激光发射与光照记录笔的设计应用

摘 要：光照是电气运行夜间巡检的较大问题，一是大型设备的远端观察，二是巡检情况的记录填写，都需要光照。并且所需光照还有所区别，我们根据工作经验，设计了激光与白色光同置一体，并加入手写笔功能，制作成有利于夜间巡检的组合体，非常实用，颇值推广。

关键词：电气巡检 夜间照射 组合设计 多功能体

中图分类号：TN2 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）02（c）-0060-01

1 电气巡检需求

在发电厂、变电站，需定期对运行设备进行巡视检测，发现异响、变色、超温等现象要作重点观察记录，并向主管部门报告，当检修人员到达时，还需作仔细介绍。这时，对于大型设备和高空器件，只凭口说手指，难于表达清楚，为此，若有非接触式、可远方指示到位的器具最好，这就是激光照射仪。激光照射仪发出的红色光束照射到问题处，既无绝缘影响，又不损伤设备，并且指示到位，清晰明了。这样的方式尤其在夜间，其作用更为突出。

夜间巡检，还有两点需要解决，一是行走观察，需用手电筒；二是情况记录需带手写笔。这样，一个运行人员在巡检工作中，需携带多种器具，大为不便。

为此，我们设想，若能设计制作一种将激光、照明、手写功能融为一体的组合器具，几项要求都能满足，有还很强的实用价值。由此，我们开展了“激光发射与光照记录笔”的设计制造工作。

2 电路原理设计

在巡检组合器结构中，我们需从实用出发，考虑眼观看、脚行走、手记录的几种工作要求，还有长期使用的电能补充等问题，都需综合解决处理。为此，我们做出了“激光发射与光照记录笔”的设计，请见图1。

巡检组合器电路包括激光、白色光和蓄电池及其存储电量检测几部分，从图1中可以看到，两颗可充电锂电池串联相接，构成电池组Ec，提供6 V工作电源。

电源分两路供电，一路经开关K1，衰减电阻R1降压后，直接点亮高亮度发光二极管管Fg1，发出白色光芒，供行走、观察、记录书写等照明用。

在图1中，电源另一路经开关K2供给时钟芯片EC555和电阻R2、R3、电容C1、C2构成的振荡器工作，振荡频率为1Hz，经3脚输出，R4电阻降压后触发激光管Jg1，发射出直径约2 cm的红色激光团。该激光团可以照射到十米以上，仍然不乱不散，光亮不减，可以观察到设备有无异样和变压器油位等，尤其在讲解中，指哪儿说那儿，清晰明了，是人工手指无法比拟的，加上1Hz频闪效果，更能使人精力集中，准确了解可疑性故障之所在。

根据使用方式的不同，K1、K2功能不同，后者不带锁定，只在观察和讲解时按下使用，完毕后，手指一松便自行关闭；前者则为锁定开关，适宜巡检人员行走和做记录等，所需时间较长情况使用。

图1中以集成运放IC2（LS741）为中心，稳压二极管D1为基准，R6-8对蓄电池进行电压采集和比较，当电压高时，U2>U3，IC2截止；但当电压降低后，出现U2

3 机械结构设计

巡检组合器的元件都安装在一个圆形套筒内，请见图2。

在图2中，各器件如文字标注，其中前端为高亮度白色发光二极管、激光管和手写笔的安装位置，它们三者在焊接面加绝缘层的电路板支撑下，形成三角形排列，同时蓄电池、两开关、充电座以及各元器件都安装在电路板中，电路板经螺钉固定在开模特设的外壳支座上。

图2中间是记录笔杆，后部则是笔杆操作部分，操纵杆是20 mm的空心圆筒，弧面一端伸在巡检器尾端外，便于手动按压，内部设有传动轴、斜齿轮，相互配合，能实现按压一次笔尖伸出，再按压笔尖退回的功能。

笔尖压出长度大于10 mm，不但能够书写，还便于夜间开启白色灯光照明。

笔尖退回时，没有了阻碍，有利于按下K1激光束的发射，按下K2更宽的光照应用。

4 结语

根据电气运行的需要，尤其是夜间巡检中，对设备异响、变色、超温等异常情况更难发现的情况，我们设计制作了本巡检组合器，集激光发射、白炽照明、手写记录为一体，解决了大型设备的远端观察，近端设备的查看和记录填写等光照需要，集成小巧，功能繁多，操作简化，携带方便，适宜除强光外的所有天气，尤其是夜间巡检的使用。

因其功能作用和机电一体化的新颖、独到性，加之发电厂、变电站遍布城乡各地，故本巡检组合器有着极好的市场前景。

参考文献

[1] 孙再吉.GaInNAs半导体激光激光器的原理与开发[J].半导体信息，2007（1）.

[2] 黄炳华，黄新民，张驰.振荡与稳定的基波分析法[J].电子科技大学学报，2006（1）.