覆 蓋落在所附權(quán)利要求書 及其等效技術(shù)方案范圍內(nèi)的對本實用新型的修改和變型。
權(quán)利要求一種檢測六氟化硫的激光檢漏裝置，其特征在于，包括電源單元；接收光源并成像的紅外鏡頭；濾光器，置于所述紅外鏡頭后，并對周圍環(huán)境陽光中同等波段光線進行屏蔽處理；成像器，與所述電源單元相連并將形成的檢測圖像輸出；數(shù)據(jù)處理單元，與所述成像器相連，并將成像器輸出的檢測圖像進行精確處理以輸出檢測結(jié)果圖像。
2.如權(quán)利要求1所述的激光檢漏裝置，其特征在于，所述光源包括太陽光和/或激光。
3.如權(quán)利要求2所述的激光檢漏裝置，其特征在于，所述激光檢漏裝置還包括 激光器，與所述電源單元相連并由所述電源單元供電；擴束鏡，置于所述激光器前端，使所述激光器發(fā)出的激光通過并進行視場角度調(diào)整； 紅外指示器，與所述電源單元相連并由所述電源單元供電，標示當前狀態(tài)下激光光束 位置。
4.如權(quán)利要求1所述的激光檢漏裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理單元還包括 數(shù)字圖像處理單元，從所述成像器接收檢測圖像并將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像；圖像對比度處理單元，從所述數(shù)字處理單元中接收數(shù)字圖像，對數(shù)字圖像進行對比度 處理，以獲得對比度分辨率隨背景灰度變化的圖像；漏點精確定位單元，從所述圖像對比度處理單元接收數(shù)字圖像，并根據(jù)不同圖像在同 等背景下成像的差異化來精確定位六氟化硫漏點位置以輸出檢測結(jié)果圖像。
5.如權(quán)利要求4所述的激光檢漏裝置，其特征在于，所述對比度處理包括基于視覺空 間分辨率、時間分辨率、頻率分辨率進行對比度處理。
6.如權(quán)利要求1 4任一項所述的激光檢漏裝置，其特征在于，所述激光檢漏裝置還包括錄像機，與所述數(shù)據(jù)處理單元相連，以存儲檢測結(jié)果圖像。
7.如權(quán)利要求1 4任一項所述的激光檢漏裝置，其特征在于，所述激光檢漏裝置還包括光電視頻眼鏡，與所述數(shù)據(jù)處理單元相連，以顯示檢測結(jié)果圖像。
8.如權(quán)利要求7所述的激光檢漏裝置，其特征在于，所述光電視頻眼鏡是可拆卸的。
9.如權(quán)利要求1 4任一項所述的激光檢漏裝置，其特征在于，所述激光檢漏裝置還包括與所述數(shù)據(jù)處理單元相連的PAL或NTSC制式標準視頻輸出接口。
專利摘要本實用新型提供了一種檢測六氟化硫的激光檢漏裝置，它包括電源單元；接收光源并成像的紅外鏡頭；濾光器，置于所述紅外鏡頭前，并對周圍環(huán)境陽光中同等波段光線進行屏蔽處理；成像器，與所述電源單元相連并將形成的檢測圖像輸出；數(shù)據(jù)處理單元，與所述成像器相連，并將成像器輸出的檢測圖像進行精確處理以輸出檢測結(jié)果圖像。所述光源包括太陽光和/或激光。采用本實用新型的檢測六氟化硫的激光檢漏裝置，使檢測六氟化硫漏點不受陽光條件的限制，并且漏點定位迅速，大幅度的提高了檢測精度；可以在被檢測設備運行的情況下，隨時進行六氟化硫漏點查找和檢修工作。
文檔編號G01M3/38GK201600230SQ20092021425
公開日2010年10月6日 申請日期2009年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月27日
發(fā)明者孫健, 葛競天, 鄧科平 申請人:上海歐脈電力監(jiān)測設備有限公司