專利名稱：電度表計測誤差監測儀的制作方法
技術領域：
本發明屬于監測電度表計測誤差的裝置。
現有監測電度表計測誤差的裝置均采用白熾燈、LED發光二極管、紅外發光二極管、紫外線燈等為照明電度表的光源。電度表的散射光由光電接收器接收并轉變成電信號，經放大器和整形電路以后由微機進行數據處理并直接顯示或打印出被監測電度表的百分比誤差。這些裝置中的光源發光強度小致使電度表的散射光很弱，因而不易被探測。當電度表的散射面不光滑時，譬如有微小的毛疵或凹凸不平等毛病則易引起假信號而造成錯誤檢測。此外，還易受背景光的干擾。若為不可見光，則調整和操作均不方便。光電接收器距離被監測的電度表很近，而離信號處理系統很遠，因而信號傳輸的線路很長，易受外界電磁干擾引起較大的測量誤差。光源和光電接收器連同各自的聚焦透鏡均安裝在同一個調節架上(通常稱此為光電頭)，其中照明方向和探測方向按照不同的檢測對象需構成某一合適的角度才能獲得較大的信號，操作時需仔細調整很不方便，又很難實現同時監測多只電度表。
本發明的目的是針對上述問題設計一種檢測精度高、操作方便，同時能監測多只電度表的監測裝置。
本發明方案是以激光器為光源，用光學纖維傳輸激光至電度表和傳輸電度表的散射光至對應的光電接收器;將現有技術中由光源和光電接收器以及相應的聚焦透鏡組成的光電頭從中取出光源和光電接收器，令其安放在其它合適的位置而改成由照明和探測光學纖維組成的一段光纜和一只聚焦透鏡組成的光纖探測頭;在同一根U形支承桿上安裝多個光纖探測頭以實現同時監測多只電度表的目的。
本發明的具體結構裝置說明如下激光器采用氦-氖激光器(1)，耦合透鏡(2)將此激光束耦合入照明光學纖維束的輸入端(4)。照明光學纖維束包括若干路傳輸路徑不同的光學纖維束(a、b、c…)。光束耦合透鏡(2)和照明光學纖維束的輸入端(4)均固定在三維調節架上，并稱此為光束耦合器(3)。通過三維調節架可調節光束耦合器(3)與激光束的相對位置以最大限度的將激光能量耦合入照明光學纖維。
每一路照明光學纖維束(a、b、c…)的輸出端均置有聚焦透鏡(6)，各路照明光學纖維束傳輸激光束至輸出端經由聚焦透鏡(6)將激光束聚焦在被檢測電度表(5)的轉動盤的外圓周面上以照明電度表(5)的被檢測部分。各路照明光學纖維束可含有數量相等或不相等的若干根細光學纖維以使傳輸各路照明的激光能量近似相等。照明光學纖維束的路數與所能檢測的電度表(5)的數目相等。照明光學纖維束所經過的路徑可根據激光器(1)和電度表(5)所在的位置以及檢測臺上其它工件的布置的需要進行選取，以方便安裝和操作為前提條件。
電度表(5)的散射光仍由聚焦透鏡(6)輸入相應的探測光學纖維束(a′、b′、c′…)。探測光學纖維束的一端是由各電度表散射光信號的輸入端，它與各相應照明光學纖維束的輸出端固定在一起，另一端是信號輸出端，它分別安裝有光電接收器(10)，以檢測相應電度表(5)的計測誤差。各路探測光學纖維束(a′、b′、c′…)可含有數量相等或不相等的若干根細光學纖維以使傳遞給光電接收器(11)的信號強度近似相等。探測光學纖維束所經過的路徑可根據電度表(5)和光電接收器(10)所在的位置以及檢測臺上其它工件的布置的需要進行選取，以方便安裝和操作。
各路探測光學纖維束分別傳輸相應電度表(5)的散射光信號至相應的光電接收器(10)轉變成電信號以后均送入放大器和整形電路經微機進行數據處理而直接顯示或打印出電度表的計測誤差百分比。
為獲得電度表(5)計測誤差的百分比，在電度表轉動盤的外圓周面上做有能吸收激光能量的一條細線，故照明光遇此線時能使散射光消失，此時，對應的光電接收器(10)產生一個脈沖信號，當電度表的轉動盤轉動一定的時間后即可由脈沖信號的數目通過數據處理系統計算出電度表(5)的計測誤差，所有計算和顯示均由微機完成。
竦米既返惱彰魑恢煤捅閿謐靶兜綞缺恚痙⒚髦猩柚糜泄庀頌講饌罰 )，其中聚焦透鏡(6)及各相應的照明和探測光學纖維束的端部均固定在一個三維調節架上，光纖探測頭(7)的數目與電度表(5)的數目一致。所有的光纖探測頭(7)均分別安裝在各對應的電度表(7)之前并固定在一個U形支承桿(8)上。該支承桿通過鉸鏈與固定在電度表檢測臺板(9)上的固定座(11)相連接。當推或拉支承桿時，可帶動光纖探測頭(7)一起轉上或轉下以便裝卸電度表(5)于檢測臺板(9)上。
本發明的優點在于光源的亮度高，由電度表散射的激光強度大，又由于光學纖維傳輸激光，因而大大減小了背景光的干擾和消除了假信號的產生。光電接收器靠近信號處理系統，縮短了電信號傳輸的線路因而排除了外界電磁干擾，所以本發明的檢測精度高和數據可靠。又由于用光學纖維傳輸激光可使光源和光電接收器安裝于任何合適的位置，而不與探測頭在一塊，因而使探測頭的體積大大縮小，便于在同一根支承桿上安裝數只探測頭以便于同時監測多只電度表，使操作方便和生產效率大大提高。
圖1是本發明裝置示意圖。圖中1-氦-氖激光器;2-耦合透鏡;3-光束耦合器;4-照明光學纖維束的輸入端;5-電度表;6-聚焦透鏡;7-光纖探測頭;8-U形空心支承桿;9-懸掛電度表的檢測臺板;10-光電接收器;11-U形支承桿的固定座;
圖2是本發明的側視圖，表示固定座(11)與U形支承桿(8)之間的裝配關系，也表明了光學纖維在檢測臺板(9)的前與后連接情況。圖中12-支承桿的定位銷;13-檢測臺的水平臺面;14-微機。
圖3是本發明的光學纖維部分說明圖。(a、b、c，……h)-表示傳輸路徑不同的八路照明光學纖維束;(a′，b′，c′，……h′)-表示傳輸路徑不同的八路探測光學纖維束。
參照
實施例氦-氖激光器(1)的輸出功率約為2毫瓦，激光束的直徑約為1毫米，光束耦合器(3)中透鏡的焦距為15毫米，照明光學纖維束輸入端(4)的總直徑為2毫米，光束耦合器(3)和氦-氖激光器(1)均固定在懸掛電度表的臺板(9)的背后，U形支承桿(8)是空心的。照明光學纖維在U形支承桿的固定座(11)的旁邊穿出臺板(9)，經過固定座(11)的旁邊穿入支承桿(8)的橫梁，每到一個光纖探測頭(7)的地方就分出一路光學纖維束使其進入探測頭的三維調節架並被固定在三維調節架上使其能隨著調節架的移動而移動以達到調準照明位置的目的。本實施例共分出八路照明光學纖維束(a、b、c、…h)，因而能同時檢測八只電度表(5)。將電度表(5)安裝于臺板(9)上被檢的位置時，用手向上推U形支承桿(8)使其停于電度表(5)的上部以便于裝卸電度表的操作。當電度表(5)安放完畢時，用手向下拉U形支承桿(8)，當支承桿(8)與其固定座(11)上的定位銷相遇時即為光纖維測頭(7)檢測電度表(5)的準確工作位置。由于每次安放電度表(5)于垂直臺板(9)的重復精度很低，有時需利用光纖維探測頭(7)的調整螺栓進行位置的微調整使其達到照明準確的位置。電度表(5)的散射光經由聚焦透鏡(6)聚焦于原照明光學纖維束的輸出端面，即激光的輸入光斑的面積比該端面的面積大得多，本實施例中原來輸入的光斑直徑約為0.25毫米，散射光斑的聚焦點直徑約為1毫米，因此將探測光學纖維束的輸入端面布置在照明光學纖維束輸出端面的周圍成環形。探測光學纖維(a′、b′、c′…)經由相應的探測頭(7)三維調節架進入U字形支承桿(8)內，在支承桿的另一端穿出(剛好與照明光學纖維束的輸入端對稱)，最后到達光電接收器(10)變成電信號以后送入信號處理系統進行信號處理。本實施例的信號處理系統基本上是由放大和整形電路和微機所組成。
權利要求
1.電度表計測誤差監測儀，是由光源發光照明電度表的檢測部位，把電度表的散射光通過光電接收器接收并轉變成電信號經放大器和整形電路以后由微機進行數據處理，并直接顯示或打印出被監測電度表的百分比誤差，本發明的特征是光源采用激光器1，通過光束耦合器3最大限度的將激光束耦合入由多路組成的照明光學纖維束(a、b、c…)的輸入端4，使同時分別照明多只電度表5的被檢測部位，再把各只電度表5的散射光通過相應的光纖探測頭7中的聚焦透鏡6，和相應的探測光學纖維束(a′、b′、c′…)傳輸至各對應的光電接收器10。
2.按權利要求1所述的監測儀，其特征是所有的光纖探測頭7，分別安裝在凵形支承桿8之上，該支承桿通過鉸鏈與固定在檢測臺板9上的固定座11相連結，光纖探頭7的聚焦透鏡6及各相應的照明和探測光學纖維束的端部均固定在一個三維調節架上，光纖探測頭7的數目與電度表5的數目一致。
3.按權利要求1所述的監測儀，其特征是所述的多路照明光學纖維(a、b、c…)的輸入端4與耦合透鏡2一起固定在三維調節架上，構成光束耦合器，照明光學纖維傳輸路數應與同時被監測的電度表5的數目一致，各路照明光學纖維束(a、b、c…)的傳輸路徑長度均不相等，可按激光器1和電度表5所在位置以及監測臺上其它工件布置的需要選取，但各路光學纖維束可含有數量相等或不相等的若干根細光學纖維，以要求所傳輸的激光能量近似相等的原則進行匹配。
4.按權利要求1所述的監測儀，其特征是各路探測光學纖維束(a′、b′、c′…)所經過的路徑長度，可根據電度表5和光電接收器10所在的位置以及檢測臺上其它工件布置的需要進行選取，每路可包含數量相等或不相等的若干根細光學纖維，其匹配原則是使傳遞給光電接收器10的信號強度近似相等。
5.按權利要求1、2、3、4所述的檢測儀，其特征是U形支承桿8為空心結構，照明和探測光學纖維束通入其內，每到一個光纖探測頭7處就分出一路照明和探測光學纖維束。
全文摘要
電度表計測誤差監測儀，含有氦—氖激光器，光束耦合透鏡，照明和探測光學纖維，光纖探測頭，U形支承桿，光電接收器和信號處理系統。光學纖維傳輸激光照明電度表并傳輸電度表的散射光至光電接收器，因而減少了背景光和外界電磁干擾，光纖探測頭的體積很小，便于安裝多只探測頭于同一根U形支承桿上，能同時監測多只電度表。是一種檢測精度高，操作方便，能同時檢測多只電度表的監測裝置。
文檔編號G01R35/04GK1031281SQ8710579
公開日1989年2月22日 申請日期1987年8月21日 優先權日1987年8月21日
發明者陳文斌, 施柏煊, 黃學玻, 魏子清 申請人:浙江大學
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