一种检测外绝缘设备表面金属污秽的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及外绝缘设备污秽检测领域，特别是涉及一种检测外绝缘设备表面金属污秽的装置及方法。一种检测外绝缘设备表面金属污秽的装置，包括：激光器，用于发射脉冲激光，所述脉冲激光用于激发所述表面金属污秽产生等离子体原子发射光波；光谱仪，用于采集所述等离子体原子发射光波，以生成相应的等离子体原子发射光谱；以及处理器，预存有定标模型；其中，所述处理器用于根据所述等离子体原子发射光谱和所述定标模型，获得所述表面金属污秽的成分和各成分的浓度。本发明专利技术可准确且全面的测量外绝缘设备表面污秽中的金属微粒。

【技术实现步骤摘要】
一种检测外绝缘设备表面金属污秽的装置及方法
本专利技术涉及外绝缘设备污秽检测领域，特别是涉及一种检测外绝缘设备表面金属污秽的装置，还涉及一种检测外绝缘设备表面金属污秽的方法。
技术介绍
在例如重金属矿、钢铁厂、发电厂、有色金属冶炼厂等重工业厂矿分布较为集中的重度污秽地区，金属粉尘会附着在例如绝缘子、套管、机柜等外绝缘设备表面，这些金属粉尘会畸化电场并可能造成闪络事故，对变电站的电力设备安全运行构成了严重威胁。而传统所采用的盐密灰密法并不能有效地判断外绝缘设备表面污秽中金属微粒的存在。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种检测外绝缘设备表面金属污秽的装置。一种检测外绝缘设备表面金属污秽的装置，包括：激光器，用于发射脉冲激光，所述脉冲激光用于激发所述表面金属污秽产生等离子体原子发射光波；光谱仪，用于采集所述等离子体原子发射光波，以生成相应的等离子体原子发射光谱；以及处理器，预存有定标模型；其中，所述处理器用于根据所述等离子体原子发射光谱和所述定标模型，对所述表面金属污秽的参数进行分析检测。在其中一个实施例中，所述装置还包括：时序控制器，分别与所述激光器和所述光谱仪连接；其中，所述时序控制器用于控制所述光谱仪的工作时序，以使所述光谱仪在所述表面金属污秽被完全激发后采集所述等离子体原子发射光波。在其中一个实施例中，所述装置还包括：反射镜，用于改变所述脉冲激光传播方向；聚焦透镜，用于减小所述脉冲激光的光斑直径；其中，所述反射镜和所述聚焦透镜设置在所述脉冲激光从所述激光器传播至所述表面金属污秽的光路中。在其中一个实施例中，所述装置还包括：可移动的工作平台，用于承载并移动待测表面金属污秽样品。在其中一个实施例中，所述表面金属污秽的参数包括：金属污秽的成分。在其中一个实施例中，所述表面金属污秽的参数包括：金属污秽各成分的浓度。还提供一种检测外绝缘设备表面金属污秽的方法。一种检测外绝缘设备表面金属污秽的方法，包括：激发所述表面金属污秽产生等离子体原子发射光波；采集所述等离子体原子发射光波，以生成相应的等离子体原子发射光谱；以及将所述等离子体原子发射光谱和定标模型进行比对，分析检测所述表面金属污秽的参数。在其中一个实施例中，所述方法还包括：采集所述表面金属污秽未被激发时的信号作为背景信号，并生成相应的背景信号光谱；其中，采集所述等离子体原子发射光波，以生成相应的等离子体原子发射光谱的步骤，包括：采集所述表面金属污秽激发后的信号，生成相应的第一信号光谱；将所述第一信号光谱减去所述背景信号光谱，生成所述表面金属污秽的等离子体原子发射光谱。在其中一个实施例中，所述方法还包括：对所述表面金属污秽的等离子体原子发射光谱进行小波变换去噪、面积归一化处理，以提高所生成的所述表面金属污秽的等离子体原子发射光谱的信噪比。在其中一个实施例中，所述方法还包括建立所述定标模型，所述建立定标模型包括：配置定标样品，分别将高岭土或硅藻土与不同浓度的单一金属混合，配置多个含不同浓度的单一金属的人工污秽；激发所述人工污秽产生等离子体原子发射光波；采集所述人工污秽的等离子体原子发射光波，以生成人工污秽的等离子体原子发射光谱；以及结合特定的原子光谱数据库，利用数学方法对所采集到的多个所述人工污秽的等离子体原子发射光谱进行处理，得到等原子体原子发射光谱与金属污秽的参数的定标模型。上述检测外绝缘设备表面金属污秽的装置及方法，通过激光器激发表面金属污秽产生等离子体原子发射光波，并通过光谱仪生成相应的等离子体原子发射光谱，再结合所述定标模型获得所述表面金属污秽的参数，可准确且全面的测量外绝缘设备表面污秽中的金属微粒。附图说明图1为一个实施例中检测外绝缘设备表面金属污秽的装置的结构框图；图2为另一个实施例中检测外绝缘设备表面金属污秽的装置的结构框图；图3为一个实施例中检测外绝缘设备表面金属污秽的装置的示意图；图4为一个实施例中检测外绝缘设备表面金属污秽的方法的流程图；图5为另一个实施例中检测外绝缘设备表面金属污秽的方法的流程图；图6为图5实施例中建立定标模型的流程图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。图1为一个实施例中检测外绝缘设备表面金属污秽的装置的结构框图，如图1所示，一种检测外绝缘设备表面金属污秽的装置10，可包括激光器110、光谱仪120以及处理器130，其中，激光器110可用于发射脉冲激光，所述脉冲激光可用于激发表面金属污秽20产生等离子体原子发射光波；光谱仪120可用于采集所述的等离子体原子发射光波，并可根据所采集到的等离子体原子发射光波生成相应的等离子体原子发射光谱；处理器130预存有定标模型，可根据所述等离子体原子发射光谱和所述定标模型，分析检测获得表面金属污秽20的相关参数。具体地，激光器110可采用稳定性高的调Q脉冲Nd:YAG激光器，并且可发出脉宽小于等于30ns的脉冲激光，表面金属污秽表面上很小一部分(微克或者纳克量级，投影面积小于1mm)会被脉冲激光瞬间加热，而后形成透明的等离子体，在大气中等离子体存在的时间很短，随着等离子体消失发射紫外波段或者可见光波段的光波；光谱仪120可对所采集的等离子体原子发射光波信号进行放大，通过调节光谱仪光强增益可有效提高信噪比，光谱仪120可为光纤光谱仪，所述光纤光谱仪可包括光纤和光谱仪本体，所述光纤可采集所述等离子体原子发射光波，并且可将采集到的所述等离子体原子发射光波传输并耦合进光谱仪本体，由于光纤的轻便性、强抗干扰能力以及可弯曲等优良工作性能，使得光谱仪的搭建非常灵活；处理器130可为电脑。在其中一个实施例中，如图2所示，一种检测外绝缘设备表面金属污秽的装置10还可包括时序控制器140，分别与激光器110和光谱仪120连接，时序控制器140用于控制光谱仪120的工作时序，以使光谱仪120在表面金属污秽20被完全激发后，再采集所述等离子体原子发射光波，从而所采集的所述等离子体原子发射光波更为精确；具体地，脉冲激光照射到表面金属污秽20表面的前30微秒左右的时间内，表面金属污秽20还未完全被激发，光谱仪120采集到的主要是背景信号，所生成的是连续的背景发射光谱，30微秒左右的时间后，光谱仪120采集到的才是表面金属污秽20的等离子体原子发射光波，从而可生成准确的表面金属污秽的等离子体原子发射光谱，通过控制光谱仪120的电荷耦合器的门宽时延，可使得光谱仪120按照所需的时序工作。在其中一个实施例中，如图2所示，一种检测外绝缘设备表面金属污秽的装置10还可包括反射镜150和聚焦透镜160，其中，反射镜150和聚焦透镜160设置在脉冲激光从激光器110传播至表面金属污秽20的光路中，反射镜150的镜面与脉冲激光的光轴成45°，聚焦透镜160的光轴与脉冲激光的光轴重合，并且，反射镜150和聚焦透镜160的摆放顺序可调换，反射镜150可用于改变脉冲激光传播方向，聚焦透镜160可用于减小所述脉冲激光的光斑直径。在其中一个实施例中，一种检测外绝缘设备表面金属污秽的装置10还可包括可移动的工作平台170，可通过移动工作平台170使得聚焦透镜的焦点恰好位于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种检测外绝缘设备表面金属污秽的装置，其特征在于，包括：激光器，用于发射脉冲激光，所述脉冲激光用于激发所述表面金属污秽产生等离子体原子发射光波；光谱仪，用于采集所述等离子体原子发射光波，以生成相应的等离子体原子发射光谱；以及处理器，预存有定标模型；其中，所述处理器用于根据所述等离子体原子发射光谱和所述定标模型，对所述表面金属污秽的参数进行分析检测。

【技术特征摘要】
1.一种检测外绝缘设备表面金属污秽的装置，其特征在于，包括：激光器，用于发射脉冲激光，所述脉冲激光用于激发所述表面金属污秽产生等离子体原子发射光波；光谱仪，用于采集所述等离子体原子发射光波，以生成相应的等离子体原子发射光谱；以及处理器，预存有定标模型；其中，所述处理器用于根据所述等离子体原子发射光谱和所述定标模型，对所述表面金属污秽的参数进行分析检测。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：时序控制器，分别与所述激光器和所述光谱仪连接；其中，所述时序控制器用于控制所述光谱仪的工作时序，以使所述光谱仪在所述表面金属污秽被完全激发后采集所述等离子体原子发射光波。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：反射镜，用于改变所述脉冲激光传播方向；聚焦透镜，用于减小所述脉冲激光的光斑直径；其中，所述反射镜和所述聚焦透镜设置在所述脉冲激光从所述激光器传播至所述表面金属污秽的光路中。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：可移动的工作平台，用于承载并移动待测表面金属污秽样品。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述表面金属污秽的参数包括：金属污秽的成分。6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述表面金属污秽的参数包括：金属污秽各成分的浓度。7.一种检测外绝缘设备表面金属污秽的方法，其特征在于，包括：激发所述表面金属污秽产生等...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕启深，李勋，艾精文，张成巍，汪伟，
申请(专利权)人：深圳供电局有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44