專利名稱：一種紫外檢測用的袖珍型人工氣候箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種紫外檢測用的袖珍型人工氣候箱，屬于遙感巡檢輸電線路設(shè)
備的新技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
我國已經(jīng)開始建設(shè)交流特高壓輸電線路，到2020年前后，它將成為國內(nèi)電力系 統(tǒng)的主要骨干網(wǎng)架。特高壓輸電線路具有電壓高、鐵塔高、線路長、絕緣子串長、絕緣子 片數(shù)多、沿線地理環(huán)境復(fù)雜、安全運行的可靠性要求高等許多特點。例如鐵塔高度達(dá)到 (46-60)m、絕緣子串長度達(dá)到(9. 6-16. 0)m、每串絕緣子片數(shù)達(dá)到(48-82)片；因而，現(xiàn)有傳 統(tǒng)的定期檢查與維護方法已不再能適用于特高壓輸電線路。 為了解決這個問題，提出了以[紅外檢測-紫外檢測-直升飛機]為核心、并以電 腦和機器人技術(shù)相配合、組成一個遙感巡檢新技術(shù)系統(tǒng)的構(gòu)想，有望成為實現(xiàn)特高壓輸電 線路巡檢現(xiàn)代化的理想工具。它們能夠進行快速巡檢輸電線路設(shè)備的各種缺陷與故障點， 為及時維修提供有效的依據(jù)。 和其它的架空輸電線路相同，特高壓線路的設(shè)備同樣可以分為絕緣子、導(dǎo)線、金 具與桿塔四大類。這些設(shè)備可能產(chǎn)生的缺陷與故障，可以歸結(jié)為機械、電氣、絕緣、通道與 其他五大類；由此可知，特高壓輸電線路設(shè)備的缺陷種類繁多。為了確保運行的安全，巡檢 工作量是相當(dāng)大的。 紫外檢測是一種新的檢測技術(shù)，可以靈敏地發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常放電的初期故障，它具 有許多優(yōu)點，并且可以實現(xiàn)在線狀態(tài)監(jiān)測的目標(biāo)，從本質(zhì)上改變以往傳統(tǒng)的定期檢測方式， 實現(xiàn)安全、準(zhǔn)確、快速、高效地掌握運行中特高壓輸電線路設(shè)備的健康狀況，大量減少運行 維護的人力、物力和時間，大大減輕勞動強度；當(dāng)與直升飛機結(jié)合時，可以輕易地解決由于 山區(qū)、林區(qū)與沼澤等地理環(huán)境所帶來的困難因素。因而，這個巡檢新技術(shù)，具有很大的技術(shù) 經(jīng)濟意義和社會意義，在我國特高壓電網(wǎng)中將具有非常廣闊的應(yīng)用前景。 但是紫外檢測技術(shù)又具有許多弱點容易受到許多因素的影響，例如檢測距離、 大氣濕度、氣溫、氣壓、電壓、被檢測物的輻射率、背景干擾等。為此，需要把這些因素的影響 進行量化的研究，其中，特別是檢測距離，對于特高壓輸電線路來說，需要考慮(50-100)m。 這是特高壓基地中已有的人工氣候室所無法滿足的，并且，其使用代價也是相當(dāng)昂貴。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種紫外檢測用的袖珍型人工氣候箱，可以滿足 (50-100)m的長距離試驗、試驗時消耗少、試驗速度快。并為今后在不同氣象條件下進行長 距離快速試驗開創(chuàng)了一條新的道路。 本實用新型的技術(shù)方案是一種紫外檢測用的袖珍型人工氣候箱，包括人工氣候 調(diào)控發(fā)生器，其中的氣候參數(shù)控制反饋系統(tǒng)分別與調(diào)節(jié)氣候發(fā)生器、調(diào)節(jié)氣候循環(huán)器相連； 其特征在于還包括紫外袖珍型人工氣候箱本體、反射鏡位置控制器和軟件系統(tǒng)，軟件系統(tǒng)包括工況控制系統(tǒng)與休眠維護系統(tǒng)；軟件系統(tǒng)分別連接人工氣候調(diào)控發(fā)生器和反射鏡位置 控制器，反射鏡位置控制器連接至人工氣候箱本體中紫外反射鏡支架；人工氣候調(diào)控發(fā)生 器中的調(diào)節(jié)氣候發(fā)生器、調(diào)節(jié)氣候循環(huán)器與人工氣候箱本體的進口與出口相連； 紫外袖珍型人工氣候箱本體為多層支架結(jié)構(gòu)，每層支架由多根串聯(lián)的管道組成； 除了管道的入射端和出射端，每一層中相鄰兩管交接處都設(shè)有紫外反射鏡；在前一層的出 射管端部與下一層的入射管端部設(shè)置一對紫外反射鏡；紫外反射鏡固定在可旋轉(zhuǎn)支架上； 可旋轉(zhuǎn)支架尾部設(shè)有紫外高透玻璃，第一層的入射管以及最后一層的出射管端部也設(shè)有紫 外高透玻璃。 如上所述的紫外檢測用的袖珍型人工氣候箱，其特征在于紫外反射鏡的設(shè)計是 要求對240nm 280nm波長范圍紫外光的反射率為大于60X。 如上所述的紫外檢測用的袖珍型人工氣候箱，其特征在于紫外反射鏡的設(shè)計是 要求對240nm 280nm波長范圍紫外光的反射率為大于99. 5% 。 如上所述的紫外檢測用的袖珍型人工氣候箱，其特征在于紫外玻璃的設(shè)計是要 求對240nm 280nm波長范圍紫外光透過率為大于60X。 如上所述的紫外檢測用的袖珍型人工氣候箱，其特征在于紫外玻璃的設(shè)計是要 求對240nm 280nm波長范圍紫外光透過率為大于96X。 如上所述的紫外檢測用的袖珍型人工氣候箱，其特征在于使用可控機電結(jié)構(gòu)移 動紫外反射鏡，可以旋轉(zhuǎn)或抽插。 本實用新型的有益效果是本實用新型是一種全新設(shè)計思想的袖珍型人工氣候 室，以反射折疊的形式、達(dá)到大幅度縮小氣候室外形尺寸并減少空間占用體積的人工氣候 箱；利用多次反射的原理，實現(xiàn)以小距離進行對長距離目標(biāo)檢測的特殊試驗。建設(shè)成本低、 可以滿足(50-100)m的長距離試驗、試驗時的能量消耗少、試驗速度快(調(diào)整不同氣象參數(shù) 后所需要的穩(wěn)定時間很短)。本實用新型可為今后在不同氣象條件下進行長距離、快速試驗 開創(chuàng)了一條新的道路。

圖1為本實用新型實施例整體結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2. 1為本實用新型實施例人工氣候箱本體第一層紫外反射鏡光路結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2. 2為本實用新型實施例人工氣候箱本體第二層紫外反射鏡光路結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2. 3為本實用新型實施例人工氣候箱本體第三層紫外反射鏡光路結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2. 4為本實用新型實施例人工氣候箱本體第一、二層層間紫外反射鏡光路結(jié)構(gòu) 示意圖。 圖3為本實用新型實施例紫外反射鏡結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型做進一步的說明。
圖1中標(biāo)記的說明l-人工氣候箱本體，2-人工氣候調(diào)控發(fā)生器，3-反射鏡位置
控制器，4-軟件系統(tǒng)，5-工況控制系統(tǒng)與休眠維護系統(tǒng)，6-反射鏡組態(tài)控制系統(tǒng)。 圖2. 1中標(biāo)記的說明:7-入射窗，8. 1、8. 2、8. 3、8. 4-觀測窗，Al、A2、Bl、B2-管。[0025] 圖2. 2中標(biāo)記的說明8. 5、8. 6、8. 7、8. 8-觀測窗，A3、A4、B3、B4-管。 圖2. 3中標(biāo)記的說明8. 9、8. 10、8. 11-觀測窗，A5、 A6、 B5-管。 圖3中標(biāo)記的說明9-紫外高透玻璃，10-紫外反射鏡，11-支架，12-驅(qū)動電機。 圖1為本實用新型實施例整體結(jié)構(gòu)示意圖，本實用新型實施例包括紫外袖珍型人 工氣候箱本體1、人工氣候調(diào)控發(fā)生器2、反射鏡位置控制器3和軟件系統(tǒng)4，軟件系統(tǒng)4分 別連接人工氣候調(diào)控發(fā)生器2和反射鏡位置控制器3 ;反射鏡位置控制器3連接至人工氣 候箱本體1中紫外反射鏡支架11 ; 軟件系統(tǒng)4分為工況控制系統(tǒng)與休眠維護系統(tǒng)5和反射鏡組態(tài)控制系統(tǒng)6 ;人工 氣候調(diào)控發(fā)生器2包含氣候參數(shù)控制反饋系統(tǒng)、調(diào)節(jié)氣候發(fā)生器和調(diào)節(jié)氣候循環(huán)器三部 分，調(diào)節(jié)氣候發(fā)生器、調(diào)節(jié)氣候循環(huán)器與人工氣候箱本體1的進口、出口相連，氣候參數(shù)控 制反饋系統(tǒng)與調(diào)節(jié)氣候發(fā)生器、調(diào)節(jié)氣候循環(huán)器相連； 紫外袖珍型人工氣候箱本體1為多層支架結(jié)構(gòu)，每層支架由多根串聯(lián)的管道組 成；除開管的入射端和出射端，每一層中相鄰兩管交接處都設(shè)有紫外反射鏡10 ;在前一層 的出射管端部與下一層的入射管端部設(shè)置一對紫外反射鏡10 ;紫外反射鏡10固定在可旋 轉(zhuǎn)支架11上；可旋轉(zhuǎn)支架11尾部設(shè)有紫外高透玻璃9，第一層的入射管以及最后一層的出 射管端部也設(shè)有紫外高透玻璃9。 紫外反射鏡10的設(shè)計是要求對240nm 280nm波長范圍紫外光的反射率至少大 于60% ，要達(dá)到良好效果建議達(dá)到99. 5%以上。紫外高透玻璃9的設(shè)計是要求對240nm 280nm波長范圍紫外光透過率至少大于60% ，要達(dá)到良好效果建議達(dá)到96%以上。使用可 控機電結(jié)構(gòu)移動紫外反射鏡io，可以旋轉(zhuǎn)或抽插。 具體結(jié)構(gòu)實施例如下 (1)紫外袖珍型人工氣候箱本體1 人工氣候箱本體l可以根據(jù)實際的測試需要，靈活地調(diào)整組合方式。如在一 種特定的觀測距離設(shè)定下，人工氣候箱本體1可為三層支架結(jié)構(gòu)、每層支架由截面為 10cn^lOcm、長度分別為3m與2m的矩形管各兩根組成，最后一層只設(shè)兩根3m管A5、A6和一 根2m管B5，總共有六根3m與五根2m的矩形管，標(biāo)號分別為A1，A2，…，A6與B1，B2，…， B5。 圖2. 1-2. 4為本實用新型實施例人工氣候箱本體各層紫外反射鏡光路結(jié)構(gòu)示意 圖。各管交替正交串聯(lián)后的光路為放電一Al —Bl—A2 —B2 —B4 —A4 —B3 —A3 —A5 —B5 — A6 —紫外檢測儀器，參見圖2. 1-2. 4，其中斜線框表示紫外反射鏡10位置。 除開管的入射端和出射端，每一層中相鄰兩管交接處都設(shè)有一塊10cm*14cm的紫 外反射鏡10，該紫外反射鏡10與兩管軸線相交均為45度，以保證在同一層中光線按照4根 管的軸線方向前進。層與層之間，在前一層的出射管以及下一層的入射管端部設(shè)置一對額 外的紫外反射鏡10，以保證一層的光線能夠進入另一層的光路中。紫外反射鏡10分別固 定在指定位置的支架11上。同層相鄰管交接處的紫外反射鏡10，以及層間光路轉(zhuǎn)移的前 一層出射管端部的紫外反射鏡10的支架11均可轉(zhuǎn)動，即可在紫外反射鏡10與光路軸線交 45度角位置以及平行位置之間轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)光路距離的切換當(dāng)紫外反射鏡10處于45度位 置時，光線會進入下一管道繼續(xù)前進；當(dāng)處于平行位置時，光線不再繼續(xù)反射而從反射式人 工氣候箱中出射供觀測用?？尚D(zhuǎn)支架11尾部設(shè)有一塊紫外高透玻璃9，供光線的出射觀測以及氣候箱的密閉之用。第一層的入射管以及最后一層的出射管端部也設(shè)有紫外高透玻 璃9。附圖2. l-2.4中雙線以及雙線框所示即為入射窗以及觀測窗口的位置，觀測順序觀測 窗根據(jù)分別標(biāo)記為觀測窗8. 1至8. 11。 在上述結(jié)構(gòu)的人工氣候箱本體1中，箱內(nèi)光路總距離為28m，放電點設(shè)置在距第一 層入射管端部外2m處，即可以觀察的最大距離為30m，觀測窗8. 1至8. 11對應(yīng)的觀測距離 為5m、7m、10m、12m、14m、17m、19m、22m、25m、27m及30m。 (2)人工氣候調(diào)控發(fā)生器2和配套的電腦軟件系統(tǒng)4 人工氣候調(diào)控發(fā)生器2可以提供不同要求的氣象參數(shù)(濕度、溫度、氣壓等)，包 含a)氣候參數(shù)控制反饋系統(tǒng)、b)調(diào)節(jié)氣候發(fā)生器和c)調(diào)節(jié)氣候循環(huán)器三部分。氣候參數(shù) 控制反饋系統(tǒng)可以設(shè)定待控制的氣象參數(shù)，并通過傳感器反饋至調(diào)節(jié)氣候發(fā)生器和調(diào)節(jié)氣 候循環(huán)器的工作狀態(tài)。調(diào)節(jié)氣候發(fā)生器可以產(chǎn)生不同溫度、濕度和氣壓的氣體，用于調(diào)整人 工氣候箱本體1的氣象參數(shù)。調(diào)節(jié)氣候循環(huán)器驅(qū)動調(diào)節(jié)氣在人工氣候箱本體1內(nèi)循環(huán)，由 人工氣候箱本體1上端"進口 "輸入，經(jīng)過依次串聯(lián)的11根矩形管，再由下端"出口 "輸出。 調(diào)節(jié)氣候發(fā)生器、調(diào)節(jié)氣候循環(huán)器與人工氣候箱本體1的進口、出口相連，調(diào)節(jié)氣象參數(shù)時 使用氣體循環(huán)的方式，讓人工氣候箱本體1內(nèi)氣體與人工氣候調(diào)控發(fā)生器2保持一致，以便 于準(zhǔn)確控制。 為了保護人工氣候箱本體1內(nèi)的貴重部件，軟件系統(tǒng)4采用工況控制系統(tǒng)與休眠 維護系統(tǒng)5。系統(tǒng)在整個工作全過程中，由電腦按照預(yù)先設(shè)置的工況控制系統(tǒng)軟件程序控 制通過人工氣候箱本體1內(nèi)安裝的溫度、濕度、氣壓等傳感器，實時調(diào)整輸入的調(diào)節(jié)氣象 參數(shù)以保持箱內(nèi)的氣象參數(shù)在設(shè)定值要求的范圍內(nèi)。系統(tǒng)不工作時，控制系統(tǒng)自動切換到 休眠維護狀態(tài)，以使箱內(nèi)氣象條件維持在適合存放的范圍內(nèi)。 應(yīng)用實施例如下 1、距離試驗 進行距離試驗時，在第n(n = 1，2，…，11)號觀測窗測量時，按照以下步驟進行 (1)安裝好信號源和檢測儀后測定信號源與輸入窗的距離記為L"輸出窗與檢測 儀之間的距離記為1^。 (2)設(shè)定n號輸出窗口的紫外反射鏡10(如果存在)至附圖3中水平位置(定義 狀態(tài)為"開")，查第n號觀測窗對應(yīng)的光路距離為dn，這時有效測試距離為L = L一《+L2。 (3)完成該距離的試驗后，設(shè)定n號輸出窗口的紫外反射鏡10(如果存在)至附圖 3中的斜45度方向(定義狀態(tài)為"合")，以便后續(xù)試驗。 2、濕度試驗 按照上述1中的方法設(shè)定好試驗距離，并按照下述3中的方法設(shè)定好氣壓參數(shù)后， 按以下步驟進行 (1)調(diào)整人工氣候調(diào)控發(fā)生器2中氣候參數(shù)控制反饋系統(tǒng)的濕度參數(shù)至指定值。
(2)調(diào)整調(diào)節(jié)氣候發(fā)生器，使加濕器和干空氣混合產(chǎn)生指定濕度的調(diào)節(jié)氣。
(3)開啟調(diào)節(jié)氣候發(fā)生器和循環(huán)器，使調(diào)節(jié)氣開始在紫外袖珍型人工氣候箱本體 1內(nèi)循環(huán)。 (4)在氣候參數(shù)控制反饋系統(tǒng)的濕度傳感器示數(shù)達(dá)到設(shè)定值并穩(wěn)定后(大約需要 幾分鐘，根據(jù)發(fā)生器的氣體流量和箱體體積確定)，關(guān)閉調(diào)節(jié)氣候發(fā)生器，保持調(diào)節(jié)氣候循環(huán)器工作，然后開始濕度試驗。 (5)試驗過程中濕度參數(shù)可能會發(fā)生變化，氣候參數(shù)控制反饋系統(tǒng)適時開啟和關(guān) 閉調(diào)節(jié)氣候發(fā)生器，保持濕度參數(shù)穩(wěn)定在設(shè)定值附近。 (6)試驗完成后需要先讓箱內(nèi)的濕度達(dá)到紫外反射鏡10和支架機電結(jié)構(gòu)存放所 允許的濕度范圍。 其中，第(1)至第(5)步由工況控制系統(tǒng)自動完成，第(6)步由休眠維護系統(tǒng)自動 完成。 3、氣壓試驗 按上述1和2的方法設(shè)定好試驗距離和濕度，設(shè)定氣候參數(shù)控制反饋系統(tǒng)的氣壓
參數(shù)至指定值，借由反饋系統(tǒng)控制抽氣機工作，使箱內(nèi)氣壓穩(wěn)定在指定值上。 試驗完成后，需要關(guān)閉抽氣機，并使箱內(nèi)氣壓恢復(fù)至常壓狀態(tài)。 多次反射后得到的長距離信號與現(xiàn)場的直接長距離信號之間是有差別的，其中紫
外反射鏡10的衰減累積起主要作用，所以，本實用新型實施例在選用紫外高透玻璃9和紫
外反射鏡10時，要求其透射率和反射率盡可能地高(至少大于60%，要達(dá)到良好效果建議
達(dá)到96%和99. 5%以上)。兩者的差別可由實測的校正曲線進行修正。
權(quán)利要求一種紫外檢測用的袖珍型人工氣候箱，包括人工氣候調(diào)控發(fā)生器，其中的氣候參數(shù)控制反饋系統(tǒng)分別與調(diào)節(jié)氣候發(fā)生器、調(diào)節(jié)氣候循環(huán)器相連；其特征在于還包括紫外袖珍型人工氣候箱本體、反射鏡位置控制器和軟件系統(tǒng)，軟件系統(tǒng)包括工況控制系統(tǒng)與休眠維護系統(tǒng)；軟件系統(tǒng)分別連接人工氣候調(diào)控發(fā)生器和反射鏡位置控制器，反射鏡位置控制器連接至人工氣候箱本體中紫外反射鏡支架；人工氣候調(diào)控發(fā)生器中的調(diào)節(jié)氣候發(fā)生器、調(diào)節(jié)氣候循環(huán)器與人工氣候箱本體的進口與出口相連；紫外袖珍型人工氣候箱本體為多層支架結(jié)構(gòu)，每層支架由多根串聯(lián)的管道組成；除了管道的入射端和出射端，每一層中相鄰兩管交接處都設(shè)有紫外反射鏡；在前一層的出射管端部與下一層的入射管端部設(shè)置一對紫外反射鏡；紫外反射鏡固定在可旋轉(zhuǎn)支架上；可旋轉(zhuǎn)支架尾部設(shè)有紫外高透玻璃，第一層的入射管以及最后一層的出射管端部也設(shè)有紫外高透玻璃。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫外檢測用的袖珍型人工氣候箱，其特征在于紫外反射鏡 的設(shè)計是要求對240nm 280nm波長范圍紫外光的反射率為大于60%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫外檢測用的袖珍型人工氣候箱，其特征在于紫外反射鏡 的設(shè)計是要求對240nm 280nm波長范圍紫外光的反射率為大于99. 5% 。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫外檢測用的袖珍型人工氣候箱，其特征在于紫外玻璃的 設(shè)計是要求對240nm 280nm波長范圍紫外光透過率為大于60%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫外檢測用的袖珍型人工氣候箱，其特征在于紫外玻璃的 設(shè)計是要求對240nm 280nm波長范圍紫外光透過率為大于96% 。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫外檢測用的袖珍型人工氣候箱，其特征在于使用可控機 電結(jié)構(gòu)移動紫外反射鏡，可以旋轉(zhuǎn)或抽插。
專利摘要本實用新型提供了一種紫外檢測用的袖珍型人工氣候箱，包括紫外袖珍型人工氣候箱本體、人工氣候調(diào)控發(fā)生器、反射鏡位置控制器和軟件系統(tǒng)；人工氣候箱本體為多層支架結(jié)構(gòu)，每層支架由多根串聯(lián)的管道組成；除開管的入射端和出射端，每一層中相鄰兩管交接處都設(shè)有紫外反射鏡；在前一層的出射管端部以及下一層的入射管端部設(shè)置一對紫外反射鏡；紫外反射鏡固定在可旋轉(zhuǎn)支架上；可旋轉(zhuǎn)支架尾部設(shè)有紫外高透玻璃，第一層的入射管以及最后一層的出射管端部也設(shè)有紫外高透玻璃。本實用新型利用多次反射的原理，實現(xiàn)以小距離進行對長距離目標(biāo)檢測的特殊試驗。建設(shè)成本低、試驗時消耗少、試驗速度快，調(diào)整不同氣象參數(shù)后所需要的穩(wěn)定時間很短。
文檔編號G01R31/08GK201527462SQ20092022799
公開日2010年7月14日 申請日期2009年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月10日
發(fā)明者丁一正, 姚濤, 曹晶, 王柯, 王黎明, 鄧杰杰, 陳勇 申請人:國網(wǎng)電力科學(xué)研究院;清華大學(xué)深圳研究生院