用于变电站红外测温及SF6气体光谱监测的定标装置及定标方法制造方法及图纸

一种用于变电站红外测温及SF6气体光谱监测的定标装置及定标方法，其中定标装置包括：高温黑体辐射源，用于发射红外光谱；气池，其由密封的气体室以及沿光源传输路径设置于所述气体室两端的入射窗和出射窗组成，高温黑体辐射源发射的红外光谱从所述入射窗射入，并从所述出射窗射出；探测器，用于采集经所述气池的出射窗射出的红外光谱；以及计算机，接收由所述探测器输出的光谱数据，并对光谱数据进行处理和计算。本发明专利技术的用于变电站红外测温及SF6气体光谱监测的定标装置及定标方法利用气池的真空环境和充气环境，准确计算出了充气环境的吸收谱线。

【技术实现步骤摘要】
用于变电站红外测温及SF6气体光谱监测的定标装置及定标方法
本专利技术涉及光谱监测
，具体涉及一种用于变电站红外测温及SF6气体光谱监测的定标装置及定标方法。
技术介绍
近年来，电力作为国民经济的大动脉，供电系统的可靠运行成为了电力设备运维部门的首要任务，而发热故障一直是设备运行管理过程中的重点和难点，因此变电站运行设备温度的实时测量是长期未解决的难题；红外检测技术是集成了计算机技术、图像技术和光电成像技术多种科学技术为一体的一种在线检测技术。这种技术主要是通过物体表面的温度的不同,散发出的红外辐射量不同这一特点,把物体的热像通过显示器显示出来的过程。非接触式红外测温器就是通过红外检测技术实现了远距离的物体检测,这对一些危险环境的检测提供了安全保障,在工业温控领域有着重要的意义。但是，红外图像测温的难点在于其准确性，对红外光谱数据的定标要求极高，定标参数的准确性直接影响到测温的准确性。SF6气体有着良好的绝缘性和灭弧性能，已经在变电站的高压电气开关设备领域得到了充分的应用。由于高压电气开关设备的制造和安装有着一定的差异，以及使用时间过久后会出现产品材料老化的现象出现，因此，SF6高压电气开关设备在生产运行中存在着气体泄漏现象,这将会影响设备的正常运行，也会给工作人员的人身安全带来一定的安全隐患。若能够监测SF6的气体的泄漏情况，就可以防患于未然，减少事故的发生。红外光谱分析法可以非接触式监测SF6气体泄漏情况，SF6气体放电每一种分解产物都存在一个或多个吸收明显的红外光谱特征峰，根据红外光谱特征峰大小，可判断SF6气体的泄漏情况。因此，为准确提取特征峰以及标定泄漏气体浓度，亟需一种能严格准确获取定标参数的定标设置。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有技术存在的上述问题，提供了一种可更加精确计算线损的用于变电站红外测温及SF6气体光谱监测的定标装置及定标方法，以解决现有技术中红外测温准确性以及SF6红外光谱监测法中泄漏气体光谱峰值大小不准的技术问题。为实现上述目的，本专利技术提供了一种用于变电站红外测温及SF6气体光谱监测的定标装置，包括：高温黑体辐射源，用于发射红外光谱；气池，其由密封的气体室以及沿光源传输路径设置于所述气体室两端的入射窗和出射窗组成，高温黑体辐射源发射的红外光谱从所述入射窗射入，并从所述出射窗射出；探测器，用于采集经所述气池的出射窗射出的红外光谱；以及计算机，接收由所述探测器输出的光谱数据，并对光谱数据进行处理和计算。作为本专利技术的进一步优选技术方案，所述气池的入射窗和出射窗均为深低温的氦屏，所述气池的气体室用于充入预设的气体或抽成真空。作为本专利技术的进一步优选技术方案，所述探测器的入射前端还设有干涉系统，由所述气池的出射窗射出的红外光谱经干涉系统过滤后汇集于所述探测器的表面。作为本专利技术的进一步优选技术方案，所述计算机包括：干涉数据池，用于缓存由探测器输出至计算机的光谱数据；傅里叶变换模块，用于将缓存的光谱数据通过傅里叶变换后生成红外光谱谱线图；非线性校正模块，用于对红外光谱谱线图中探测器的像元进行校正，并通过读取预设的校正参数，将探测器的像元输出信号强度与红外辐射量校正为线性；光谱平均模块，用于将校正后的光谱数据通过累加每帧对应的像元数据，以得到每个像元的平均值；辐射定标模块，用于输入经光谱平均模块处理后的光谱数据，并计算得到定标参数；以及定标参数池，用于存储计算得到的定标参数。作为本专利技术的进一步优选技术方案，所述预设的气体为空气或SF6气体。作为本专利技术的进一步优选技术方案，所述探测器为非制冷红外焦平面探测器。根据本专利技术的另一方面，本专利技术还提供了一种用于变电站红外测温及SF6气体光谱监测的定标方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，将气池抽成真空，设定高温黑体辐射源的温度为T1，计算机获取由探测器在当前条件下采集的光谱数据，并对光谱数据进行处理，然后根据处理结果计算当前条件下的红外辐射量C0(T1)，公式如下：C0(T1)＝B(T1)·τ0(λ)·A1+Bg0·A1+A2其中，B(T1)、Bg0分别为高温黑体辐射源辐射、气池辐射，τ0(λ)气池光谱透射率，A1、A2分别为定标曲线的斜率与截距；第二步，将气池抽成真空，设定高温黑体辐射源的温度为T2，计算机获取由探测器在当前条件下采集的光谱数据，并对光谱数据进行处理，然后根据处理结果计算当前条件下的红外辐射量C0(T2)，公式如下：C0(T2)＝B(T2)·τ0(λ)·A1+Bg0·A1+A2其中，B(T2)、Bg0分别为高温黑体辐射源辐射、气池辐射，τ0(λ)气池光谱透射率，A1、A2分别为定标曲线的斜率与截距；第三步，根据高温黑体辐射源分别在T1和T2下计算得到的红外辐射量C0(T1)和红外辐射量C0(T2)，计算真空环境下的传输率，公式如下：第四步，将气池充气，设定高温黑体辐射源的温度为T1，计算机获取由探测器在当前条件下采集的光谱数据，并对光谱数据进行处理，然后根据处理结果计算当前条件下的红外辐射量Cg(T1)，公式如下：Cg(T1)＝B(T1)·τg(λ)·A1+Bg·A1+A2其中，B(T1)、Bg分别为高温黑体辐射源辐射、气池辐射，τg(λ)气池光谱透射率，A1、A2分别为定标曲线的斜率与截距；第五步，将气池充气，设定高温黑体辐射源的温度为T2，计算机获取由探测器在当前条件下采集的光谱数据，并对光谱数据进行处理，然后根据处理结果计算当前条件下的红外辐射量Cg(T2)，公式如下：Cg(T2)＝B(T2)·τg(λ)·A1+Bg·A1+A2其中，B(T2)、Bg分别为高温黑体辐射源辐射、气池辐射，τg(λ)气池光谱透射率，A1、A2分别为定标曲线的斜率与截距；第六步，根据高温黑体辐射源分别在T1和T2下计算得到的红外辐射量Cg(T1)和红外辐射量Cg(T2)，计算充气环境下的传输率，公式如下：第七步，计算高温黑体辐射源在温度为T1和T2两个温度点变温时的吸收谱线，即气池充气红外辐射量差与未充气红外辐射量差之比，并将该比值保存到定标参数池中以作为定标参数，吸收谱线的计算公式如下：作为本专利技术的进一步优选技术方案，所述计算机对光谱数据进行处理的具体过程包括以下步骤：缓存由探测器输出至计算机的光谱数据；将缓存的光谱数据通过傅里叶变换后生成红外光谱谱线图；对红外光谱谱线图中探测器的像元进行校正，并通过读取预设的校正参数，将探测器的像元输出信号强度与红外辐射量校正为线性；将校正后的光谱数据通过累加每帧对应的像元数据，以得到每个像元的平均值。本专利技术的用于变电站红外测温及SF6气体光谱监测的定标装置及定标方法，通过采用上述技术方案，使得本专利技术利用气池的真空环境和充气环境，准确计算出了充气环境的吸收谱线，且该定标方法具有拓展本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于变电站红外测温及SF6气体光谱监测的定标装置，其特征在于，包括：/n高温黑体辐射源，用于发射红外光谱；/n气池，其由密封的气体室以及沿光源传输路径设置于所述气体室两端的入射窗和出射窗组成，高温黑体辐射源发射的红外光谱从所述入射窗射入，并从所述出射窗射出；/n探测器，用于采集经所述气池的出射窗射出的红外光谱；/n以及计算机，接收由所述探测器输出的光谱数据，并对光谱数据进行处理和计算。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于变电站红外测温及SF6气体光谱监测的定标装置，其特征在于，包括：
高温黑体辐射源，用于发射红外光谱；
气池，其由密封的气体室以及沿光源传输路径设置于所述气体室两端的入射窗和出射窗组成，高温黑体辐射源发射的红外光谱从所述入射窗射入，并从所述出射窗射出；
探测器，用于采集经所述气池的出射窗射出的红外光谱；
以及计算机，接收由所述探测器输出的光谱数据，并对光谱数据进行处理和计算。


2.根据权利要求1所述的用于变电站红外测温及SF6气体光谱监测的定标装置，其特征在于，所述气池的入射窗和出射窗均为深低温的氦屏，所述气池的气体室用于充入预设的气体或抽成真空。


3.根据权利要求1所述的用于变电站红外测温及SF6气体光谱监测的定标装置，其特征在于，所述探测器的入射前端还设有干涉系统，由所述气池的出射窗射出的红外光谱经干涉系统过滤后汇集于所述探测器的表面。


4.根据权利要求1至3任一项所述的用于变电站红外测温及SF6气体光谱监测的定标装置，其特征在于，所述计算机包括：
干涉数据池，用于缓存由探测器输出至计算机的光谱数据；
傅里叶变换模块，用于将缓存的光谱数据通过傅里叶变换后生成红外光谱谱线图；
非线性校正模块，用于对红外光谱谱线图中探测器的像元进行校正，并通过读取预设的校正参数，将探测器的像元输出信号强度与红外辐射量校正为线性；
光谱平均模块，用于将校正后的光谱数据通过累加每帧对应的像元数据，以得到每个像元的平均值；
辐射定标模块，用于输入经光谱平均模块处理后的光谱数据，并计算得到定标参数；以及定标参数池，用于存储计算得到的定标参数。


5.根据权利要求4所述的用于变电站红外测温及SF6气体光谱监测的定标装置，其特征在于，所述预设的气体为空气或SF6气体。


6.根据权利要求5所述的用于变电站红外测温及SF6气体光谱监测的定标装置，其特征在于，所述探测器为非制冷红外焦平面探测器。


7.一种权利要求1至6任一项所述的用于变电站红外测温及SF6气体光谱监测的定标装置的定标方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，将气池抽成真空，设定高温黑体辐射源的温度为T1，计算机获取由探测器在当前条件下采集的光谱数据，并对光谱数据进行处理，然后根据处理结果计算当前条件下的红外辐射量C0(T1)，公式如下：
C0(T1)＝B(T1)·τ0(λ)·A1+Bg0·A1+A2
其中，B(T1)、Bg0分别为高温黑体辐射源辐射、气池辐...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡劲忠，周丽，叶远，
申请(专利权)人：上海远观物联网科技有限公司，宁夏中能宁电服务有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31