以色列新型紫外成像仪
“日盲”紫外成像技术分析及应用展望
航天电子对抗
２０１９ 年 第 １ 期
“日盲”紫外成像技术分析及应用展望
宋 亚 军 ，韩 放 （光学辐射重点实验室，北京 １００８５４）
摘要： 近几年，随着“日盲”紫外成像技术应用领 域 的 扩 大，该 技 术 越 来 越 受 到 各 方 面 的 关注。对“日盲”紫外成像探测器技术、“日盲”紫外滤光片 技 术 和 紫 外 图 像 处 理 技 术 等 关 键 技
术进行了具体分析。对“日盲”紫外成像技术在核心器 件 性 能 提 升、应 用 平 台 多 样 化 和 智 能 处
理技术等方面的发展趋势进行了展望。详细介绍了“日 盲”紫 外 成 像 技 术 在 导 弹 告 警、天 基 预
警、电晕放电检测、火灾探测、人员搜救、无人机自 主 着 舰 引 导、飞 机 辅 助 降 落 和 和 刑 事 侦 查 等
领域的应用。
关 键 词 ： “日 盲 ”紫 外 ；紫 外 滤 光 片 ；图 像 处 理 中 图 分 类 号 ： ＴＮ２３ 文 献 标 识 码 ： Ａ DOI:10.16328/j.htdz8511.2019.01.013
Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｏｌａｒ ｂｌｉｎｄ ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ ｉｍａｇｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇＶ；ＵＶ ｆｉｌｔｅｒ；ｉｍａｇｅ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ
０ 引 言
由于“日盲”紫外波段（２２０～２８０ｎｍ）的 太 阳 光 被 大气层中的臭氧吸收，到 达 地 面 乃 至 低 空 区 域 的 该 波 段太阳辐射几乎为零，利 用 该 波 段 对 目 标 进 行 成 像 探 测，可以避免 最 大 的 自 然 光———太 阳 光 的 干 扰，有 利 于目标的检测。与传 统 红 外 成 像 技 术 相 比，“日 盲”紫 外 成 像 技 术 具 有 以 下 优 点 ：１）“日 盲 ”区 背 景 干 扰 小 ，虚 警率低；２）不需要人 工 致 冷 和 扫 描，设 备 大 大 简 化，体 积 小 ，质 量 轻 ；３）具 有 极 高 的 灵 敏 度 和 分 辨 率 。 “日 盲 ” 紫 外 成 像 技 术 从 ２０ 世 纪 ８０ 年 代 末 开 始 进 行 实 质 性 的
百科知识精选CLASSIC紫外成像仪
产品概述:全球灵敏度最高的紫外光探测器可见光通道快速光学变焦紫外光和可见光通道自动对焦无需校正可调高分辨率液晶屏紫外光子计数专业化的报告生成软件可选近焦镜头原产地：以色列技术参数:紫外通道属性最小紫外光灵敏度3×10 watt/cm最小放电灵敏度1.5 pC 于8米距离处无线电电压探测灵敏度15dBμV (RIV) @1MHz（根据NEMA publ. 107-1987测试所得结果）视域 5°×3.75°聚焦紫外通道与可见光通道都可以自动聚焦同时可对两个通道进行手动聚焦聚焦距离0.5米到无穷远（微距离镜头，可选）探测器寿命范围无衰减紫外光/可见光影象重叠准确度小于1毫弧度最小可见光灵敏度１Lux视频标准完全符合PAL或NTSC标准快速放大光学×25数字×12（总共300倍）按下按钮1秒内达到可见光最大放大值释放按钮1秒内恢复原值显示屏幕聚焦距离 0.5米到无穷远（微距离镜头，可选）类型高分辨率LCD，可调节亮度320分辨率320尺寸5模式组合（紫外光图象/可见光图象）；只显示紫外光图象；只显示可见光图象扩展显示PAL控制与操作方式键盘操作功能触发一键触发快速放大持续按键系统状态显示 LCD显示，低耗电环境存放与操作环境-20 ℃到 +55℃物理特征与电源重量5.5Kg尺寸（长×宽×高）长25cm×宽1 7cm×高15 cm功率12 V DC，16 Watts 电源可充电 NiMH电池，可持续使用2.5小时，AC/ 12V DC转换器数据存储图象/视频通过BNC接口外接注释PDA用途：CLASSIC型是专业检测电晕的紫外成像设备，可在白天使用，适用于高压实验室、研究院、教学、工厂检测等。
CLASSIC型具备太阳光波滤镜功能，在白天检测，能在背景干扰中检测出缺陷处所发射微弱的紫外光。
独特的镜头（可选近焦镜头）能检测出被测物体细微处缺陷，能100%检测所有电晕电弧。
浅谈光学设计在日盲紫外成像上应用
浅谈光学设计在日盲紫外成像上应用1、日盲紫外成像技术对于“日盲”紫外波段（220~280nm）的太阳光被大气层中的臭氧吸收，到达地面乃至低空区域的该波段太阳辐射几乎为零，利用该波段对目标进行成像探测，可以避免最大的自然光——太阳光的干扰，有利于目标的检测。
与传统红外成像技术相比，“日盲”紫外成像技术具有以下优点：１）“日盲”区背景干扰小，虚警率低；２）不需要人工致冷和扫描，设备大大简化，体积小，质量轻；３）具有极高的灵敏度和分辨率。
20世纪90年代末，美国、南非和以色列等国家的科学技术人员将紫外光的光学特性与光学透镜、数字信号芯片相结合，研制开发出用于日间检测电晕等微弱放电现象的紫外电晕检测仪，并将该技术推向警用应用市场，使“日盲”紫外成像技术在民用市场得以迅速普及和推广。
随着“日盲”紫外成像技术的不断发展，国外特别是美国对该技术相当重视，各大公司以紫外成像探测器为核心，开展了大量研究工作。
与国外先进水平相比，国内在“日盲”紫外成像探测器和高性能“日盲”紫外滤光片等方面的研制和生产上还存在较大的差距。
近几年，随着国内“日盲”紫外成像探测器、“日盲”紫外滤光片等关键技术的快速发展，“日盲”紫外成像技术在电力线路检测领域得到很大的应用。
美国的电晕检测采用高精度的美国的电晕检测采用高精度的图像重叠技术，双光学镜头高精度重合，国内博高采用普通CCD和紫外光学滤波镜，采用换玻璃镜片方式，把可见光成像图片和紫外图像进行重叠分析，两者都存在对光学系统要求高，成像时间长，不适合巡线动态检测。
普通紫外成像仪弥补灵敏度不足有2种方式: 1）经过芯片强化讯号，优点是增大了光斑，缺点是会在每个电晕图像下面形成黑黑影，电晕图像有失真感; 2）增加波长范围，采用夜间模式，优点是增强了紫外波能量，缺点是只能在夜间检测。
目前紫外电晕检测装置普遍将图像进行帧叠加来增强紫外线图像的可视强度，通过对视频信号的软硬件降噪技术来降低图像的噪声，需要计算机进行分析处理，电晕功耗大，体积大，不方便携带，且操作复杂，结构复杂，制造成本和维护成本高，价格昂贵，光子数无法动态输出，检测距离短，对图像处理要求高，要求高精度光学系统，难以满足机载巡检的要求强度。
新型紫外微放电监测仪检测绝缘子污秽状况的试验研究
1引言为防止污闪事故发生，电力企业希望能随时了解运行中绝缘子表面的污秽情况，以确定线路、瓷瓶是否需要清扫，并掌握绝缘子清扫的质量。
但是对绝缘子性能的检测至今没有非常有效的方法。
电晕脉冲电流法通过测量绝缘子电晕脉冲电流的方法来判断绝缘子的绝缘状况，该法存在的主要问题在于传感器的选择、信号的提取及辩识、现场干扰的排除等。
另外一种是现在国际上开始研究的紫外成像技术，以南非CSIR 公司生产的Co roCAM 系列紫外成像仪和以色列与EPRI 共同开发的DayCor 系列紫外成像仪应用最为广泛。
但是该方法也有很多缺陷，一方面该电晕检测摄像机非常昂贵，比一般的检测成本要高很多；另一方面，该检测的电晕亮点存在误检测的可能，虽然它采用长积分模式来减小背景噪音的影响，但是受背景噪声的影响，在终端显示的时候灵敏度不高，误检测的可能性仍然存在；最后该方法对电晕的观察主要靠肉眼的观察，对于检测人员来说主要是凭经验。
本文介绍一种自行研制的绝缘子紫外光微放电监测仪。
其基本原理为：在带电情况下，选择对紫外光敏感的光电倍增管（PMT ）测量绝缘子表面的紫外放电情况，它在紫外光波段的量子转化率高达到25%，能够有效地把紫外光光信号转变为电信号。
光放大器将采集进来的微弱光信号放大，并且转化成对应的电流信号，通过A/D 转换为数字信号，然后利用外围电路做初步的处理，通过数据总线传输到计算机上，通过建立紫外光强度和电晕放电强度、测量距离之间的对应关系，用相应的分析软件对采集进来的信号进行分析，通过试验给出电晕强度和绝缘子运行状况的关系，从而对绝缘子运行情况进行实时监测。
此方法首次利用PM T 来检测绝缘子的沿面电晕状况，是对传统绝缘子检测方法的一个重大突破。
下面对其与传统的电晕脉冲电流法、红外热成像法的比较试验进行分析。
2试验情况简介2.1试验目的及仪器2.1.1目的在5m 的距离内能否通过系统检测到复合绝缘子在不同环境条件下的电晕放电状态、电晕沿绝缘子分布情况和电晕在不同情况下的幅值变化。
紫外成像技术在电力维护中的应用及计量需求分析
紫外成像技术在电力维护中的应用及计量需求分析摘要：紫外成像技术是利用电晕放电产生的紫外线，并融合可见光成像技术最终形成二维图像的技术。
紫外成像技术是应用光学方法进行检测的手段，且电晕放电现象通常在事故发生以前出现，因此紫外成像技术具有灵敏度高、分辨力高、抗干扰能力好的特点，被广泛用于电力巡检的预防阶段。
本文概述了紫外成像技术的基本原理及其在电力巡检中的应用，以及紫外成像仪器的计量校准需求分析。
关键词：紫外成像、电晕放电、电力维护、事故预防、计量校准0 引言随着国家经济的快速高质量发展，用电需求日益增加，带动电网规模的不断扩大，使得电力系统负荷与日俱增，特别是高压电力设备的运行压力越来越大。
电网中运行的高压设备持续在电、热及特殊环境下可能会出现缺陷或故障，导致其绝缘性能降低，产生电晕放电现象，将严重影响电网的安全运行[1]。
目前我国国家电网正在进行超高压大容量电力线路扩建，线路将穿越各种复杂地形[2]。
稳定、高质量的用电是社会经济发展的基础，在电力设备的运行过程中经常出现电晕、闪络与电弧现象而无法保证稳定、高质量的电力供应。
所以如何有效解决电力线路检测的精度和效率，是困扰电力行业的重大难题。
目前电力巡检过程中必备红外热像仪与紫外成像仪，两类仪器功能不同。
红外热像仪一般用于监测高电阻过热和接触不良引起的温度变化，一般与电流有关；电线电缆已经发生故障产生热量，引起温度变化而探测，属事后发现。
紫外成像技术能有效直观地观察高压设备的放电情况，一般用于监测导线损坏和分离器松弛引起的电晕和电弧，一般与电压有关，也就是在事件发生前，提前预判出可能发生的问题，属于事前诊断，对电源的早期故障排除起到至关重要的作用设备，为现场检测提供了新的有力诊断手段。
因此，紫外成像技术和红外热成像技术各有不可替代的优势，是相辅相成的关系[3]。
1 紫外成像技术的原理及应用紫外是指波长在(10~400)nm范围内的光波，其中（200~300）nm波段该紫外光谱区称为“日盲区”。
日盲和非日盲紫外电晕检测技术在电网设备中的应用
日盲和非日盲紫外电晕检测技术在电网设备中的应用张兆钰;高健;蒋菲;苗兴【摘要】随着经济社会的发展,电压等级的升高,电网设备的安全经济运行日益重要,而更重要的是如何在缺陷的萌芽阶段发现它并进行消缺工作从而避免缺陷的发展引起事故.紫外成像技术由于其实时性、直观性、易推广、可带电检测的特点,在电气设备状态评价中的重要性便显现出来,电力现场的应用也日益拓展.本文分别从原理上对日盲型紫外成像检测技术和非日盲型紫外成像技术进行了分析,结合现场中实际应用的实例,就两者的适用性分别进行了分析.【期刊名称】《甘肃科技》【年(卷),期】2018(034)002【总页数】3页(P48-50)【关键词】紫外成像检测技术;日盲型;非日盲型;电晕【作者】张兆钰;高健;蒋菲;苗兴【作者单位】国网甘肃省电力公司电力科学研究院,甘肃兰州 730070;国网甘肃省电力公司电力科学研究院,甘肃兰州 730070;国网甘肃省电力公司电力科学研究院,甘肃兰州 730070;国网甘肃省电力公司电力科学研究院,甘肃兰州 730070【正文语种】中文【中图分类】TN23随着电压等级的提高，电晕放电是电气设备在正常运行中很难完全避免的一种现象，电晕放电可以是连续放电，也可以是不连续的脉冲放电，其会产生无线电干扰，影响到附近的通讯、电视信号的接收；在某些情况下，如果升高尖端导体的电位，电晕会发展成为通向另一物体的火花进而造成设备外绝缘闪络而引发事故；会促进绝缘材料的老化等。
产生局部放电时，会产生一些特征信息，如声、光、热等，利用这些特征信息，可对放电现象进行定性定量，研究这些变化与设备外部特性之间的关系，评估其进一步发展的可能性，对保证设备安全运行有着重要的意义。
检测局部放电常用方法有：红外检测法、紫外检测法、声测法、脉冲电流法等[1]，本文采用以发出紫外线为特征量的紫外检测技术进行电气设备的实验研究[2]。
1 基本原理紫外线在电磁波谱中的波长范围为10～400nm,在白天，由于臭氧层的吸收作用，实际辐射到地面的太阳紫外线波长大都在300nm以上，低于300nm的波长区间为太阳“盲区”，所以波长范围在240～280nm区间的紫外线只可能是地球上产生的。
superbod紫外线成像仪说明书
superbod紫外线成像仪说明书Superb紫外成像仪简介：•Superb-紫外成像仪(便携式)是**的全日盲紫外成像仪，是紫外成像技术*Ofil公司与美国电力科学研究院共同研发的第三代便携式紫外线成像设备•Superb用于检测高压设备电晕、电弧和局部放电现象•Superb主要适用于输电线路特别是超高压特高压输电线路的巡检、变电站状态检修以及高电压科研•Superb-紫外成像仪采用*创的*技术、*灵敏的日盲型紫外-可见光双通道探测器及*镜头，设备灵敏度高，抗力强，完全不受太阳光的影响，检测时间不受限制，能在背景干扰中灵敏的探测出缺陷所发射出的微弱的紫外光，是架空输电线路和高压变电站预防性维护检测工具的理想选择Superb紫外成像仪特点：•灵敏度*高的紫外光探测器•SolarBlind*技术，完全不受太阳光影响•紫外光通道数字变焦•可见光通道快速光学变焦•紫外光与可见光通道自动对焦•优异的背景降噪技术•灵敏度*高的紫外光探测器•紫外光通道数字变焦•可见光通道快速光学变焦•紫外光与可见光通道自动对焦•优异的背景降噪技术Superb性能：*高灵敏度紫外探测器•紫外探测器灵敏度高达3×10-18watt/cm2，能够在距离目标物8米外检测到1.5pc的微弱放电，能够对移动目标进行检测，且输出图像没有任何拖尾。
内置紫外光子计数器，可对放电强度进行评估精确的电晕定位•SuperB配置Ofil公司*镜头，拥有强大的变焦能力，不管是远距离还是近距离的目标物体，SuperB都能够非常精确的探测到物体所发出的微小电晕；再加上探测器超高灵敏度，SuperB成为架空输电线路和高压变电站预维护检测的理想选择内置记录与存储功能•SuperB内置了高清晰度视频和静态图像的记录、回放和存储功能，还能根据需要增加文字注释和GPS数据信息。
所有数据都存储在可插拔SD卡中，兼容NTSC/PAL格式操作简便•通过键盘直接操作，屏幕实时显示操作命令与操作结果；操作简单、直观、快速、高效化报告生成软件•Ofil报告数据库软件提供存储、整理、分析功能，*后自动生成检测报告文件小巧轻便，坚固耐用•SuperB采用工业化设计，适用于各种恶劣的环境与的天气条件；重量轻，通过背甲可以非常舒服的挂在肩上进行长时间的测试的人体工程学设计•SuperB采用*特的人体工程学设计，无需用手托举仪器，适合长时间的检测，不会发生手臂酸痛、眼睛疲劳、背部疼痛的情况，能够*大程度的提供工作效率•灵活的检测模式一体式、高亮度、高分辨率、可折叠式5英寸彩色液晶屏，SuperB可以灵活地适应不同的检测场景，无论是户外户内检测、还是单人或者团队协作检测，SuperB都可以非常轻松的完成任务。
以色列DR软硬件功能及全参数
RayzorXpro便携式X射线数字直接成像系统（工业用便携式DR系统）我公司代理以色列维迪斯科（VIDISCO）公司生产的RayzorXpro系统由硬件和软件（XbitPro）两大部分组成。
应用围覆盖管线及带包覆层含介质在役管道的腐蚀检测、能够自动测量壁厚减薄和腐蚀坑；承压容器和管道焊接质量检测（对接焊、螺旋焊等）板板对接焊缝（保护焊、激光焊、摩擦焊、扩散焊、电阻焊等）；在役液氨管道腐蚀和焊缝在役检测、铸造疏松气孔及夹杂检测。
应用领域涵盖石油、化工、电力、天然气、供水供暖、食品、冷库、仓储、建筑等行业。
一、硬件介绍如下：1、工业非晶硅面阵列平板探测器(DR成像板)该平板探测器是世界上最薄的平板探测器，适合管网窄小空间布置，具备兼容标准三脚架功能。
RayzorXpro 图像是由非晶硅平板探测器通过光电二极管把光信号转换为电信号而获得的。
该探测器的背面置一个三脚架安装区，允许您使用三脚架，可以移动，这样使得非常难安装的区域变得容易，方便。
2、ICUICU是数字X射线成像控制单元，体积小，重量轻、置CPU和充电电池，交直流可自动切换。
ICU是RayzorXpro 系统的核心部件，是平板探测器和CDU的接口。
ICU接收和解析来自CDU的指令，从而操控射线源和平板探测器，ICU处理的数据由平板探测器获取并发送给CDU。
ICU给平板探测器供AC电和部电池供电两种模式。
ICU置无线和自充电功能。
3、便携脉冲射线机2块充电电池、带充电器，方便安装在三脚架及其他工装上，便于现场布置和减轻劳动强度。
4、 CDUCDU是一个主流笔记本电脑，供XbitPro软件运行，是图像采集处理操作系统平台。
它被安置在运输箱的操作架上。
软件用于操控平板探测器，用于显示与增强已获得的图像，用于管理图像数据库。
5、接线盒接线盒被安装在CDU操作架上，能够快速连接CDU和平板探测器。
接线盒作为数据和供电的接口，能够通过ICU/CDU连接电缆给设备供电。
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全球紫外成像技术先锋OFIL公司再出新品-简洁紧凑的双通
道紫外成像仪UV olle-S/SV。
此款小巧轻便型紫外成像仪
UVolle-S/SV，拥有独一无二的镜头和光学滤波片确保白天可以完
全日盲的状态工作，清晰的显示电晕现象而不受干扰的功能。
此
外增加了几项新功能：
1、自动噪声控制，内置降噪算法消除了零星紫外信号的干扰。
2、电晕数字放大可使电晕放大更清晰而不改变其原始位置和计数值，因此精
确定位故障区。
3、显示屏注明“失焦”，可及时调整，提高效率。
4、改进操纵杆控制使用的功能，操作更加方便。
所选的功能在LCD屏幕上
显示，可自由完成不同功能之间的切换。
5、改进存储图像的显示功能，电晕的色彩可以改变，以适应不同景物的需要。
6、紫外成像仪UV olle-SV具备内置录像功能。
其他经典功能：
●紫外成像仪UV olle-S/SV——重量轻、结构紧凑
UVolle-S/SV重量轻、结构紧凑，根据人体工程学专门为手持式工作设计。
采用专门的肩带携带，可以在需要时随时拍摄录像或者静止图片。
●紫外成像仪UV olle-S/SV——精确定位电晕位置
UVolle-S/SV是一款精密的紫外-可见光双通道相机。
可精确显示到探测的电晕和电弧在原始设置状态下的位置。
经过优化的视域（FOV）确保更清楚的看到附件的景物。
Ofil拥有的独一无二的镜头和光学滤波片确保了在白天可以真正完全日盲的状态工作，清晰的显示电晕现象。
●紫外成像仪UV olle-S/SV——紫外光子计数器
紫外光子被计数并且显示成为相对的电晕强度。
●紫外成像仪UV olle-S/SV——内置拍摄和存储
可拍摄静止图片和视频。
文件可预览并存储到SD卡中。
紫外成像仪UV olle-S/SV——耐用性
专为高电磁环境设计。
广泛应用于高电磁环境的变电站，可在极限条件下工作
欧美大地在中国大陆有11个办事处，覆盖全国各地，各办销售和市场人员专业服务于各区域的客户，努力做到为客户提供综合性解决方案。
公司有专业的售后服务团队，分别位于各个办事处，就近为客户解决操作、维修、标定等各种技术难题。