紫外成像检测技术
紫外成像技术的原理及应用
紫外成像技术的原理及应用1. 紫外成像技术的原理紫外成像技术是指利用紫外光进行成像的一种技术。
其原理主要基于紫外光的特性以及物体对紫外光的吸收、散射和透射等作用。
1.1 紫外光的特性紫外光是指波长在10纳米至400纳米之间的电磁波。
与可见光相比，紫外光具有更短的波长和更高的光能量。
紫外光可以分为三个波段，即UVA（320-400nm）、UVB（280-320nm）和UVC（100-280nm）。
1.2 物体对紫外光的作用在可见光范围内，物体大多数会对不同波长的光有不同程度的吸收和反射。
而在紫外光范围内，物体对紫外光的作用更为复杂。
一般来说，物体对紫外光的吸收能力较强，同时也存在一定程度的散射和透射。
紫外光被物体吸收后，会引起物体内部粒子的激发、电离或能级跃迁等现象，从而产生特定的信号。
这些信号可以为紫外成像技术提供成像依据。
2. 紫外成像技术的应用紫外成像技术在许多领域中具有广泛的应用。
下面将介绍紫外成像技术在几个领域的应用情况。
2.1 红外成像紫外光可以透过大气层，因此紫外成像技术常常与红外成像技术结合使用。
红外成像技术可以通过测量物体发出的热辐射来生成热图。
而紫外成像技术可以通过测量物体对紫外光的吸收和散射等现象来生成特定的图像。
将紫外成像技术与红外成像技术结合使用可以获得更全面的图像信息，提高图像的分辨率和准确性。
2.2 制造业在制造业中，紫外成像技术可以用于质量控制、产品检测和产品追踪等方面。
例如，利用紫外成像技术可以检测材料中的缺陷、裂纹和异物等。
同时，紫外成像技术还可以检测产品在制造过程中可能存在的缺陷和不良问题，及时排除隐患，提高产品的质量和安全性。
2.3 医学影像学紫外成像技术在医学影像学中的应用也较为广泛。
医学影像学主要利用紫外光在人体内的吸收情况来生成影像。
例如，紫外成像技术可以用于皮肤病诊断和治疗，通过观察皮肤在紫外光照射下的反应来判断皮肤的健康状况和病变情况。
此外，紫外成像技术还可以用于眼科学中视网膜的成像和异常病变的检测等。
紫外成像技术在变电设备带电检测中的应用创新
紫外成像技术在变电设备带电检测中的应用创新摘要在时代不断发展下，多数电力企业在变电设备带电检测工作中对紫外成像技术进行了应用，本文对紫外成像技术原理进行说明，之后对其在变电设备带电检测中的具体应用进行阐述。
关键词紫外成像技术；变电设备带电检测；应用；研究在科学技术不断发展下紫外成像技术在各行业中均有所应用，在电力企业中同样如此，下面笔者对紫外成像技术在变电设备带电检测中的应用进行分析，希望为工作人员实际检测工作提供一定的参考建议。
1 紫外成像技术原理分析紫外成像技术主要使用相应的紫外成像检测设备严格按照紫外成像原理实现电气设备带电检測的目标，其能够对电气设备放电过程产生的紫外信号进行接收和分析，在分析后会形成紫外图像，将紫外图像和可见光图像进行重叠处理后会清晰地呈现在显示器上，检测人员对其进行进一步分析便可得知电气设备放电位置和强度，进而掌握其运行情况，为后期检修工作提供更多的依据和支持。
通常情况下紫外成像技术有活动模式和集成模式两种，使用前者时检测人员可以及时、准确地对变电设备的放电情况进行观察，同时能够对一个与特定区域内紫外线光子总量的比例进行准确显示，为检测人员后期定量分析工作提供了可靠的数据；后者可以对某段时间某个区域内的紫外线光子显示内容进行及时保存，之后使用FIFO方法完成动态平均值更新工作，检测人员可以对变电设备放电的具体情况进行了解和掌握，在分析后能够尽快采取措施进行处理，进而提升变电设备运行效果[1]。
2 紫外成像技术在变电设备带电检测中的运用分析（1）对紫外成像技术在导线外伤探测中的具体应用进行分析。
变电设备安装过程中在内外界因素影响下会出现不同程度的故障问题，为了有效解决上述问题电力企业可以对紫外成像技术进行合理应用，使用此技术可以对变电设备是否存在放电或者高压的情况进行检测，能够在第一时间对以上两种情况进行分析，在分析后会立即采取相应措施进行处理。
（2）对紫外成像技术在变电设备污染检测中的具体应用进行分析。
紫外成像技术在 500kV 变电站设备带电检测中的应用
紫外成像技术在 500kV 变电站设备带电检测中的应用摘要：紫外成像技术能够更加快捷、直观、灵敏的检测高压设备放电情况，在变电站带电检测中的应用有着很多优势，已经能够实现白天检测，检测效率高，速度快，在实际应用中和红外成像技术相互配合，能够显著增强设备故障点的检测能力，提高变电运行稳定性。
关键词：紫外成像技术；变电站；带电检测一、紫外成像检测技术原理高压设备由于局部尖端、毛刺、污秽等造成局部场强畸变增大而对空气发生电离形成电晕，空气电离过程中会向外界发射大量的紫外线。
紫外成像检测技术就是利用特制的光学传感系统捕捉空气电离过程中产生的紫外线，经过处理后与可见光产生的图像一同成像于显示器上，从而达到显示和定位高压设备局部电晕位置和放电强度的目的。
紫外线的波长范围是40～400nm，太阳光线中也会含有紫外线。
由于这些光线在穿过地球臭氧层过程中波长小于300nm的紫外线基本上被吸收，实际到达地球的紫外线波长在300nm以上，这个波段范围即“日盲区”。
为克服太阳光中紫外线的影响，现场应用的紫外成像检测仪器检测的波长范围为280～300nm。
首先利用紫外光束分离器将输入的光线分成两部分，一部分形成可见光影像，另一部分经过紫外线太阳镜过滤后保留其紫外部分，并经过放大器处理后在电荷耦合元件（charge coupled device，CCD）板上得到清晰度高的紫外图像，最后通过特殊的影像工艺将紫外光影成像仪和可见光影像叠加在一起，形成复合影像。
紫外成像仪采用双通道图像融合技术，将紫外光与可见光叠加，即可精确定位电晕的故障区域，又可显示放电强度。
二、紫外成像技术高压设备电离放电，不同的电场强度下，产生的电晕、闪络以及电弧有所差别，电离过程中，空气中电气获得能量并将其释放，电子释放能量就会产生声波和光波，同时生成臭氧、紫外线以及硝酸。
紫外成像技术就应用了这一特点，使用紫外仪器接受放电过程产生的紫外信号，处理后将其和可见光叠加，就能够准确判断其电晕强度和位置，用作判断设备状态的依据。
高压电气设备故障诊断中紫外成像检测技术应用
高压电气设备故障诊断中紫外成像检测技术应用摘要：绝缘劣化是引起电气设备故障损坏的主要原因之一。
设备绝缘劣化一般会伴随着产生电晕放电和表面局部放电现象。
因此，进行电晕放电检测，能够及时掌握绝缘可能出现的劣化迹象，在严重事故发生之前就可以确定绝缘劣化的严重程度，从而避免事故的发生。
关键词：高压电气设备；故障诊断；紫外成像检测技术1、紫外成像检测技术1.1检测原理高压设备由于绝缘劣化、受潮等原因会发生电离放电，根据电场强度的不同，可分为电晕放电、间歇性电弧放电和持续性电弧放电3个等级。
电离放电的本质是电子释放能量的过程，同时会辐射出紫外线（UV）、可见光和声波等。
紫外线的波长范围是40～400nm，太阳光中部分波长的紫外线被地球上的臭氧层吸收，实际辐射到地面上的太阳紫外波长大都在300nm以上，低于300nm的波长区间称为太阳盲区，因此，紫外成像仪在白天也可以进行检测。
电晕放电辐射出的紫外光波长范围为230～405nm，紫外光滤波器的工作范围为240～280nm，将该波段比较微弱的紫外光信号经过影像放大器变成可视的影像。
光源经过光束分离器，分别送给紫外光和可见光检测通道。
紫外光通道用于电晕成像，可见光通道用于被测设备及环境成像。
采用图像融合技术将两个影像叠加在一起，就可以确定电晕的放电量，并能够精确地定位放电区域。
1.2诊断方法紫外成像检测技术检测的直接参数是光子数，由于该参数受到检测距离、环境（如湿度、温度等）以及设备参数（如增益）等很多因素的影响，如何量化这些指标与光子数之间的关系，仍处于研究阶段，目前国内外尚未形成统一的标准。
我国DL/T345—2010《带电设备紫外诊断技术应用导则》中规定的检测及诊断方法有图像观察法和同类比较法。
图像观察法主要根据带电设备电晕状态，对异常电晕的属性、发生部位和严重程度进行判断和缺陷定级。
同类比较法是通过同类型带电设备对应部位电晕放电的紫外图像或紫外计数进行横向比较，对带电设备电晕放电状态进行评估。
紫外成像技术在变电设备带电检测中的应用
紫外成像技术在变电设备带电检测中的应用在电力建设中变电设备发挥着重要作用，变电设备的安全运行是电网、电力系统输供电安全的保障。
在科学技术不断发展的过程中，紫外成像技术应运而生，并在变电设备带电检测中得到了应用，其可以明确地判断出变电设备故障发生部位、故障程度等。
因此，在变电设备检修中，紫外成像技术有着重要的应用意义。
本文分析了紫外成像技术在变电设备带电检测中的应用。
标签：紫外成像技术;变电设备带电检测;应用紫外成像检测技术在这些年来得到了全面的发展，作为一项新的应用技术，通过对电力设备放电过程产生大量紫外线原理的应用，准确评估电力设备绝缘状态，有助于及时检查设备现有的放电缺陷。
这种技术与其他方法相比，具备简单方便、准确安全的优势，并且应用过程中也不会对其他的设备正常运行产生影响，因此有着巨大的发展前景。
一、紫外成像仪特点紫外成像仪使用紫外光成像技术，可以直观形象地观察到放电的情况。
通过观察电晕产生的位置、形状、强度等，使现场人员能迅速准确地定位放电点的位置，并可通过数码技术来记录动态和静态图像。
对比相邻运行的相关设备的图像和该设备的历史记录图像，可以准确地判断运行设备的健康状况。
也可检测出设备及绝缘的早期故障和性能降低情况，从而提高电力系统运行的可靠性。
老化部件的早期检测可节约维修费用，使非计划的电力中断减少到最少，增加供电可靠性。
紫外成像仪有紫外线和可见光2个通道。
前者用于电晕成像;后者用于拍摄环境（绝缘体、导线等）图片。
当输变电设备周边的电场强度达到一定数值时，就会出现电晕现象。
一旦输变电设备出现电晕现象，则设备周边的空气就会发生电离现象。
电离会使空气中的电子从电场获取能量，并从激励状态变为以往稳态的电子能状态，进而通过电晕、火花放电和闪络等释放能量，辐射出紫外线光波。
紫外线图像和可见光图像可以同时生成，用于同时观察电晕和周围环境情况。
紫外成像检测设备的通道可分为紫外光和可见光两条通道。
其中，紫外光通道常用于电晕成像中，而可见光通道常用于拍摄周围环境。
紫外成像检测技术
紫外成像检测技术靳贵平1庞其昌2(1中科院西安光学精密机械研究所,西安710068)(2暨南大学物理系,广州510632)摘 要 提出一种新型的紫外成像检测系统.此系统利用紫外增强技术和紫外滤光技术观察和检测紫外光信号.详细介绍了系统的关键技术:紫外镜头、紫外 日盲 滤光技术、紫外增强技术和光谱转换技术,给出了紫外成像检测系统的研制实例,以及用该系统得到的实验结果.此系统在公安、电力、森林火灾等领域有远大的应用前景.关键词 紫外成像;紫外检测;紫外光滤光片;像增强器中图分类号 TN247 文献标识码 ATel:029-******* Email:ji nguiping1012@si 收稿日期:200210300 引言紫外(UV)光谱成像检测技术是欧美国家为军事目的发展起来的新型检测成像技术.它的特点是用于观察和检测 日盲 [1,2](240~280nm)紫外光信号,并将紫外图像信号转换成可见光图像信号,进行观察和测量.利用该技术可以观察到许多用传统光学仪器观察不到的物理、化学、生物现象;又因为其工作在 日盲 波段,所以它的工作不受日光的干扰[1],即采用该技术的仪器可以在日光下工作,图像清晰、工作可靠、使用方便.欧美发达国家和俄罗斯均已有这类仪器投入使用[3].这类仪器可用于电力系统检测、太空科学和环境保护研究等领域.而国内对紫外成像检测系统的研究工作起步较晚,国产化产品几乎是空白,所以急需开展这方面的工作.文中详细地介绍了紫外成像检测系统研制中的几个关键的技术问题,同时给出了相应的解决方案.最后还给出了具体的研制实例.1 检测系统的工作原理紫外成像检测系统主要包括:紫外成像物镜、紫外光滤光镜、紫外像增强系统、CC D 、图像显示等[4].紫外成像检测系统工作原理如图1.紫外信号源被背景光(包括可见光、紫外光和红外光等)照射,从信号源传输到成像镜头的有信号源自身辐射的紫外光,也有信号源反射的背景光.成像光束经过紫外成像镜头后,有一部分背景光被滤除,有一部分背景光仍然存在.其后光束再通过 日盲 滤光片,照到紫外像增强器的光电阴极上,经过紫外增强器后,信号被增强放大并被转化为可见光信号输出,然后,成像光束经CCD 相机,最后,经信号处理后输出到观察记录设备.图1 紫外成像检测系统的工作原理Fig.1 Skeleton drawing of UV imag i ng and detecting system2 检测系统的关键技术问题2.1 紫外镜头根据工作原理知,从信号源传输到成像镜头的除了信号源自身的紫外辐射,还有被信号源反射的背景光(包括可见光、紫外光和红外光等).而实验中需要的是信号源自身辐射的紫外光图像.为此,选用紫外光成像镜头能减少背景噪音.研制紫外光谱波段的透镜主要的问题是寻找合适的材料,在0.2 m~0.4 m 的光谱范围,最重要的材料为尚矽石和氟化钙.虽然开发了几种玻璃来降低0.4 m 以下的吸收,但其使用仍受限.因为在0.3 m 都还有吸收.两种此类的玻璃为UBK -7及UK -5.紫外成像镜头如F 4.5f =105mm 的尼康紫外镜头,可以工作在全光圈.镜头上可装 日盲 紫外光滤光片.其性能指标如表1.表1光学镜头性能指标视场角焦距 mm 最大光圈后像距 m m 尺寸 mm 2重量 g 23 20105f 4.55268.5 1085152.2 紫外光滤光技术为了实现紫外滤光,比较了国产的三种紫外光滤光片.发现若选择宽带滤光片,则背景噪音太大,第32卷第3期2003年3月光 子 学 报ACTA P HOTONICA SINICAVol 32No 3 March 2003不能满足要求.而且,一般的镜头总是对应于一定的单色光设计的.因此,系统选用紫外窄带滤光片.要得到信号源自身辐射的紫外光图像,必须滤除背景光.用宽带紫外光滤光片可滤除背景光中的可见光和红外光.背景光中的紫外光主要来自太阳的辐射,在紫外的240nm~280nm波段,太阳辐射完全被大气层中的臭氧吸收了,即在这个波段,大气层中的背景辐射为零,亦称 日盲 .所以,滤除背景光中的紫外光而又不影响信号源的紫外光图像,应选用 日盲 紫外窄带滤光片.2.3 紫外光像增强技术在紫外成像检测系统中,由于紫外辐射一般比较微弱,若直接用对UV灵敏的CCD探测较弱的紫外信号,由于其强度太小,而探测不到.为解决这个问题,先对紫外信号进行增强放大,然后再探测.为了实现紫外光信号的增强放大,使用紫外像增强器比较合适.在紫外成像检测系统中,由于紫外光的特点,要研制成紫外光像增强器有两条途径.1)研制合适的紫外光电阴极,直接研制紫外像增强器;2)通过光谱转换技术,利用微光像增强器实现.研制紫外像增强器的关键是研制合适的紫外光电阴极.紫外辐射和可见辐射在本质上是没有差别的,但由于紫外辐射的光子能量高,于是在研制紫外光电阴极时,产生了一些特殊的问题.首先,要解决的是光窗的材料问题.由于高能光子会使一般玻璃内的电子发生跃迁,造成大几率的光子吸收,因而一般玻璃不透紫外辐射,要透过长于180nm的紫外线,光窗必须用石英或蓝宝石;要透过短于180nm 的紫外线,光窗一般用氟化锂.其次,是紫外应用的光电阴极材料通常还要满足一个重要的条件,即必须是 日盲 的.所谓 日盲 就是对太阳辐射没有响应,即用于大气层时,对350nm以上不灵敏;用于空间时,对200nm以上不灵敏[5].在400nm以下的紫外光区有光电响应的材料为数很多,但在200nm~400nm的 日盲 阴极中,实际应用最成功的是碲化铯(Cs2Te).Cs2Te的禁带宽度为3.5e V,电子亲合势小于1eV,其峰值量子产额为10%左右[6].对Cs2Te所进行的工作主要围绕两个方面,即如何形成能运用于光电倍增管和图像管的半透明阴极,以及如何使它的长波响应下降到最小.因为Cs2Te薄膜的电阻很大,所以解决第一个问题的先决条件就是透明导电基底的获得.不能采用在可见光区常用的导电的氧化锡基底,因为当波长低于400 nm时,它的吸收系数迅速上升.实验发现,采用对入射光的透过率为85%左右的蒸发钨膜即可.在实际应用中,用Cs2Te作阴极的管子要维持于高真空,为此制造过程中必须进行300~400 烘烤去气.如用碲作为蒸发源,则由于碲的蒸汽压较高,烘烤温度只能用得很低.采用碲化铟作为碲膜蒸发源可以克服这个困难,因为碲化铟在真空中的分解温度超过500 ,而在此温度下,铟的蒸汽压仍然低于10~8 mmHg,因此实际上只有碲才被蒸发出来[6].有了合适的紫外光电阴极,就可以研制紫外光像增强器.利用光谱转换技术加微光像增强器同样可实现增强紫外光的目的.由于光谱转换技术及微光像增强器的制造技术都已较成熟,所以实现起来较容易,过程也简单.两种途径各有优缺,前者的优点是分辨率高,而后者实现起来简单.2.4 光谱转换技术现有的光谱转换技术有两种:通过光电阴极进行光谱转换;用转换屏实现光谱转换.前者要研制合适的光电阴极;而后者须研制适当的转换屏.在紫外成像检测系统中,光谱转换可通过紫外光电阴极或紫外光转换屏来实现.若系统采用光谱转换加微光像增强器结构,则用转换屏比较好.紫外光作用于转换屏的入射面,经转换屏转化后,出来的光为我们所需的可见光.转换屏性能的好坏,直接影响着整个紫外光成像检测系统的性能.而转换屏的主要性能有:分辨率、发光效率即光谱转换率、光谱特性、余辉时间、稳定性和寿命.对于紫外成像检测技术来说,最主要的是它的分辨率和光谱转换效率.其次,光谱特性、余辉时间、稳定性和寿命也很重要[7].分辨率是它分辨图像细节的能力.影响它的因素有:发光粉层的厚度、粉的颗粒度、粉与基地表面的接触状态、屏表面结构的均匀性等[7].粉层较厚时,光谱转换效率固然能提高,但同时,由于粉颗粒对光线的散射作用增强,分辨率反而降低.反之,粉层较薄时,屏的分辨率虽然能提高,可是光谱转换效率则会下降.因此在即要保证足够的光谱转换效率的同时又要保证高的分辨率的情况下,选择最佳的粉层厚度是很重要的.发光粉的颗粒愈细小且均匀,转换屏的分辨率就愈高.但是,粉的颗粒度的减小会使粉的光谱转换效率下降.因此选取粉的颗粒时,必须综合考虑效率和分辨率两个矛盾着的因素.发光粉颗粒与基地表面接触紧密时,屏面就显得细密,而且,粉粒的分布也就均匀,这样,转换屏对于光线的散射作用会小些,分辨率也可提高.这一点与涂屏的工艺有很大的关系.2953期靳贵平等.紫外成像检测技术3 检测系统的研制实例实验中给出一个实例 紫外指纹检测仪来说明这些技术在实际系统中的应用.紫外指纹检测仪的主要技术指标如表2、3.表2 滤光片的性能指标中心波长 m m 半宽度 m m 透过率背景透过率直径 mm 有效直径 mm2543090%5 10-43530表3UVICCD 的性能指标亮度增益/(cd m -2Lx -1)最小照度 L x分辨率 (L p m m -1)阴极灵敏度 ( A lm -1)104<0.230250 紫外指纹检测仪的外形如图2.实验中利用紫外指纹检测仪对一年多前留下的轻微的肉眼看不见得指纹进行了检测,结果较理想.检测结果如图3.这是未作任何处理的指纹的原图,若加上滤波、去噪,效果会更好.图3 检测到的陈旧指纹图样Fig.3 Stale fingerprint pattern examined4 结论分析了紫外成像检测系统的关键技术问题,给出了相应的解决方案.并用实例说明:利用紫外滤光技术、紫外像增强技术和光谱转换技术可以成功探测到微弱的紫外光信号.这对于紫外成像检测系统的发展和广泛应用具有指导意义.参考文献1 Lindner M,Elstein S,Lindner P.Solar blind and b-i spectralimaging with ICCD,BCCD,and EBCCD cameras.SPIE ,1998,3434:22~312 Lindner M,Els tein S,Wallace J.Solar blind band -pass filters for UV imag i ng devices.SPIE ,1997,3434A:176~1833Lindner M,Elstei n S,Lindner P.et al.Daylight corona discharge imager.H igh voltage enginee rin g sym posium ,1999,8:22~274 腾鹤松.紫外成像技术及其应用.光电子技术,2001,21(4):294~297Ten H S.The Technology of Photoelectron .2001,21(4):294~2975 江剑平,翁甲辉,杨泮棠.阴极电子学与气体放电原理.北京:国防工业出版社,1980.197~199Jiang J P,Wen J H,Yang P T.Electronics of Cathode and Principle of Gas Discharge.Beijing:National Defence Indus try Press,1980.197~1996 [美]A.H.萨默.光电发射材料制备、特性与应用.北京:科学出版社,1979.192~198[America ]Somer 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security,elec tric power,fire of forest and so on.Keyword UV ima ging;UV detect;UV filter;Image intensified deviceJin Guiping was born in 1977.She got her Bac helor from Northwest University in 1999.She is aPh.D.candidate on physics electronics in Xi an Institute of Optics &Precision Mechanics,Chinese Acade my of Science.Her current research interest is devices of photoelectron imaging and photoelectron detecting.2973期靳贵平等.紫外成像检测技术。
紫外成像技术的原理和应用
紫外成像技术的原理和应用1. 紫外成像技术的原理介绍•紫外成像技术是一种利用紫外光进行成像的技术。
•紫外光属于电磁波谱中的一部分，波长范围通常为10纳米到400纳米之间。
•紫外光在大气层中的传播受到较强的吸收和散射，因此紫外成像技术通常需要在真空或特殊环境中进行。
•紫外成像技术可以用于检测和观察物体的特定表面特征，如纹理、形状和化学成分。
2. 紫外成像技术的应用领域紫外成像技术在以下领域中有广泛的应用：2.1 网页设计与开发•紫外成像技术可以用于检测和观察网页设计中的特定表面特征。
•通过紫外成像技术，设计师可以更好地了解网页元素的纹理、形状和化学成分，从而改善网页的设计和开发过程。
2.2 地质学和矿物学•紫外成像技术可以用于地质学和矿物学领域中的矿物检测和观察。
•地质学家和矿物学家可以利用紫外成像技术来分析矿物的特征和成分，从而更好地理解地球的地质构造和矿藏分布。
2.3 材料科学•紫外成像技术在材料科学领域中有广泛的应用。
•材料科学家可以利用紫外成像技术来分析材料表面的纹理、形状和化学成分，从而改进材料的性能和应用。
2.4 医学成像•紫外成像技术在医学成像领域中有重要的应用。
•医生可以利用紫外成像技术来观察皮肤和其他人体组织的特征，从而进行疾病的早期诊断和治疗。
3. 紫外成像技术的优势和挑战3.1 优势•紫外成像技术可以提供高分辨率、高对比度的成像效果。
•紫外成像技术可以观察物体的表面特征，对于研究物体的纹理、形状和化学成分具有重要意义。
•紫外成像技术可以在特殊环境下进行，满足特定领域的需求。
3.2 挑战•紫外光的传播受到大气层的影响，因此紫外成像技术通常需要在真空或特殊环境中进行。
•紫外成像设备的成本较高，使用和维护也较为复杂。
•紫外成像技术对环境光的干扰较为敏感，需要采取一定的措施进行抗干扰处理。
4. 结论紫外成像技术是一种利用紫外光进行成像的技术，具有在网页设计、地质学、材料科学和医学成像等领域的广泛应用。
紫外成像技术在电力设备检测中的应用及研究
紫外成像技术在电力设备检测中的应用及研究摘要：在电力设备的检测过程中紫外成像技术的应用可以有效对电气设备的电晕进行放电并对其表面进行局部放电，通常来说紫外成像技术的应用对于早期诊断电晕等微弱放电缺陷有着较好的应用效果并且能够及时地发现电力设备中隐藏的严重缺陷，从而将可能出现的风险与故障做到防患于未然同时能够有效提升促进电网运行的可靠性。
众所周知紫外成像技术最早出现于1981年并很快在电力系统中得到应用，目前我国许多电科院和供电局配备了该类仪器并且相关电力设备检测工作也得到了积极开展。
因此工作人员在电力设备检测过程中应当注重对紫外成像技术有着清晰的了解，并在此基础上通过紫外成像驾驶在电力设备的检测中的应用和研究促进电力系统整体水平的不断提升。
关键词：紫外成像技术；电力设备检测；应用；研究1紫外成像技术相关原理紫外成像技术通过电晕放电现象和其他局部化的放电现象的有效运用可以使带电体的局部电压应力超过临界值并会使空气发生游离而产生电晕放电现象。
在电力设备的运行过程中由于其经常会因为设计、制造、安装及维护等原因出现电晕现象、闪络现象与电弧现象，例如在放电过程中由于空气中的电子不断释放能量所以当电子释放能量时便会放出紫外线。
通常来说在在电力设备的电离放电时根据其电场强度的不同其产生的电晕、闪络或电弧也存在较大不同。
而紫外成像技术就是利用特殊仪器接收放电产生的紫外线信号并且经处理后成像并与可见光图像叠加从而有效达到确定电晕位置和电晕强度的目的，同时为进—步评价电力设备的整体性能和运行情况提供适当的依据。
除此之外，紫外成像技术的应用可以利用紫外线束分离器将输入的影像分离成两部分并将第一部分的影像传送到影像放大器上。
由于电晕放电会放射出波长大约230nm-405nln 的紫外线，而紫外成像技术的应用范围大多在240nm～280nm左右，因此较窄的波长范围产生的影像信号较为微弱，与此同时影像放大器的工作是将较为微弱的影像信号变为可视影像并且在没有太阳辐射的前提得到高清晰度的图像。
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非常重要。
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1.1 电晕放电
当电气设备周围的电场强度达到某一临界值时,就可能发生电
晕,该临界值称为起晕电场强度。电气设备发生电晕时,其周围空 气将发生电离,在电离的过程中,空气分子中的电子不断从电场中 获得能量,当电子从激励态轨道返回原来的稳态电子能轨道时,就 以电晕、火花放电等形式释放能量,此时,会辐射出含有紫外线成 份的光波。
3.2 湿度与污 秽的影响
湿度增大,起晕电场强度会降低。由于湿度增加使绝缘 子表面导电能力增强,放电脉冲数上升,绝缘子串的放电现 象也会增多。 （ 大气湿度增大时会吸收更多的紫外光,使紫 外检测效果降低。由此可知,湿度的影响因素比较复杂。湿
度增加是否有利于紫外检测,尚需要具体分析和判断。)
正常绝缘子存在污秽时,其放电次数受表面湿度影响相 当大。在相对湿度大于95%的潮湿情况下,放电次数多于绝 缘子串的低值绝缘子的放电次数;但在干燥的状态(相对湿 度小于75%)下,情况则相反。因此,污秽因素是通过湿度因 素而发挥作用的。
污染物的分布情况等,都可
以利用紫外检测技术进行 分析。
2.3 绝缘缺陷 检测
在对试品进行电气耐压试
验时,用紫外成像仪进行绝缘
缺陷观祭。 若 在试验时发生闪 络,则说明试品肯定不合格;若
观祭到电晕,则可以根据试品
的材料、结构形状、使用情况 来综合评估是否有绝缘缺陷或 缺陷的严重程度。
2.4 绝缘子放 电检测
紫外成像带电检测技术
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紫外检测技术原理 紫外检测技术的应用
影响紫外检测的主要因素
现场检测 数据分析 紫外成像仪现场测试实例及分析 结论与展望
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概述
紫外放电检测技术可以检测电力设备电晕放电和表面局部放电
特征,以及外绝缘状态和污秽程度,与现时普遍使用的红外成像检测
技术形成有效的互补。高压导体粗糙的表面、终端锐角区域、绝缘 层表面污秽区、高压套管及导体终端绝缘处理不良处,以及断股高 压导线、压接不良导线、残缺的绝缘体、破损的瓷瓶和绝缘子等有 绝缘缺陷的电气设备,在高电压运行时,会因为电场集中而发生电晕 放电,出现可听噪声、无线电干扰和电能损失等故障,对环境和设备 运行产生一定的影响。因此,适度控制电晕效应,对发展特高压输电
1.2 检测原理
以紫外成像技术进行电量放电检测,是利用特殊的仪器接收电 晕放电产生的信号,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,为电气设备的状态检测提供依据。紫外 线的波长范围是10nm～400nm。太阳光中也含有紫外线,但由于地
球的臭氧层吸收了部分波长的分量,实际上辐射到地面上的太阳紫
劣化积污导致盐密（衡量绝缘子表面污秽导 电能力大小的主要参数）过大,在一定条件下会放
电,单纯的绝缘子劣化也会产生电晕。利用紫外成
像技术在一定灵敏度和一定距离下可以观测到放 电现象,便于对劣化绝缘子进行定位、定性并评估
其危害性。
2.5 寻找无线 电干扰源
高压设备的放电会产 生无线电干扰,严重时会影
响到附近的通信和电视信
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4.1 准备工作安排
√ 序号 内容 标准 备注 测试前做好前期准备工作，工作前1 天部门负责人向本次工作负责人下清楚工作内容，现场标准 1 发主管领导审核的现场标准化作业化作业指导书内容全面。 指导书 根据本次试验工作内容，确定试验 要求所有试验人员都明确 工作项目，并组织试验人员学习本 2 本次试验工作的试验内容、 指导书，使全体试验人员熟悉试验 试验标准、安全注意事项。 内容、试验标准、安全注意事项。 仪器仪表、安全工器具试 前一天准备好测试所需的仪器仪表、 验合格，有校验要求的仪 3 工器具、历史测试数据及试验记录 表应在校验周期内；符合 本。 现场实际情况。
3.3 气压与温度 的影响
当气压降低或温度升高,会使空气密度降低,空气 分子间的平均距离增大,在电场作用下,由于自由行程
增长,在电场中获得的能量增多,使空气容易发生电离
,因而起晕电场强度降低;反之,若气压升高或温度降 低,则会使起晕电场强度增高。
3.4 检测仪器
增益的影响
在电晕光谱中,紫外光所占的百分比是比 较低的,并且经过光学系统传输而产生一定的 损耗,最终到达感光元器件(CCD)板上的紫外 光子数大为减少,大约为镜头接收总数的3%。 为了提高检测仪的灵敏度,对进入光学系统的 紫外光子进行增益处理,使仪器可以观察到很 微弱的电晕。使用时,调节仪器的增益到合理 数值,以便使仪器既可以灵敏地发现电晕,又 可以尽量降低背景干扰的影响。
2.1 导线外伤 探测
导线运输和施工过程中的损 伤,运行过程中外部损伤、老化、 断股、散股等均可利用紫外成像 仪进行检测。缺陷位置及其附近
的电场强度变强,在满足一定条件
时会产生电晕,用紫外成像技术可 轻松地检测到。
2.2 高压设备污染 的检查
污染物通常引起高压 设备表面粗糙,在一定的电 压条件下会产生放电。导 线的污秽程度及绝缘子上
外光谱都在300nm以上,低于300nm的波长区域称为太阳盲区。 高 压设备放电产生的紫外线大部分在 280nm～400nm内，也有少部分 波长在 230nm～280nm内，探测这部分波长的紫外线，可作为判断 设备故障的依据。
1.3 紫外成像的原理图
紫外光束分离器
光
可见光镜 头
可见光相机
最后影 像
号的接收等,使用紫外成像 技术可迅速找到干扰源.
。
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统计紫外检测仪在检测中得 到的紫外光子数可以作为被检测 对象发生电晕的强度指标。紫外 光子计数值受到许多因素的影响 ,检测距离、大气的湿度、温度 、气压、海拔、仪器的增益等, 都直接影响到光子计数器的读数 。
3.1 距离的影响
检测距离对检测结果有明显的影响。当检 测距离增加时,其视场角将减小,相应地灵敏度 也随之降低。CD相机
紫外通道检测电晕
可见光通道显示周围环境
合成图像可让你找到电晕位置
双通道合成影像
250 kV
合成影像
可见光通道
紫外通道
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凡是有外部放电的地方都能用紫外成像仪观察电 晕,其检测应用范围大致有导线外伤探测、高压设备 污染检查、绝缘缺陷检测、绝缘子放电检测、寻找无 线电干扰源等几方面。