[发明专利]一种双光谱光学成像系统及成像设备

说明书

技术领域

本发明属于光学成像技术领域，尤其涉及一种双光谱光学成像系统及成像设备。

背景技术

电力设备电晕放电对国家电网有着非常大的危害。第一，电晕会造成线路的功率损失。据不完全统计，全国每年因电晕损耗的电能达20.5亿千瓦时以上。第二，电晕放电还能使空气发生化学反应，产生臭氧及氧化氮等产物，引起输电线路、电气设备的绝缘腐蚀和损坏。第三，在电晕放电过程中，会产生高频电磁波脉冲，这些脉冲正好位于无线电波段，会产生强烈的无线电干扰，对无线电通信、电视信号传输等造成不可忽视的影响。因此，电晕检测越来越受到电力系统和其他相关部门的重视。

电晕放电过程中辐射的光谱涵盖了紫外、可见和红外谱段。由于电晕辐射光谱能量弱，通常的可见和红外谱段的探测易受日光及背景光的干扰，无法实现准确的检测。进入大气的日光中，由于大气和大气中漂浮微粒的散射和吸收，波长为240～280nm间紫外光含量很少，近乎为零，这一特殊波段被称为日盲紫外波段。因此，采用日盲紫外波段进行检测，可以消除日光和其他背景光的干扰，从而获得清晰的紫外光图像，工作可靠、准确方便。

现有技术提出了若干种利用日盲紫外波段的特殊性拍摄到高压线路电晕放电的光学系统，获得了日盲紫外波段的图像，但只能观察到紫外的图像，图像中大部分背景是不可见的，所以在实际应用中，只能对电晕成像却无法准确判断电晕放电的区域，难以达到电晕检测的要求。另外，现有日盲紫外成像光学系统结构较为复杂，所使用的光学镜头较多，还有一些非球面镜头，加工难度较高，不易实施。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双光谱光学成像系统，旨在对电晕放电及其位置进行高效率检测，并且简化系统结构，降低加工的难度和成本。

本发明是这样实现的，一种双光谱光学成像系统，包括自物方到像方依次共轴设置的主透镜、反射镜组、主反射镜、紫外滤光片及日盲紫外成像元件，所述主透镜和主反射镜的中间部位分别开设有第一通光孔和第二通光孔；所述主反射镜设有用于将来自主透镜的光进行反射的主反射面；所述反射镜组包括面向所述第一通光孔且与光轴成角度设置的第一反射面，以及面向所述第二通光孔且垂直于光轴的第二反射面，在所述第一反射面的反射光路上设有可见光成像元件；所述第一反射面将穿过所述第一通光孔的光反射至可见光成像元件，所述第二反射面将所述主反射面反射来的光反射至日盲紫外成像元件。

本发明的另一目的在于提供一种成像设备，包括所述的双光谱光学成像系统。

该双光谱光学成像系统可以对电晕放电同时进行日盲紫外成像和可见光成像，日盲紫外图像可以清晰的呈现电晕放电现象，可见光图像则可以清楚的显示电晕发生的背景环境，通过将两幅图像融合，可以使电晕放电及其所处环境在同一图像中清晰可见，进而准确快速的判断电晕发生的位置，适用于远距离非接触式电晕检测，为线路巡检人员的线路维护工作提供了较大帮助。而且，本系统所需器件数量少，结构简单紧凑，并且分辨率高，成本低且性能好，适合用于各种需要双光谱成像的设备中。

附图说明

图1是本发明实施例提供的双光谱光学成像系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的双光谱光学成像系统的反射镜组结构示意图；

图3是图2所示反射镜组的A-A向剖视图；

图4是本发明实施例提供的双光谱光学成像系统的光路图；

图5是本发明实施例提供的双光谱光学成像系统的成像光斑图；

图6是本发明实施例提供的双光谱光学成像系统的传递函数曲线图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述：