專利名稱：光譜法連續(xù)測量瞬態(tài)溫度的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域為光譜測溫技術(shù)。
電孤溫度診斷，通常有兩種方法，一是電孤不動探頭掃過電孤；二是探頭固定，電孤掃過探頭。第一種方法因受探頭重復(fù)性機械運動速度的限制，掃描頻率達不到快速測量的要求，因而只能用電孤成像快速掃過探頭。用光譜技術(shù)測量電孤等離子體的溫度，已有很長的歷史，但對非穩(wěn)態(tài)電孤溫度的診斷，尚有一些問題沒有解決。因為非穩(wěn)態(tài)電孤溫度變化很快，電孤存在的時間很短，電孤的位置又不固定，電孤的組分含量不能確定，所以現(xiàn)有的測溫裝置不能滿足非穩(wěn)態(tài)電孤溫度測量要求。例英國利物浦大學(xué)的露易斯等人所做的大功率SF6斷路器中電孤過零區(qū)的光譜測溫工作，采用OSA系統(tǒng)，只能測量某一時刻電孤截面上溫度分布。又如中國林萃等人用光譜法及激光干涉法測量SF6，N2中直流穩(wěn)態(tài)電孤的溫度分布，它是單面轉(zhuǎn)鏡掃描測溫系統(tǒng)，雖然可以快速地對電孤成像快速掃描，測出某一時刻電孤截面上的溫度分布，但由于單面反射鏡掃描的效率低，對電孤成像兩次掃描的時間間隔較長，因而不能快速連續(xù)地測量非穩(wěn)態(tài)電孤等離子體的截面溫度分布及其截面溫度隨時間的變化。
本實用新型發(fā)明創(chuàng)造的目的，是為了解決電孤等離子體溫度診斷中現(xiàn)尚存在的問題，而發(fā)明創(chuàng)造一整套非穩(wěn)態(tài)電孤光譜溫度診斷系統(tǒng)，即光譜法連續(xù)測量瞬態(tài)溫度的裝置。從而滿足了工業(yè)上的應(yīng)用和科學(xué)研究中的需要。
本實用新型光譜法連續(xù)測量瞬態(tài)溫度的裝置，主要由探測光路與掃描機構(gòu)，光電轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)處理幾部分組成的。其探測光路和掃描機構(gòu)有透鏡(1)、(2)，它將電孤成像縮小，經(jīng)過多面反射鏡輪(3)實現(xiàn)對電孤成像的快速連續(xù)掃描，然后經(jīng)過透鏡(4)再將成像放大。該裝置并設(shè)置了多通道譜線強度接收器(5)與光柵攝譜儀(6)配合使用，可同時接收四條譜線強度，每個通道的接收狹縫塊(7)能夠更換，狹縫(8)間距離可粗調(diào)，微調(diào)。本溫度診斷裝置，配有功能齊全的軟件，數(shù)據(jù)處理完全自動化，溫度測試結(jié)果可直接顯示、打印出來。
附圖
1.光譜法連續(xù)測量瞬態(tài)溫度的裝置示意圖。
2.多面反射鏡輪掃描機構(gòu)示意圖。
3.多通道光譜強度接收器示意圖。
以下結(jié)合附圖，詳細闡述本實用新型的具體結(jié)構(gòu)。附

圖1是整個測量裝置示意圖。被測電孤(9)經(jīng)成像透鏡(1)、(2)先將電孤成像縮小在反射鏡面(10)上，經(jīng)多面反射鏡輪(3)實現(xiàn)對電孤成像的快速連續(xù)掃描，然后經(jīng)透鏡(4)再將成像放大于傳像光纖(11)的接收端(12)，這樣可以縮小了多面反射鏡輪(3)的尺寸，提高掃描速度。并且通過調(diào)節(jié)透鏡(1)、(2)，可將不同大小的物縮小成大小基本相同的像。多面反射鏡輪(3)固定在轉(zhuǎn)軸(13)上，通過軸承(14)將軸(13)約束在殼體(15)上，殼體(15)上有兩個方孔，一個用于入射光束，另一個用于出射光束。轉(zhuǎn)軸(13)的一端通過聯(lián)軸節(jié)(16)與驅(qū)動電機軸相連，驅(qū)動電機(17)通過兩個半圓筒(18)和緊固螺栓(19)固定在支撐筒(20)上，支撐筒(20)與殼體(15)固接在一起，支撐筒(20)套在圓筒(21)上，圓筒(21)下端有螺紋和升降螺母(22)，用于調(diào)整掃描鏡輪(3)的高度，支撐筒(20)可繞圓筒(21)在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動。反射鏡(10)用高強度粘接劑固定在反射鏡輪(3)上。
多通道譜線強度接收器的結(jié)構(gòu)見圖3。多通道譜線接收器(5)設(shè)有4條譜線通道，每個通道狹逢塊(7)固定在滑動塊(23)上，每個滑動塊(23)都與定位光桿(24)接觸，并與滑動塊彎頭處的滑動光桿(25)接觸，用緊固螺釘固立?；瑒庸鈼U由兩端壁面(26)支撐，滑動光桿的一端由彈簧(27)壓緊，另一端由螺旋微動儀(28)壓緊，狹縫位置可調(diào)，整個狹縫裝在密封體內(nèi)。
測量電孤等離子體溫度的設(shè)備見圖1，被測電孤(9)經(jīng)成像透鏡(1)、(2)將電孤成像縮小在反射鏡面(10)上，經(jīng)多面反射鏡輪(3)實現(xiàn)對電孤成像的快速連續(xù)掃描，然后經(jīng)透鏡(4)再將成像放大于傳像光纖(11)的接收端(12)，反射鏡輪(3)的轉(zhuǎn)速由光電轉(zhuǎn)速計(29)顯示，驅(qū)動電機(17)由直流可調(diào) 電源(30)供電。電孤成像經(jīng)傳像光纖(11)傳至光柵攝譜儀(6)的入口狹縫(31)，經(jīng)光柵攝譜儀(6)分光后，譜線強度由譜線接收器(5)接收后，經(jīng)光導(dǎo)纖維傳至光電倍增管(32)，光電倍增管(32)的工作電壓由高壓電源(33)提供。放大器(34)的輸入阻抗大，輸出阻抗小，使前后匹配，使光電轉(zhuǎn)換信號放大后供計算機(35)中的A／D采集卡(36)進行數(shù)據(jù)采集。最后由計算機(35)的數(shù)據(jù)處理程序進行計算，將計算結(jié)果顯示，并在打印機(37)打印出來。示波器(38)及X－Y記錄儀(39)用于觀察信號波形。選擇開關(guān)(40)用于各通道信號的觀察和轉(zhuǎn)換。
本實用新型光譜法連續(xù)測量瞬態(tài)溫度的裝置與現(xiàn)有技術(shù)比，主要優(yōu)點是能對電孤成像進行快速連續(xù)的掃描，高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)能將掃描到的模擬信號快速轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號貯存起來。因而，整個系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作，不僅能快速測量電孤截面溫度分布，同時能跟蹤測量截面溫度隨時間的變化。它能同時測出四條譜線強度，因而可用于被測電孤組分含量未知的情況。該裝置研究成功，為研究各種非穩(wěn)態(tài)電孤的機理提供了條件并滿足工業(yè)上的需要。
權(quán)利要求1.一種光譜法連續(xù)測量瞬態(tài)溫度的裝置，它由探測光路，掃描機構(gòu)，譜線強度轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)處理幾部分組成的，其特征在于1)探測光路，掃描機構(gòu)上設(shè)置一個多邊形鏡輪(3)，其上裝有多塊反射鏡(10)，在多邊反射鏡輪前面的光路上裝有縮小成像的透鏡(1)、(2)，在其后面裝有放大成像透鏡(4)，2)在光柵攝譜儀的后面設(shè)置一個多通道譜線強度接收器(5)。
2.按照權(quán)利要求1所說的光譜法連續(xù)測量瞬態(tài)溫度的裝置，其特征在于多面反射鏡輪(3)的高度和水平位置通過支撐筒(20)和圓筒(21)調(diào)節(jié)。
3.按照權(quán)利要求1所說的光譜法連續(xù)測量瞬態(tài)溫度的裝置，其特征在于譜線強度接收器(5)的接收狹縫塊(7)能夠更換，接收狹縫(8)間距離可以通過滑塊(23)和滑動光桿(25)及螺旋微動儀(28)進行調(diào)節(jié)。
4.按照權(quán)利要求1所說的光譜法連續(xù)測量瞬態(tài)溫度的裝置，其特征在于多通道譜線接收器(5)的每個通道狹縫塊(7)固定在滑動塊(23)上，每個滑塊(23)都與定位光桿(24)及滑動塊彎頭處的滑動光桿(25)接觸。
專利摘要光譜法連續(xù)測量瞬態(tài)溫度的裝置，它主要由探測光路和掃描機構(gòu)，譜線強度轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)處理幾部分組成的。本實用新型由于采用了對電孤成像能高速連續(xù)掃描的多面反射鏡輪機構(gòu)和多通道譜線強度接收器及高速A/D轉(zhuǎn)換卡，因此能在短時間內(nèi)測出電孤截面的溫度分布及其隨時間的變化。它能同時測出四條譜線的強度，因而可用于被測電孤組分含量未知的情況。
文檔編號G01J3/28GK2076233SQ9022219
公開日1991年5月1日 申請日期1990年10月25日 優(yōu)先權(quán)日1990年10月25日
發(fā)明者趙文華, 閻究敦, 張冠忠, 王杰, 陳振生, 何勇, 過增元 申請人:清華大學(xué), 西安高壓電器研究所