DOI: 10.17586/1023-5086-2023-90-03-60-67
УДК: 535.421
Оптическая схема устройства диагностики высоковольтного оборудования на базе дихроичных фильтров
Полный текст на elibrary.ru
Публикация в Journal of Optical Technology
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
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
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.
высоковольтное оборудование, коронный разряд, ультрафиолетовый диапазон, зеркальный объектив, дихроичный фильтр
Коды OCIS: 110. 2970, 310.1620
Список источников:- 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
- 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
- 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
- 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.
- 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.
- Geary J.M. Introduction to lens design with practical ZEMAX examples. Library of Congress Cataloging in Publication Data, 2002. 462 р.
- Smith W. Modern optical engineering: The design of optical systems. Carisbad, California: Kaiser Electro Optics Inc., 2008. 771 р
- 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
- Осипович И.Р. Определение интегрального коэффициента пропускания объективов тепловизионных систем в условиях производственного контроля // Научнотехнический журнал «Контенант». 2015. № 4. С. 11–18.
- Овсянников В.А., Овсянников Я.В., Филиппов В.Л. О возможности обнаружения тепловизионными приборами препятствий // Авиакосмическое приборостроение. 2020. № 7. С. 12–23.
- 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.
- Торшина И.П., Якушенков Ю.Г. Выбор приемника излучения при проектировании оптикоэлектронного прибора. М.: изд. МИИГАиК, 2017. 58 с.
- 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
- 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
- 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