ITMO
en/ en

ISSN: 1023-5086

en/

ISSN: 1023-5086

Научно-технический

Оптический журнал

Полнотекстовый перевод журнала на английский язык издаётся Optica Publishing Group под названием “Journal of Optical Technology“

Подача статьи Подать статью
Больше информации Назад

DOI: 10.17586/1023-5086-2023-90-03-60-67

УДК: 535.421

Оптическая схема устройства диагностики высоковольтного оборудования на базе дихроичных фильтров

Ссылка для цитирования:

Чеплаков А.Н., Мельников А.Н., Лукин А.В. Оптическая схема устройства диагностики высоковольтного оборудования на базе дихроичных фильтров // Оптический журнал. 2023. Т. 90. № 3. С. 60–67. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2023-90-03-60-67

 

Cheplakov A.N., Melnikov A.N., Lukin A.V. Optical scheme of high voltage equipment diagnostics device based on dichroic filters [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2023. V. 90. № 3. P. 60–67. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2023-90-03-60-67

Ссылка на англоязычную версию:

Aleksandr N. Cheplakov, Andrei N. Melnikov, and Anatoly V. Lukin, "Optical scheme of a high voltage equipment diagnostics device based on dichroic filters," Journal of Optical Technology. 90(3), 138-141 (2023). https://doi.org/10.1364/JOT.90.000138

Аннотация:

Предмет исследования. Возможность использования оптической системы, в состав которой входят два дихроичных фильтра, в устройстве дистанционной диагностики состояния высоковольтного оборудования и линий электропередач. Цель работы. Разработка оптической схемы устройства диагностики высоковольтного оборудования с улучшенными спектральными характеристиками и получением изображения в ультрафиолетовом диапазоне спектра, в состав которой входят зеркальный объектив типа Кассегрена, дихроичные фильтры и матричные фотоприемники. Метод основан на использовании лучевого расчета исследуемой и оптимизируемой оптической системы устройства дистанционной диагностики высоковольтного оборудования. Компьютерное моделирование и аберрационный расчет позволили определить конструктивные и качественные параметры оптической системы. Основные результаты. Приведены конструктивные параметры разработанной оптической схемы, в состав которой входят дихроичные фильтры для разделения излучений разных спектральных диапазонов на отдельные оптические каналы, а также спектральные коэффициенты пропускания предлагаемых рассчитанных дихроичных фильтров и варианты матричных фотоприемных устройств для каждого оптического диапазона. Представлены результаты аберрационного расчета и оценки интегрального коэффициента пропускания. Практическая значимость. Предложенная оптическая схема с применением дихроичных фильтров позволяет повысить спектральное пропускание и получить изображения в ультрафиолетовом спектральном диапазоне, которая может быть использована в устройстве диагностики высоковольтного оборудования и линий электропередач.

 

Благодарность: создание прототипа устройства диагностики высоковольтного оборудования проводится при финансовой поддержке Фонда содействия инновациям в рамках договора № 33ГССС15­L/78995.

Ключевые слова:

высоковольтное оборудование, коронный разряд, ультрафиолетовый диапазон, зеркальный объектив, дихроичный фильтр

Коды OCIS: 110. 2970, 310.1620

Список источников:
  1. Электронный ресурс URL: https://minenergo.gov.ru/sites/default/files/texts/04/21/5022/10._Ob_avariynyh_i_neshtatnyh_situaciyah_na_obektah_TEK_v_period_s_9_po_15_marta_2017.pdf
  2. Guo X., Ji Z., Gao Y., Ding J., Zhang L. 3D corona discharge model and its use in the presence of wind during a thunderstorm // Frontiers in Environmental Sci. 2022. July. P. 10. https://doi.org/10.3389/fenvs.2022.946020
  3. Abahazem A., Merbahi N., Guedah H., Yousfi M. Electric and spectroscopic studies of pulsed corona discharges in nitrogen at atmospheric pressure // J. Analytical Sciences, Methods and Instrumentation. 2017. July. P. 57–74. https://doi.org/10.4236/jasmi.2017.73006
  4. Лукин А.В., Мельников А.Н., Павлычева Н.К., Чеплаков А.Н. Трехдиапазонная оптическая система для устройства обнаружения электрического разряда высоковольтного оборудования // Вестник КГТУ им. А.Н. Туполева. 2021. № 1. С. 109–117.
  5. Лукин А.В., Мельников А.Н., Павлычева Н.К., Чеплаков А.Н. Устройство обнаружения электрического разряда с возможностью исследования спектра в ультрафиолетовом диапазоне // XI междунар. конф. по фотонике и информационной оптике. Сб. научн. труд. М.: НИЯУ МИФИ, 2022. С. 543–544.
  6. Geary J.M. Introduction to lens design with practical ZEMAX examples. Library of Congress Cataloging in Publication Data, 2002. 462 р.
  7. Smith W. Modern optical engineering: The design of optical systems. Carisbad, California: Kaiser Electro­ Optics Inc., 2008. 771 р
  8. Amra C., Lequime M., Zerrad M. Electromagnetic optics of thin­film coatings: Light scattering, giant field enhancement, and planar microcavities. Cambridge University Press, 2020. 396 р. ISBN: 9781108488877. https://doi.org/10.1017/9781108772372
  9. Осипович И.Р. Определение интегрального коэффициента пропускания объективов тепловизионных систем в условиях производственного контроля // Научно­технический журнал «Контенант». 2015. № 4. С. 11–18.
  10. Овсянников В.А., Овсянников Я.В., Филиппов В.Л. О возможности обнаружения тепловизионными приборами препятствий // Авиакосмическое приборостроение. 2020. № 7. С. 12–23.
  11. Чеплаков А.Н. Определение интегральных коэффициентов пропускания для трёхдиапазонной оптической системы обнаружения и измерения электрического разряда высоковольтного оборудования // Сб. докл. междунар. науч. конф. XXV Туполевские чтения. 2021. Т. 4. С. 299–303.
  12. Торшина И.П., Якушенков Ю.Г. Выбор приемника излучения при проектировании оптико­электронного прибора. М.: изд. МИИГАиК, 2017. 58 с.
  13. Gill A.S., Shaaban M.M., Tohuvavohu A., Sivanandam S. A low­cost ultraviolet­to­infrared absolute quantum efficiency characterization system of detectors // SPIE Astronomical Telescopes and Instrumentation. Conf. 2022. P. 15. https://doi.org/10.48550/arXiv.2207.13052
  14. Suder J. Parameters evaluation of cameras in embedded systems // Przeglad Elektrotechniczny. 2022. № 9. V. 1. P. 218–221. https://doi.org/10.15199/48.2022.09.50
  15. Montes de Oca A., Flores G. A UAS equipped with a thermal imaging system with temperature calibration for Crop Water Stress Index computation // 2021 Internat. Conf. Unmanned Aircraft Systems. 2021. P. 714–720. https://doi.org/10.1109/ICUAS51884.2021.9476863