[发明专利]基于光纤拉曼光谱仪的高空电力材料腐蚀物监测系统

说明书

本发明提供了一种基于光纤拉曼光谱仪的高空电力材料腐蚀物监测系统，包括数个用于检测电力材料表面腐蚀物的光纤传输检测模块，用于给光纤传输检测模块提供多种波长测试激光的激光光源，用于选择测试光纤光路的光路选择器，以及用于测试腐蚀物拉曼光谱信号的光谱分析仪，数个光纤传输检测模块沿输电线铁架高度方向均匀设置，所述激光光源、光谱分析仪和光纤传输检测模块分别连接光路选择器。本发明可实现高空电力材料的动态腐蚀过程监测，并为分析腐蚀气体的主要成分和空间分布，以及高空电力材料的防护方法提供了重要参考。

技术领域

本发明涉及高空电力材料腐蚀物监测技术领域，具体而言，涉及一种基于光纤拉曼光谱仪的高空电力材料腐蚀物监测系统。

背景技术

高空电力材料的防护对于保障输电安全而言至关重要。由于人类生产活动对环境的破坏，大气中的腐蚀性气体，如H₂S、SO₂、氯化物等，对几十到数百米高空的电力金属材料有很大的腐蚀破坏作用，可在其表面产生金属硫化物、金属氧化物，并造成金属组织的晶间裂纹与脆性破裂。人类生产活动造成随时间和季节变化的高空大气污染物传输通道，其中约30％的大气污染物传输通道位于500m以下，将对高空电力材料产生较大腐蚀作用。因此，监测大气环境中H₂S、SO₂、氯化物等腐蚀气体对于塔架、导线等金属材料的腐蚀作用，对于研究高空电力材料的防护方法而言至关重要。

申请内容

本发明的目的在于提供一种基于光纤拉曼光谱仪的高空电力材料腐蚀物监测系统，其解决了高空电力材料大气腐蚀过程动态分析与测量的问题。

本发明的实施例通过以下技术方案实现：一种基于光纤拉曼光谱仪的高空电力材料腐蚀物监测系统，包括数个用于检测电力材料表面腐蚀物的光纤传输检测模块，用于给光纤传输检测模块提供多种波长测试激光的激光光源，用于选择测试光纤光路的光路选择器，以及用于测试腐蚀物拉曼光谱信号的光谱分析仪，数个光纤传输检测模块沿输电线铁架高度方向均匀设置，所述激光光源、光谱分析仪和光纤传输检测模块分别连接光路选择器。

进一步地，所述光纤传输检测模块包括光纤，配置于检测电力材料表面的通光测试窗口，配置于通光测试窗口内的聚焦镜，用于将聚焦镜聚焦点调节位于表面腐蚀物的调节装置，所述光纤一端连接光路选择器、另一端伸入测试窗口内并与聚焦镜对应设置。

进一步地，所述通光测试窗口与检测电力材料表面之间还配置有摄像装置，所述摄像装置用于辅助调节装置调节聚焦镜对焦。

进一步地，所述调节装置为压电调节架，所述通光测试窗口配置于压电调节架上。

进一步地，所述光谱分析仪和光路选择器之间还配置有半透半反镜，所述激光光源与半透半反镜对应设置，以使激光光源发射的测试激光经过半透半反镜反射照射于光路选择器，经过光纤返回的拉曼光谱信号经过半透半反镜透射于光谱分析仪。

进一步地，监测系统还包括用于提供电源的自取电电源，数个光纤传输检测模块分别连接自取电电源。

进一步地，所述自取电电源连接输电线铁架输电线。

进一步地，所述通光测试窗口表面配置有防污层。

进一步地，所述防污层为类金刚石薄膜。

本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：

(1)本发明通过将数个光纤传输检测模块沿输电线铁架高度方向均匀设置，实现了位于不同高度下输电线铁架的腐蚀监测，从而获知了高空电力材料的动态腐蚀过程，以及腐蚀气体在电线铁架垂直高度下的主要成分、空间分布情况和平均浓度，进而为研究高空电力材料的防护方法提供重要参考。