本发明专利技术涉及一种新型高压放电光信息采集装置，该系统包括光电检测模块、信号放大滤波模块、模数转换模块、数据处理显示模块、图像采集模块和光谱分析模块。光电检测模块与信号放大滤波模块相连；信号放大滤波模块与模数转换模块相连；数据处理显示模块分别与模数转换模块、图像采集模块和光谱分析模块相连；光电检测模块、图像采集模块和光谱分析模块设于封闭的壳体，其中一侧留有石英窗用来采集数据。本发明专利技术的一种新型高压放电光信息采集装置，通过对高压放电过程中产生的光信号进行检测、放大、处理和显示，实现对高压放电的实时监测和分析，提高电力系统的安全性和稳定性。提高电力系统的安全性和稳定性。提高电力系统的安全性和稳定性。
【技术实现步骤摘要】
一种新型高压放电光信息采集装置
[0001]本专利技术属于光电检测
，具体涉及一种新型高压放电光信息采集装置。
技术介绍
[0002]随着超高压输电网络的发展，气体绝缘设备以其优异的绝缘性能在电力系统中得到广泛的应用，当电场强度达到一定值后，气体绝缘设备中的气体就会失去绝缘能力，从而造成重大的电气事故，由于放电过程几乎是在瞬时完成以及现有实验方法的限制，仅靠传统方法来检测放电过程内部参数的变化存在一定的难度。
[0003]目前市场上的光信号检测设备大多只能适应普通光信号检测需求，而对于快速变化的光信号，常规的光信号检测设备无法完全捕捉到其变化，这就需要灵敏的光信号检测器件来进行快速采集和处理以及用高速相机记录其放电过程。另外，在某些场合下，需要对光信号进行光谱分析，以便进行定量和分析。因此，需要一种新型高压放电光信息采集装置，以满足不同的光信号检测需求并广泛应用于高压放电领域中气体设备的故障检测。
技术实现思路
[0004]本专利技术旨在至少在一定程度上解决目前市场上光电检测设备存在的局限性和不足之处。为此，本专利技术目的在于提供一种新型高压放电光信息采集装置。
[0005]本专利技术所采用的技术方案为：
[0006]一种新型高压放电光信息采集装置，包括：
[0007]光电检测模块，用于接收光信号并把光信号转换为电流信号；
[0008]信号放大滤波模块，与光电检测模块相连，用于将电流信号整形滤波和放大处理；
[0009]模数转换模块，与信号放大滤波模块相连，用于将电流信号模数转换；
[0010]图像采集模块，用于采集快速变化的光信号图像；
[0011]光谱分析模块，用于对光信号进行光谱分析；
[0012]数据处理显示模块，分别与模数转换模块、图像采集模块、光谱分析模块相连，用于接收模数转换器、图像采集模块、光谱分析模块的数字信号、图像信息和光谱信息，并在计算机上进行分析处理和显示；
[0013]光电检测模块、图像采集模块、光谱分析模块均设于同一封闭壳体内并通过石英窗检测放电过程的光电信息。
附图说明
[0014]图1是本专利技术新型高压放电光信息采集装置的结构示意图；
[0015]图2是本专利技术新型高压放电光信息采集装置的光电检测模块结构图；
[0016]图3是本专利技术新型高压放电光信息采集装置的光电转换电路图；
[0017]图4是本专利技术新型高压放电光信息采集装置的信号放大滤波模块电路图；
[0018]图5是本专利技术新型高压放电光信息采集装置的的单片机控制的触发ICCD流程示意
图。
具体实施方式
[0019]为使本专利技术解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图来详细说明本专利技术。
[0020]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。通常在此处附图中描述的组件可以用各种不同的配置来布置和设计。
[0021]在本专利技术实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于指述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0022]在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”等术语应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。
[0023]参考图1，一种新型高压放电光信息采集装置，该系统包括光电检测模块1、信号放大滤波模块2、模数转换模块3、数据处理显示模块6、图像采集模块4、光谱分析模块5、石英窗7和封闭壳体8。光电检测模块1用于接收光信号并把光信号转换为电流信号，光电检测模块1采用光电倍增管；信号放大滤波模块2与光电检测模块1相连，用于将电流信号整形滤波和放大处理；模数转换模块3与信号放大滤波模块2相连，用于将电流信号模数转换；图像采集模块4用于采集快速变化的光信号图像；光谱分析模块5用于对光信号进行光谱分析。
[0024]如图1所示，数据处理显示模块6，分别与模数转换模块3，图像采集模块4，光谱分析模块5相连，用于接收模数转换器3、图像采集模块4、光谱分析模块5的数字信号、图像信息和光谱信息并在计算机上进行分析处理和显示。
[0025]如图1所示，光电检测模块1、图像采集模块4、光谱分析模块5均设于同一封闭壳体8内并通过石英窗7检测放电过程的光电信息。
[0026]如图1所示，光电检测模块1检测放电过程中的光信号并将其转换为微弱的电信号输出到信号放大滤波模块2，信号放大滤波模块2对输入的微弱电信号进行滤波整形和放大输出到模数转换模块3，模数转换模块3对输入的电信号进行模数转换输出到数据处理显示模块6进行显示输出。
[0027]高压放电产生的光辐射中所含光谱有可见光、红外和紫外等多种光谱，一旦进入探测器后会干扰测量，如果不用滤光片进行滤波，有可能会使需要的光信号淹没在噪声背景中，因此需要在光路中添加同探测器探测波长相匹配的滤光片来消除其他光的干扰。根据系统的检测要求，本专利技术专利选择沈阳汇博公司生产的HB254型紫外滤光片。
[0028]光路结构采用共聚焦光路，待测光和探测器处于对应的光学物像共轭位置，这样可以确保光信息采集装置尽可能多的收集微弱光信号，从而降低对杂散光的吸收，从而使
检测系统具有很高的信噪比。
[0029]如图2所示，光电检测模块包括透镜21、窄带干涉滤光片22和针孔23，待测光信号由透镜21聚焦后，在光路中通过窄带干涉滤光片22和针孔23，以除去待测光波长以外的杂散光，到达光电转换电路110的检测窗口，也就是到达光电倍增管的阴极上，经光电转换变为电信号输出。
[0030]进一步地，如图3所示，光电转换电路110包括光电倍增管、分压电阻R1～分压电阻R11、旁路电容C1、C2、C3和负载电阻RL；总的工作电压U通过分压电阻网络R1～R11加到各相应的电极D1～D10，各电机的电位按照阴极K、第一倍增极D1至第十倍增极D10、阳极A的次序递增，形成依次递增的电场，光电倍增管和采样电阻R
L
的公共端通过端口PDIN连接信号放大滤波模块2的InPut端口。
[0031]在放电过程中信号的频率可以达到10MHz，普通放大器难以处理这种信号，我们必须使用宽带宽高频的放大器。我们在放大滤波电路使用的运算放大器为OPA350，其主要特点是反应速度非常快、噪声低、偏置电流小、供电电压比较小，两端电压为
±
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种新型高压放电光信息采集装置，其特征在于，包括：光电检测模块1，用于接收高压放电过程中产生的光信号并把光信号转换为电信号；信号放大滤波模块2，与光电检测模块1相连，用于将电流信号整形滤波并且放大；模数转换模块3，与信号放大滤波模块2相连，用于将电流信号模数转换；图像采集模块4，用于采集快速变化的光信号；光谱分析模块5，用于对光信号进行光谱分析；数据处理显示模块6，分别与模数转换模块3、图像采集模块4、光谱分析模块5相连，用于接收模数转换器3的数字信号、图像采集模块4的图像信息和光谱分析模块5的光谱信息，通过计算机进行分析处理然后显示出来；光电检测模块1、图像采集模块4、光谱分析模块5均设于同一封闭壳体8内并通过石英窗7检测放电过程的光信息。2.根据权利要求1所述的一种新型高压放电光信息采集装置，其特征在于：所述光电检测模块1接收高压放电过程中产生的光信号并把光信号转换为电信号输出到信号放大滤波模块2，信号放大滤波模块2对接收到的微弱电信号放大滤波后输出到模数转换模块3，模数转换模块3将模拟信号转换为数字信号输出到数据处理显示模块6。3.根据权利要求1所述的一种新型高压放电光信息采集装置，其特征在于：所述图像采集模块4采集放电过程中快速变化的光信号图像，并将图像信息传输到数据处理显示模块6进行存储和显示。4.根据权利要求1所述的一种新型高压放电光信息采集装置，其特征在于：所述光谱分析模块5采集放电过程中的光谱信息，并将光谱信息传输到数据处理显示模块6进行存储和显示。5.根据权利要求1所述的一种新型高压放电光信息采集装置，其特征在于：光电检测模块1包括透镜21、窄带干涉滤光片22、针孔23和光电转换电路110；待测光信号由透镜21聚焦后，在光路中通过窄带干涉滤光片22和针孔23，以除去待测光波长以外的杂散光，到达光电转换电路110的检测窗口，也就是到达光电倍增管的阴极上，经光电转换变为电信号输出。6.根据权利要求1所述的一种新型高压放电光信息采集装置，其特征在于：信号放大滤波模块2包括前置反向放大电路120、滤波电路130、后置正向放大电路140；前置反向放大电路120直接对光电检测模块1中的输出...
【专利技术属性】
技术研发人员：王英立，高伟，鲍朝辉，韩勤松，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：
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