一种基于激光诱振的支柱瓷绝缘子检测装置及检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于激光诱振的支柱瓷绝缘子检测装置及检测方法，涉及支柱瓷绝缘子检测领域。本发明专利技术包括脉冲激光器、透镜系统、超声接收系统和计算机；透镜系统包括分光镜、衰减片、第一透镜和第二透镜；脉冲激光器产生的激光照射在透镜系统上；超声接收系统包括第一光电探测器、自适应激光干涉仪、第二光电探测器、数据采集卡和信号处理器；信号处理器与计算机电性连接。本发明专利技术通过将脉冲激光器产生的激光经透镜系统后照射在支柱瓷绝缘子的表面上并激发出超声信号，且此超声信号经超声接收系统后送入计算机中进行支柱瓷绝缘子破损检测，有效的提高了支柱瓷绝缘子的检测效率，并减轻了工作人员的劳动压力。

Detection device and detection method of pillar porcelain insulator based on laser induced vibration

The invention discloses a detection device and a detection method for a pillar porcelain insulator based on laser induced vibration, and relates to the field of pillar porcelain insulator detection. The invention comprises a pulse laser, a lens system, an ultrasonic receiving system and a computer; a lens system comprises a spectroscope, a attenuating plate, a first lens and a second lens; a laser produced by a pulse laser irradiates a lens system; and an ultrasonic receiving system comprises a first photoelectric detector, an adaptive laser interferometer, and a second photoelectric. A detector, a data acquisition card and a signal processor; the signal processor is electrically connected with the computer. The invention effectively improves the detection efficiency of the pillar porcelain insulator by irradiating the laser produced by the pulse laser through the lens system on the surface of the pillar porcelain insulator and exciting the ultrasonic signal, and the ultrasonic signal is sent to the computer after the ultrasonic receiving system to detect the pillar porcelain insulator breakage, and the detection efficiency of the pillar porcelain insulator is reduced. The working pressure of the staff.

【技术实现步骤摘要】
一种基于激光诱振的支柱瓷绝缘子检测装置及检测方法
本专利技术属于支柱瓷绝缘子检测领域，特别是涉及一种基于激光诱振的支柱瓷绝缘子检测装置及检测方法。
技术介绍
高压电气设备作为电力系统的重要组成部分，其运行状况直接关系着电网的安全稳定，而电网中断路器又是高压电气设备的重要组成部分，一旦发生故障必然会对电网的可靠运行造成威胁；根据统计数据表明，60％-70％的断路器故障都是由起支撑作用的支柱瓷绝缘子发生破损而引起的。近几年输变电设备的运行实践表明，防止支柱绝缘子破损行之有效的方法是对支柱绝缘子进行检查或检测；这种方法能够提前发现其外部和内部的缺陷，从而尽早排除事故隐患。目前，常用的最有效的检测方法是在绝缘子法兰口附近进行超声爬波检测，此方法对发现铸铁法兰内部裂纹的检测非常有效；但超声波检测必须在停电状态下进行，同时该检测法比较费时、费力，难以实现对变电站绝缘子的普查工作，在一定程度上增加了工作人员的劳动压力。因此有待研究一种利用激光诱振来对支柱瓷绝缘子进行非接触带电检测的方法来提高人们的检测效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于激光诱振的支柱瓷绝缘子检测装置及检测方法，通过将脉冲激光器产生的激光经透镜系统后照射在支柱瓷绝缘子的表面上并激发出超声信号，且此超声信号经超声接收系统后送入计算机中进行支柱瓷绝缘子破损检测，解决了现有超声波检测方法不能够在支柱瓷绝缘子带电情况下进行检测以及检测效率低的问题。为解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术为一种基于激光诱振的支柱瓷绝缘子检测装置，包括脉冲激光器、透镜系统、超声接收系统和计算机；所述透镜系统包括分光镜、衰减片、第一透镜和第二透镜；其中，所述分光镜、衰减片和第一透镜构成第一光路；所述分光镜和第二透镜构成第二光路；所述脉冲激光器产生的激光照射在透镜系统的分光镜上；所述超声接收系统包括第一光电探测器、自适应激光干涉仪、第二光电探测器、数据采集卡和信号处理器；所述第一光电探测器、数据采集卡和信号处理器之间依次电性连接并构成一触发通路；所述自适应激光干涉仪、第二光电探测器、数据采集卡和信号处理器之间依次电性连接并构成一检测通路；所述信号处理器与计算机电性连接；所述触发通路接收通过第一光路上传导的激光；所述检测通路接收第二光路的激光照射在支柱瓷绝缘子所产上的超声信号。一种基于激光诱振的支柱瓷绝缘子检测方法，包括以下步骤：S001：脉冲激光器产生的激光通过分光镜分成第一激光束和第二激光束；S002：所述第一激光束依次经第一光路上的衰减片衰减和第一透镜聚焦后，被第一光电探测器接收；S003：所述第一光电探测器将接收到的第一激光束转化为电信号送入数据采集卡中，作为超声信号的采集触发；所述数据采集卡将采集到的电信号输送至信号处理器处理后，送入计算机中；S004：所述第二激光束经第二光路上的第二透镜聚焦后，照射在支柱瓷绝缘子的表面上并激发出超声信号；S005：所述超声信号经自适应激光干涉仪接收，且所述自适应激光干涉仪将接收到的超声信号解调后以电压的形式传输到第二光电探测器；S006：所述第二光电探测器将电信号送入到数据采集卡中；所述数据采集卡将采集到的电信号输送至信号处理器处理后，送入计算机中；所述计算机通过分析软件接收支柱瓷绝缘子的声学响应，并判断支柱瓷绝缘子是否存在缺陷。进一步地，所述脉冲激光器所产生的激光波长为532nm，脉宽为10ns；且激光的重复频率为10Hz；其中所述脉冲激光器所产生的单脉冲激光能量不超过180mJ。进一步地，所述第一激光束的能量为脉冲激光器所产生激光能量的5％。本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术通过将脉冲激光器产生的激光经透镜系统后照射在支柱瓷绝缘子的表面上并激发出超声信号，且此超声信号经超声接收系统后送入计算机中进行支柱瓷绝缘子破损检测；此检测过程在支柱瓷绝缘子带电情况下通过激光使支柱瓷绝缘子产生振动激励，并通过计算机的软件分析支柱瓷绝缘子的声学响应来判断支柱瓷绝缘子是否存在缺陷，有效的提高了支柱瓷绝缘子的检测效率，并减轻了工作人员的劳动压力，及早排除电力隐患，保证电力的正常输出。2、本专利技术通过将脉冲激光器产生的激光经分光镜作用后产生两激光束，一激光束经第一光路和触发通路后送入到计算机中，作为超声信号的采集触发，可有效的避免了外界对支柱瓷绝缘子检测装置的干扰，保证了支柱瓷绝缘子缺陷的检测精度。当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术一种基于激光诱振的支柱瓷绝缘子检测装置的原理图；图2为本专利技术一种基于激光诱振的支柱瓷绝缘子检测装置的结构图；附图中，各标号所代表的部件列表如下：1-脉冲激光器，2-透镜系统，3-超声接收系统，4-计算机，201-分光镜，202-衰减片，203-第一透镜，204-第二透镜，301-第一光电探测器，302-自适应激光干涉仪，303-第二光电探测器，304-数据采集卡，305-信号处理器。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1-2所示，本专利技术为一种基于激光诱振的支柱瓷绝缘子检测装置，包括脉冲激光器1、透镜系统2、超声接收系统3和计算机4；透镜系统2包括分光镜201、衰减片202、第一透镜203和第二透镜204；脉冲激光器1为YAG脉冲激光器；其中，分光镜201、衰减片202和第一透镜203构成第一光路；分光镜201和第二透镜204构成第二光路；透镜系统2主要是作用是将脉冲激光器1所产生的激光分成第一激光束和第二激光束，第一激光束经衰减和聚焦后被触发通路进行接收处理；第二激光束经聚焦后照射在支柱瓷绝缘子表面产生超声信号，并被检测通路进行接收处理。其中当脉冲激光入射到支柱瓷绝缘子固体表面时，支柱瓷绝缘子固体浅表面吸收光能并迅速转化为热能，使支柱瓷绝缘子表面产生瞬间局部温升现象，支柱瓷绝缘子固体浅表面由于温升现象发生体积膨胀而产生表面切向力，从而激发出超声信号。如果入射激光的光功率密度低于固体表面的损伤阈值，则产生的热能不会熔化支柱瓷绝缘子的固体表面，而支柱瓷绝缘子表层的局部温升没有导致材料的任何相变，此时主要是热弹激发起主要作用。热弹激发效应对材料表面不会产生损伤，这不仅符合严格无损检测的特点，且能产生声波。在支柱瓷绝缘子中传播的超声波遇到裂纹和气隙缺陷时，会产生超声回波；通过检测超声波与超声回波，即可对缺陷的位置和特征进行判断；而本专利技术就是利用此原理对支柱瓷绝缘子的缺陷进行检测。脉冲激光器1产生的激光照射在透镜系统2的分光镜201上；超声接收系统3包括第一光电探测器301、自适应激光干涉仪302、第二光电探测器303、数据采集卡304和信号处理器305；第一光电探测器301、数据采集卡3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于激光诱振的支柱瓷绝缘子检测装置，其特征在于：包括脉冲激光器(1)、透镜系统(2)、超声接收系统(3)和计算机(4)；所述透镜系统(2)包括分光镜(201)、衰减片(202)、第一透镜(203)和第二透镜(204)；其中，所述分光镜(201)、衰减片(202)和第一透镜(203)构成第一光路；所述分光镜(201)和第二透镜(204)构成第二光路；所述脉冲激光器(1)产生的激光照射在透镜系统(2)的分光镜(201)上；所述超声接收系统(3)包括第一光电探测器(301)、自适应激光干涉仪(302)、第二光电探测器(303)、数据采集卡(304)和信号处理器(305)；所述第一光电探测器(301)、数据采集卡(304)和信号处理器(305)之间依次电性连接并构成一触发通路；所述自适应激光干涉仪(302)、第二光电探测器(303)、数据采集卡(304)和信号处理器(305)之间依次电性连接并构成一检测通路；所述信号处理器(305)与计算机(4)电性连接；所述触发通路接收通过第一光路上传导的激光；所述检测通路接收第二光路的激光照射在支柱瓷绝缘子所产上的超声信号。

【技术特征摘要】
1.一种基于激光诱振的支柱瓷绝缘子检测装置，其特征在于：包括脉冲激光器(1)、透镜系统(2)、超声接收系统(3)和计算机(4)；所述透镜系统(2)包括分光镜(201)、衰减片(202)、第一透镜(203)和第二透镜(204)；其中，所述分光镜(201)、衰减片(202)和第一透镜(203)构成第一光路；所述分光镜(201)和第二透镜(204)构成第二光路；所述脉冲激光器(1)产生的激光照射在透镜系统(2)的分光镜(201)上；所述超声接收系统(3)包括第一光电探测器(301)、自适应激光干涉仪(302)、第二光电探测器(303)、数据采集卡(304)和信号处理器(305)；所述第一光电探测器(301)、数据采集卡(304)和信号处理器(305)之间依次电性连接并构成一触发通路；所述自适应激光干涉仪(302)、第二光电探测器(303)、数据采集卡(304)和信号处理器(305)之间依次电性连接并构成一检测通路；所述信号处理器(305)与计算机(4)电性连接；所述触发通路接收通过第一光路上传导的激光；所述检测通路接收第二光路的激光照射在支柱瓷绝缘子所产上的超声信号。2.如权利要求1所述的一种基于激光诱振的支柱瓷绝缘子检测方法，其特征在于，包括以下步骤：S001：脉冲激光器(1)产生的激光通过分光镜(201)分成第一激光束和第二激光束；S002：所述第一激光束依次经第一光路上...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵永生，秦浩，
申请(专利权)人：赵永生，
类型：发明
国别省市：安徽,34