[实用新型]一种基于光学镜头聚焦的电弧光探测仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及探测装置，尤其是涉及一种检测电弧光及火花的光学镜头聚焦电弧光探测仪。 

背景技术

 电弧光探测仪是一种能够检测电器故障中漏电或短路时所产生电弧光的设备，通过探测仪的检测结果，可以有效预警进而避免因为电弧放电和电弧火花所引起的短路及火灾事故；目前在汽车，船舶，航空器的电器故障检测中有着很广泛的应用。而现有公开号为CN 101788336 A的发明专利，所提供的结构包含光信号传感器、信号处理系统和存储显示系统的电弧光探测仪，其光信号传感器被直接置于电弧光下，由于电弧光本身具有光能量发散性和发光强度不稳定性等特点；有时候能够到达光信号传感器光敏点的电弧光可能十分微弱，以至于光信号传感器无法探测到信号而造成整个探测仪的灵敏度不高。同时，电弧光中包含的较高能量长期直接作用于光信号传感器的表面，使光信号传感器容易老化而使用寿命降低；不仅这样，如果光学传感器直接暴露在空气中，空气中的灰尘聚积在光信号传感器的感光表面，阻挡了电弧光信号被光信号传感器的光敏点接收到，进一步降低了探测仪的灵敏度，也容易对价格昂贵的光信号传感器造成损坏。 

实用新型内容

鉴于上述情况，本实用新型提供了一种基于光学镜头聚焦的电弧光探测仪。本实用新型采取以下技术方案： 

一种基于光学镜头聚焦的电弧光探测仪，包含光学镜头，光传感单元，电信号处理单元 以及记忆和显示电弧光强的存储显示单元；其中光传感单元包含光信号传感器及其驱动电路，电信号处理单元包含电信号转化和计时系统，存储显示单元包含记忆存储和显示终端。

其中光学镜头的安装位置，位于光信号传感器的正前方，其安装距离由光学镜头的焦距决定，将光信号传感器的光敏点安装在光学镜头的焦点位置。光学镜头将发散的电弧光汇聚到传感器光敏点上，提高了传感器的灵敏度，光学镜头将发散的电弧光汇聚到传感器光敏点上可以扩大电弧光的探测视角范围，捕捉更加微弱的电弧光，大幅度提升光信号传感器的性能，从而提高探测仪的灵敏度。同时，光学镜头的引入安装可以与光信号传感器构成一个封闭的体系，有效保护光信号传感器免遭灰尘积聚以及电弧能量直接照射的伤害。 

其中经光学镜头汇聚的电弧光被传感器的光敏点探测到，将其转化为电信号并输出到电信号处理单元。 

光信号传感器所输出的电信号经过信号处理单元处理后，信号处理单元将电信号分别输出到记忆存储和显示终端的输入端口，并以数字或者图像的形式给予显示出来。 

本实用新型与现有结构为光信号传感器直接置于电弧光下的电弧光探测仪器相比，具有如下有益效果： 

光线通过光学镜头被聚焦于光信号传感器的光敏点上，理论上，本实用新型性能的提升是与光线的强弱成正比的，而光线的强弱又与受光面积成正比，所以，增加光学镜头后的本实用新型性能提升情况是受光面积之比，可达几十倍至几百倍。同时增加光学镜头还扩大了光信号传感器的探测范围，能够捕捉更加微弱的电弧光。另外光学镜头的引入安装可以与光信号传感器构成一个封闭的体系，有效保护光信号传感器免遭灰尘积聚以及电弧能量直接照射的伤害。

附图说明

图1原有电弧光探测仪原理结构图。 

图2是未添加光学镜头时光信号传感器的电弧光接收图。 

图3是基于光学镜头聚焦的电弧光探测仪的原理结构图。 

图4是添加光学镜头后的光信号传感器的电弧光接收图。 

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例详细说明本实用新型。 

电弧光包含大量特征为波长为210nm至270nm的紫外光，为此很多电弧光探测设备所选用光学传感器均为对此波段敏感的紫外光信号传感器，而自然环境中所包含此波段的光十分微弱，可以忽略其对探测所带来的影响。现有公开号为CN 101788336 A的发明专利，其探测原理如图1所示：探测仪中包含紫外光信号传感器，电信号处理计时单元以及记忆存储和显示终端。过程为：电弧光信号被紫外光信号传感器的光敏点所接收到；其后被转化为电信号输入到电信号处理单元中；经过电信号处理单元中微处理器的处理后分别输入到记忆存储和显示单元中，电弧光的强度最终以数字的形式直观的显示出来。具体的原理及软件控制方式在原专利中已有详细叙述，此处不再赘述。 

如图2所示：发散的电弧光直接照射到光信号传感器的光敏点上，绝大多数的光线都散失在空间中，不能被传感器接收到；只有极少恰巧直射到光敏点上的电弧光才能被传感器接收探测到，这使得传感器能够探测到电弧光极少，而且探测范围有限。