紫外成像原理与检测方法

在高压设备电离放电(Discharge)时,根据电场强度(或高压差)的不同,会产生电晕(Corona)、闪络(Flash-Over)或电弧( Electric Arc)。电离过程中,空气中的电子不断获得和释放能量。当电子释放能量即放电时,会辐射出光波和声波,还有臭氧、紫外线、微量的硝酸等。紫外成像技术,就是利用特殊的仪器接收放电产生的紫外线信号,经处理后成像并与可见光图像叠加,达到确定电晕的位置和强度的目的,从而为进一步评价设备的运行情况提供依据。紫外线的波长范围是40~400nm,太阳光中也含紫外线,但由于地球的臭氧层吸收了部分波长的紫外线,实际上辐射到地面上的太阳紫外线波长大都在300nm以上,湿度传感器探头,不锈钢电热管,PT100 传感器,流体电磁阀,铸铝加热器,加热圈

低于300nm的波长区间被称为太阳盲区(Solar Blind)。

空气的主要成分是氮气,而氮气电离时产生紫外线的光谱大部分处于波长280~400nm的区域内,只有一小部分波长小于280nm。小于280nm的紫外线处于太阳盲区内,若能探测到,只可能是来自地球上的辐射。我们这次应用试验所用的最新一代紫外成像仪CoroCAM IV+,其原理就是利用这一段太阳盲区,通过安装特殊的滤镜,使仪器工作在紫外波长240~280nm之间,从而在白天也能观测电晕。CoroCAM III及前几代产品,由于受太阳光中紫外线干扰太明显,只能在白天限制使用或者干脆只能在晚上使用。

由于电晕一般在正弦波的波峰或波谷产生,且高压设备的电晕在放电初期总是不连续、瞬间即逝的,紫外成像仪根据电晕的这个特性,在观测电晕时,有两种模式供选择。一种是活动模式,实时观察设备的放电情况,并实时显示一个与一定区域内紫外线光子总量成比例关系的数值,便于定量分析和比较分析。另一种是集成模式,将一定时间区域内(该区域长短可调)的紫外线光子显示并保留在屏幕上,按照先进先出(FIFO)和动态平均的算法实时更新。该模式下若正确调节仪器,可清楚地看到设备放电区域的形状和大小。

(文章来源:仪表展览网)

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