[发明专利]一种高压隔离开关振动量检测系统及其检测方法

权利要求书

1.一种高压隔离开关振动量检测系统，其特征是：包括：

振动量检测机构；

振动量检测机构包括：

密封腔，密封腔内抽真空，其壁面为绝缘材料制成；用于容纳本检测系统的硬件部分；密封腔内为立方体结构；

浮动片，浮动片为两组，采用绝缘材料制成，浮动片分别位于密封腔内部相对地面平行的两侧面，浮动片包括环形的外框，外框固定于密封腔内壁上，在外框内通过若干轴线为曲线结构的连接片连接有一个浮动支撑点，浮动支撑点可以通过连接片的弹性摆动，相对外框自由浮动；

浮动透镜组件，浮动透镜组件包括一个聚焦镜，聚焦镜为凸透镜，在两组浮动片的浮动支撑点之间设置有一个浮动杆，聚焦镜固定于浮动杆中部；

图像识别系统，图像识别系统包括一个光源板，光源板上设置点阵光源，点阵光源的阵列面积小于聚焦镜的圆面积，点阵光源设置于密封腔一侧内壁上，默认状态下，点阵光源同轴于聚焦镜的轴线布置；图像识别系统还包括一个图像传感器，图像传感器用于接收由聚焦镜聚焦而来的点阵光源的光束，并对光束在图像传感器产生的投影的位置和形状进行采集，图像传感器位于聚焦镜的焦距内；其中光源板、图像传感器表面均垂直于聚焦镜的轴线；图像传感器实时的输出影像数据；

数字信号传递模块：数字信号传递模块将图像传感器传递来的图像数据转换为数字信号，并向上一级的数据分析模块进行传递；

数据分析模块将收集各个振动量检测机构传递来的图像数据并进行分析，以既定的时间段为单位，将图像传感器传递来的影像 数据提取出若干图像帧，比对各个图像帧的变化量，获得点阵光源的投影变化量，从而计算出聚焦镜的振动量；

在密封腔的另一侧内壁还设置有一个延伸腔，在所述延伸腔的末端设置图像传感器，在所述图像传感器的前端位置位于延伸腔的端部还设置有一个成像镜，成像镜为凹透镜；默认状态下聚焦镜、成像镜、图像传感器同轴布置。

2.如权利要求1所述的一种高压隔离开关振动量检测系统，其特征是：在所述密封腔的内侧设置有一个夹持框，在夹持框的内侧设置有一个环形的夹持槽，浮动片的外框嵌入到夹持槽内。

3.如权利要求1所述的一种高压隔离开关振动量检测系统，其特征是：所述连接片为之字形布置。

4.如权利要求1所述的一种高压隔离开关振动量检测系统，其特征是：所述浮动片采用硅片蚀刻制成。

5.如权利要求4所述的一种高压隔离开关振动量检测系统，其特征是：所述浮动杆为板状，浮动杆的宽度小于密封腔的宽度。

6.一种如权利要求1所述的高压隔离开关振动量检测系统的振动量检测方法，其特征是：包括：

校准步骤，在静止状态下，点阵光源通过聚焦镜后进行对焦，点阵光源对焦后在图像传感器表面投影，此时点阵光源在图像传感器表面光斑的矩阵为A，数据分析模块获得的图像帧为不按时间变化的矩阵A；

检测步骤，在动态状态下，记录聚焦镜的浮动量在X、Y、Z三个轴线上的投影，也就是矩阵B，数据分析模块分析此时各图像帧中的矩阵B相对矩阵A的变化量，从而获得相对地面平行的X轴向上的振动量x、相对地面垂直的Y轴向上的振动量y、与X轴和Y轴相垂直的Z轴向上的振动量z；

其中当聚焦镜相对X轴浮动时，此时点阵光源在图像传感器表面光斑的矩阵为B，聚焦镜的光心点O相对图像传感器平面的距离发生改变，使得点阵光源在图像传感器平面的投影尺寸会发生改变，聚焦镜沿X轴正向移动时，投影尺寸变大，聚焦镜沿X轴负向移动时，投影尺寸变小；记录单位时间段内，矩阵B和矩阵A的尺寸变化量就可以获得聚焦镜相对图像传感器的移动量，也就是X轴向上的振动量，为x，振动量x＝L[1-S(B)/S(A)]，其中S(B)为矩阵B的面积，S(A)为矩阵A的面积，L为静止状态下，聚焦镜的光心到图像传感器表面的距离；

其中当聚焦镜相对Y轴浮动时，此时点阵光源在图像传感器表面光斑的矩阵为B，聚焦镜的光心点O相对图像传感器平面中心位置发生改变，使得点阵光源在图像传感器平面的投影位置发生改变，聚焦镜沿Y轴正向移动时，投影位置相对Y轴正向移动，聚焦镜沿Y轴负向移动时，投影位置相对Y轴负向移动，记录单位时间段内，矩阵B中心相对矩阵A中心的在Y轴上的变化量就可以获得聚焦镜相对图像传感器的移动量，也就是Y轴上的振动量，为y；

其中当聚焦镜相对Z轴浮动时，此时点阵光源在图像传感器表面光斑的矩阵为B，聚焦镜的光心点O相对图像传感器平面中心位置发生改变，使得点阵光源在图像传感器平面的投影位置发生改变，聚焦镜沿Z轴正向移动时，投影位置相对Z轴正向移动，聚焦镜沿Z轴负向移动时，投影位置相对Z轴负向移动，记录单位时间段内，矩阵B中心相对矩阵A中心的在Z轴上的变化量就可以获得聚焦镜相对图像传感器的移动量，也就是Z轴上的振动量，为z。