電力設備發熱診斷用廣角紅外透鏡的製作方法
2023-05-01 09:32:11 1
專利名稱：電力設備發熱診斷用廣角紅外透鏡的製作方法
技術領域：
本發明涉及紅外透鏡，特別是與紅外成像儀配套作用，用於密閉電力設備器發熱診斷的廣角紅外透鏡及其單面安裝結構。
背景技術：
封閉開關設備的電壓等級多為35kV及以下中低電壓，因而工作電流大，內部部件如觸點和母線排連接處等部位因老化和接觸電阻過大而發熱，如不及時發現和排除熱故障隱患，由此容易導致火災和大面積、長時間停電事故。紅外成像儀等測溫儀器在電力設備的發熱診斷中已得到了廣泛成熟的應用，由於其對故障點的檢測是非接觸和帶電的，對電力設備的熱故障隱患的診斷具有效率高、判斷準確、圖像直觀、安全可靠、不受電磁幹擾、探測距離遠和檢測速度快等特點，使電力設備的早期故障診斷和預防性維修變得簡單方便。但該應用僅限於敞開的設備，對大量運行的封閉開關設備由於其外殼的阻隔，需要在外殼上安裝紅外透鏡才能使用紅外熱成像儀等進行發熱診斷。通過紅外透鏡檢測和監視全封閉的高壓開關設備內部的工作溫度，尤其是觸點、 母線排連接等處，提前發現和排除熱故障隱患，對電力系統的安全可靠運行非常重要和必要。目前，常用於紅外透鏡的透紅外多線材料以單晶矽、單晶鍺、硒化鋅、硫化鋅等無機晶體材料加工而成。這類材料的共同特點是價格貴，尺寸小、機械性能差、理化穩定性差。用無機晶體材料加工而成的紅外透鏡具有以下性能缺陷
1、價格貴，直徑為60毫米的圓形鏡片單價往往要上千元，尺寸稍有增越大，價格上升極大；
2、尺寸小，限制了觀測範圍，為了使紅外觀測覆蓋整個設備，往往在一臺設備上安裝多個透鏡。如果為擴大觀測範圍而增大透鏡尺寸，但無機晶體材料紅外透鏡的尺寸一般不超過到直徑100毫米，再大，則很難加工成功；
3、機械性能差，無機晶體紅外材料透鏡易碎，不能任何受到擠壓、拉伸、彎曲和震動的作用，稍有不注意就破損了，給設備外殼留下空洞，造成安全隱患；
4、表面硬度很低，容易磨花。如果透鏡表面有汙穢或灰塵，只能用軟棉布沾無水酒精輕輕檫拭；
5、穩定性差，易水解，不耐酸鹼的腐蝕，不能在有汙染和溼度大的環境下長期工作。這些技術問題嚴重影響了紅外檢測技術在封閉開關設備上的推廣應用，成為了該類設備發熱狀態檢測和狀態檢修的障礙。
發明內容
本發明的目的是提供一種理化性能穩定，成像質量高的電力設備器發熱診斷用廣角紅外透鏡。本發明的目的是這樣實現的一種電力設備發熱診斷用廣角紅外透鏡，包括負焦距FRESNEL透鏡，材質為LLDPE樹脂的所述透鏡的一個側面上沿同心圓設置有若干齒槽，從透鏡圓心向圓周的直徑方向上，相鄰齒槽之間的距離漸次縮小，且所有齒槽的深度相同。上述相鄰齒槽之間形成截面為銳角三角形的齒突。上述透鏡直徑為30mm，厚度為0. 38mm,焦距為_330mm。上述齒槽的深度為50m。本發明的另一目的是提供上述透鏡的單面安裝結構。本發明的另一目的是這樣實現的一種廣角紅外透鏡的單面安裝結構，透鏡經密封膠固定在金屬窗框上，金屬窗框經抽芯鉚釘安裝在高壓開關設備外殼開設的圓形窗口上，且外蓋旋接在金屬窗框上。與現有技術相比，本發明的有益效果是
1、紅外光學樹脂材料並加工成廣角特點結構的紅外透鏡具有理化性能穩定、價格較低以及成像質量高的優點。紅外光學樹脂材料物理化學性能穩定，能克服無機晶體材料上述缺陷。在紅外光學性能方面，不僅有較高的長波紅外線透過率，而且其折射率大約為1.5， 在沒有鍍膜的情況下其反射損失為10%，不需要像無機晶體材料如單晶矽材料那樣需要在表面鍍以昂貴的增透膜來減少反射損失。先將紅外光學樹脂材料熱壓成是厚度為0. 38毫米的薄膜，兩面為平面。再採用了準分子雷射微加工系統加工成負焦距FRESNEL透鏡，準分子雷射微加工系統的加工能力可使透鏡加工按最優光學方案進行，透鏡採用完全非球表面，而沒採用圓錐形的齒槽；採用非周期的齒槽結構，即在若干齒槽是同心圓設置相鄰齒槽間距增有透鏡邊緣到中心，齒槽數是減少的，而沒採用在徑向單位長度內具有固定的齒槽數的結構；同時又保持所有齒槽的深度不變。這些措施減少了不確定的散射和衍射，減少了透鏡光學誤差，提高了透鏡成像質量和對特定波長範圍光線的透過率。通過在兼顧成像質量的前提下，根據封閉開關設備的尺寸和檢測範圍來確定適當透鏡的負焦距，擴大了視角。 配合鏡框安裝於封閉開關設備外殼適當位置，在其狹窄的空間內可使觀察範圍擴大2至4 倍。LLDPE樹脂材料的物理化學參數如表1。表1 :LLDPE樹脂材料的物理化學參數
權利要求
1.一種電力設備發熱診斷用廣角紅外透鏡，包括，負焦距FRESNEL透鏡(1)，其特徵是 所述材質為LLDPE樹脂的所述透鏡(1)的一個側面上沿同心圓設置有若干齒槽，從透鏡(1) 圓心向圓周的直徑方向上，相鄰齒槽之間的距離漸次縮小，且所有齒槽的深度相同。
2.根據權利要求1所述的電力設備發熱診斷用廣角紅外透鏡，其特徵是所述透鏡(1) 直徑為30mm，厚度為0. 38mm，焦距為_330mm。
3.根據權利要求1或2所述的電力設備發熱診斷用廣角紅外透鏡，其特徵是所述齒槽的深度為50 m。
4.根據權利要求3所述的電力設備發熱診斷用廣角紅外透鏡，其特徵是所述相鄰齒槽之間形成截面為銳角三角形的齒突。
全文摘要
一種電力設備發熱診斷用廣角紅外透鏡，屬與紅外成像儀配套使用，用於密閉電力設備發熱診斷的紅外透鏡，材質為LLDPE樹脂的負焦距FRESNEL透鏡的一個側面上沿同心圓設置有若干齒槽，從透鏡1圓心向圓周的直徑方向上，相鄰齒槽之間的距離漸次縮小，且所有齒槽的深度相同。本發明具有理化性能穩定，造價較低且成像質量高的優點。
文檔編號G01J5/08GK102288296SQ20111014000
公開日2011年12月21日 申請日期2011年5月27日 優先權日2011年5月27日
發明者張德威, 範鎮南, 陳顯坡 申請人:四川電力職業技術學院