激光發(fā)射與光照記錄筆的設(shè)計(jì)應(yīng)用

吳軍　萬剛

摘 要：光照是電氣運(yùn)行夜間巡檢的較大問題，一是大型設(shè)備的遠(yuǎn)端觀察，二是巡檢情況的記錄填寫，都需要光照。并且所需光照還有所區(qū)別，我們根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)了激光與白色光同置一體，并加入手寫筆功能，制作成有利于夜間巡檢的組合體，非常實(shí)用，頗值推廣。

關(guān)鍵詞：電氣巡檢 夜間照射 組合設(shè)計(jì) 多功能體

中圖分類號(hào)：TN2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）02（c）-0060-01

1 電氣巡檢需求

在發(fā)電廠、變電站，需定期對(duì)運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行巡視檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)異響、變色、超溫等現(xiàn)象要作重點(diǎn)觀察記錄，并向主管部門報(bào)告，當(dāng)檢修人員到達(dá)時(shí)，還需作仔細(xì)介紹。這時(shí)，對(duì)于大型設(shè)備和高空器件，只憑口說手指，難于表達(dá)清楚，為此，若有非接觸式、可遠(yuǎn)方指示到位的器具最好，這就是激光照射儀。激光照射儀發(fā)出的紅色光束照射到問題處，既無絕緣影響，又不損傷設(shè)備，并且指示到位，清晰明了。這樣的方式尤其在夜間，其作用更為突出。

夜間巡檢，還有兩點(diǎn)需要解決，一是行走觀察，需用手電筒；二是情況記錄需帶手寫筆。這樣，一個(gè)運(yùn)行人員在巡檢工作中，需攜帶多種器具，大為不便。

為此，我們?cè)O(shè)想，若能設(shè)計(jì)制作一種將激光、照明、手寫功能融為一體的組合器具，幾項(xiàng)要求都能滿足，有還很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。由此，我們開展了“激光發(fā)射與光照記錄筆”的設(shè)計(jì)制造工作。

2 電路原理設(shè)計(jì)

在巡檢組合器結(jié)構(gòu)中，我們需從實(shí)用出發(fā)，考慮眼觀看、腳行走、手記錄的幾種工作要求，還有長(zhǎng)期使用的電能補(bǔ)充等問題，都需綜合解決處理。為此，我們做出了“激光發(fā)射與光照記錄筆”的設(shè)計(jì)，請(qǐng)見圖1。

巡檢組合器電路包括激光、白色光和蓄電池及其存儲(chǔ)電量檢測(cè)幾部分，從圖1中可以看到，兩顆可充電鋰電池串聯(lián)相接，構(gòu)成電池組Ec，提供6 V工作電源。

電源分兩路供電，一路經(jīng)開關(guān)K1，衰減電阻R1降壓后，直接點(diǎn)亮高亮度發(fā)光二極管管Fg1，發(fā)出白色光芒，供行走、觀察、記錄書寫等照明用。

在圖1中，電源另一路經(jīng)開關(guān)K2供給時(shí)鐘芯片EC555和電阻R2、R3、電容C1、C2構(gòu)成的振蕩器工作，振蕩頻率為1Hz，經(jīng)3腳輸出，R4電阻降壓后觸發(fā)激光管Jg1，發(fā)射出直徑約2 cm的紅色激光團(tuán)。該激光團(tuán)可以照射到十米以上，仍然不亂不散，光亮不減，可以觀察到設(shè)備有無異樣和變壓器油位等，尤其在講解中，指哪兒說那兒，清晰明了，是人工手指無法比擬的，加上1Hz頻閃效果，更能使人精力集中，準(zhǔn)確了解可疑性故障之所在。

根據(jù)使用方式的不同，K1、K2功能不同，后者不帶鎖定，只在觀察和講解時(shí)按下使用，完畢后，手指一松便自行關(guān)閉；前者則為鎖定開關(guān)，適宜巡檢人員行走和做記錄等，所需時(shí)間較長(zhǎng)情況使用。

圖1中以集成運(yùn)放IC2（LS741）為中心，穩(wěn)壓二極管D1為基準(zhǔn)，R6-8對(duì)蓄電池進(jìn)行電壓采集和比較，當(dāng)電壓高時(shí)，U2>U3，IC2截止；但當(dāng)電壓降低后，出現(xiàn)U2

3 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

巡檢組合器的元件都安裝在一個(gè)圓形套筒內(nèi)，請(qǐng)見圖2。

在圖2中，各器件如文字標(biāo)注，其中前端為高亮度白色發(fā)光二極管、激光管和手寫筆的安裝位置，它們?nèi)咴诤附用婕咏^緣層的電路板支撐下，形成三角形排列，同時(shí)蓄電池、兩開關(guān)、充電座以及各元器件都安裝在電路板中，電路板經(jīng)螺釘固定在開模特設(shè)的外殼支座上。

圖2中間是記錄筆桿，后部則是筆桿操作部分，操縱桿是20 mm的空心圓筒，弧面一端伸在巡檢器尾端外，便于手動(dòng)按壓，內(nèi)部設(shè)有傳動(dòng)軸、斜齒輪，相互配合，能實(shí)現(xiàn)按壓一次筆尖伸出，再按壓筆尖退回的功能。

筆尖壓出長(zhǎng)度大于10 mm，不但能夠書寫，還便于夜間開啟白色燈光照明。

筆尖退回時(shí)，沒有了阻礙，有利于按下K1激光束的發(fā)射，按下K2更寬的光照應(yīng)用。

4 結(jié)語

根據(jù)電氣運(yùn)行的需要，尤其是夜間巡檢中，對(duì)設(shè)備異響、變色、超溫等異常情況更難發(fā)現(xiàn)的情況，我們?cè)O(shè)計(jì)制作了本巡檢組合器，集激光發(fā)射、白熾照明、手寫記錄為一體，解決了大型設(shè)備的遠(yuǎn)端觀察，近端設(shè)備的查看和記錄填寫等光照需要，集成小巧，功能繁多，操作簡(jiǎn)化，攜帶方便，適宜除強(qiáng)光外的所有天氣，尤其是夜間巡檢的使用。

因其功能作用和機(jī)電一體化的新穎、獨(dú)到性，加之發(fā)電廠、變電站遍布城鄉(xiāng)各地，故本巡檢組合器有著極好的市場(chǎng)前景。

參考文獻(xiàn)

[1] 孫再吉.GaInNAs半導(dǎo)體激光激光器的原理與開發(fā)[J].半導(dǎo)體信息，2007（1）.

[2] 黃炳華，黃新民，張馳.振蕩與穩(wěn)定的基波分析法[J].電子科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2006（1）.

摘 要：光照是電氣運(yùn)行夜間巡檢的較大問題，一是大型設(shè)備的遠(yuǎn)端觀察，二是巡檢情況的記錄填寫，都需要光照。并且所需光照還有所區(qū)別，我們根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)了激光與白色光同置一體，并加入手寫筆功能，制作成有利于夜間巡檢的組合體，非常實(shí)用，頗值推廣。

關(guān)鍵詞：電氣巡檢 夜間照射 組合設(shè)計(jì) 多功能體

中圖分類號(hào)：TN2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）02（c）-0060-01

1 電氣巡檢需求

在發(fā)電廠、變電站，需定期對(duì)運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行巡視檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)異響、變色、超溫等現(xiàn)象要作重點(diǎn)觀察記錄，并向主管部門報(bào)告，當(dāng)檢修人員到達(dá)時(shí)，還需作仔細(xì)介紹。這時(shí)，對(duì)于大型設(shè)備和高空器件，只憑口說手指，難于表達(dá)清楚，為此，若有非接觸式、可遠(yuǎn)方指示到位的器具最好，這就是激光照射儀。激光照射儀發(fā)出的紅色光束照射到問題處，既無絕緣影響，又不損傷設(shè)備，并且指示到位，清晰明了。這樣的方式尤其在夜間，其作用更為突出。

夜間巡檢，還有兩點(diǎn)需要解決，一是行走觀察，需用手電筒；二是情況記錄需帶手寫筆。這樣，一個(gè)運(yùn)行人員在巡檢工作中，需攜帶多種器具，大為不便。

為此，我們?cè)O(shè)想，若能設(shè)計(jì)制作一種將激光、照明、手寫功能融為一體的組合器具，幾項(xiàng)要求都能滿足，有還很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。由此，我們開展了“激光發(fā)射與光照記錄筆”的設(shè)計(jì)制造工作。

2 電路原理設(shè)計(jì)

在巡檢組合器結(jié)構(gòu)中，我們需從實(shí)用出發(fā)，考慮眼觀看、腳行走、手記錄的幾種工作要求，還有長(zhǎng)期使用的電能補(bǔ)充等問題，都需綜合解決處理。為此，我們做出了“激光發(fā)射與光照記錄筆”的設(shè)計(jì)，請(qǐng)見圖1。

巡檢組合器電路包括激光、白色光和蓄電池及其存儲(chǔ)電量檢測(cè)幾部分，從圖1中可以看到，兩顆可充電鋰電池串聯(lián)相接，構(gòu)成電池組Ec，提供6 V工作電源。

電源分兩路供電，一路經(jīng)開關(guān)K1，衰減電阻R1降壓后，直接點(diǎn)亮高亮度發(fā)光二極管管Fg1，發(fā)出白色光芒，供行走、觀察、記錄書寫等照明用。

在圖1中，電源另一路經(jīng)開關(guān)K2供給時(shí)鐘芯片EC555和電阻R2、R3、電容C1、C2構(gòu)成的振蕩器工作，振蕩頻率為1Hz，經(jīng)3腳輸出，R4電阻降壓后觸發(fā)激光管Jg1，發(fā)射出直徑約2 cm的紅色激光團(tuán)。該激光團(tuán)可以照射到十米以上，仍然不亂不散，光亮不減，可以觀察到設(shè)備有無異樣和變壓器油位等，尤其在講解中，指哪兒說那兒，清晰明了，是人工手指無法比擬的，加上1Hz頻閃效果，更能使人精力集中，準(zhǔn)確了解可疑性故障之所在。

根據(jù)使用方式的不同，K1、K2功能不同，后者不帶鎖定，只在觀察和講解時(shí)按下使用，完畢后，手指一松便自行關(guān)閉；前者則為鎖定開關(guān)，適宜巡檢人員行走和做記錄等，所需時(shí)間較長(zhǎng)情況使用。

圖1中以集成運(yùn)放IC2（LS741）為中心，穩(wěn)壓二極管D1為基準(zhǔn)，R6-8對(duì)蓄電池進(jìn)行電壓采集和比較，當(dāng)電壓高時(shí)，U2>U3，IC2截止；但當(dāng)電壓降低后，出現(xiàn)U2

3 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

巡檢組合器的元件都安裝在一個(gè)圓形套筒內(nèi)，請(qǐng)見圖2。

在圖2中，各器件如文字標(biāo)注，其中前端為高亮度白色發(fā)光二極管、激光管和手寫筆的安裝位置，它們?nèi)咴诤附用婕咏^緣層的電路板支撐下，形成三角形排列，同時(shí)蓄電池、兩開關(guān)、充電座以及各元器件都安裝在電路板中，電路板經(jīng)螺釘固定在開模特設(shè)的外殼支座上。

圖2中間是記錄筆桿，后部則是筆桿操作部分，操縱桿是20 mm的空心圓筒，弧面一端伸在巡檢器尾端外，便于手動(dòng)按壓，內(nèi)部設(shè)有傳動(dòng)軸、斜齒輪，相互配合，能實(shí)現(xiàn)按壓一次筆尖伸出，再按壓筆尖退回的功能。

筆尖壓出長(zhǎng)度大于10 mm，不但能夠書寫，還便于夜間開啟白色燈光照明。

筆尖退回時(shí)，沒有了阻礙，有利于按下K1激光束的發(fā)射，按下K2更寬的光照應(yīng)用。

4 結(jié)語

根據(jù)電氣運(yùn)行的需要，尤其是夜間巡檢中，對(duì)設(shè)備異響、變色、超溫等異常情況更難發(fā)現(xiàn)的情況，我們?cè)O(shè)計(jì)制作了本巡檢組合器，集激光發(fā)射、白熾照明、手寫記錄為一體，解決了大型設(shè)備的遠(yuǎn)端觀察，近端設(shè)備的查看和記錄填寫等光照需要，集成小巧，功能繁多，操作簡(jiǎn)化，攜帶方便，適宜除強(qiáng)光外的所有天氣，尤其是夜間巡檢的使用。

因其功能作用和機(jī)電一體化的新穎、獨(dú)到性，加之發(fā)電廠、變電站遍布城鄉(xiāng)各地，故本巡檢組合器有著極好的市場(chǎng)前景。

參考文獻(xiàn)

[1] 孫再吉.GaInNAs半導(dǎo)體激光激光器的原理與開發(fā)[J].半導(dǎo)體信息，2007（1）.

[2] 黃炳華，黃新民，張馳.振蕩與穩(wěn)定的基波分析法[J].電子科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2006（1）.

摘 要：光照是電氣運(yùn)行夜間巡檢的較大問題，一是大型設(shè)備的遠(yuǎn)端觀察，二是巡檢情況的記錄填寫，都需要光照。并且所需光照還有所區(qū)別，我們根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)了激光與白色光同置一體，并加入手寫筆功能，制作成有利于夜間巡檢的組合體，非常實(shí)用，頗值推廣。

關(guān)鍵詞：電氣巡檢 夜間照射 組合設(shè)計(jì) 多功能體

中圖分類號(hào)：TN2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）02（c）-0060-01

1 電氣巡檢需求

在發(fā)電廠、變電站，需定期對(duì)運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行巡視檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)異響、變色、超溫等現(xiàn)象要作重點(diǎn)觀察記錄，并向主管部門報(bào)告，當(dāng)檢修人員到達(dá)時(shí)，還需作仔細(xì)介紹。這時(shí)，對(duì)于大型設(shè)備和高空器件，只憑口說手指，難于表達(dá)清楚，為此，若有非接觸式、可遠(yuǎn)方指示到位的器具最好，這就是激光照射儀。激光照射儀發(fā)出的紅色光束照射到問題處，既無絕緣影響，又不損傷設(shè)備，并且指示到位，清晰明了。這樣的方式尤其在夜間，其作用更為突出。

夜間巡檢，還有兩點(diǎn)需要解決，一是行走觀察，需用手電筒；二是情況記錄需帶手寫筆。這樣，一個(gè)運(yùn)行人員在巡檢工作中，需攜帶多種器具，大為不便。

為此，我們?cè)O(shè)想，若能設(shè)計(jì)制作一種將激光、照明、手寫功能融為一體的組合器具，幾項(xiàng)要求都能滿足，有還很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。由此，我們開展了“激光發(fā)射與光照記錄筆”的設(shè)計(jì)制造工作。

2 電路原理設(shè)計(jì)

在巡檢組合器結(jié)構(gòu)中，我們需從實(shí)用出發(fā)，考慮眼觀看、腳行走、手記錄的幾種工作要求，還有長(zhǎng)期使用的電能補(bǔ)充等問題，都需綜合解決處理。為此，我們做出了“激光發(fā)射與光照記錄筆”的設(shè)計(jì)，請(qǐng)見圖1。

巡檢組合器電路包括激光、白色光和蓄電池及其存儲(chǔ)電量檢測(cè)幾部分，從圖1中可以看到，兩顆可充電鋰電池串聯(lián)相接，構(gòu)成電池組Ec，提供6 V工作電源。

電源分兩路供電，一路經(jīng)開關(guān)K1，衰減電阻R1降壓后，直接點(diǎn)亮高亮度發(fā)光二極管管Fg1，發(fā)出白色光芒，供行走、觀察、記錄書寫等照明用。

在圖1中，電源另一路經(jīng)開關(guān)K2供給時(shí)鐘芯片EC555和電阻R2、R3、電容C1、C2構(gòu)成的振蕩器工作，振蕩頻率為1Hz，經(jīng)3腳輸出，R4電阻降壓后觸發(fā)激光管Jg1，發(fā)射出直徑約2 cm的紅色激光團(tuán)。該激光團(tuán)可以照射到十米以上，仍然不亂不散，光亮不減，可以觀察到設(shè)備有無異樣和變壓器油位等，尤其在講解中，指哪兒說那兒，清晰明了，是人工手指無法比擬的，加上1Hz頻閃效果，更能使人精力集中，準(zhǔn)確了解可疑性故障之所在。

根據(jù)使用方式的不同，K1、K2功能不同，后者不帶鎖定，只在觀察和講解時(shí)按下使用，完畢后，手指一松便自行關(guān)閉；前者則為鎖定開關(guān)，適宜巡檢人員行走和做記錄等，所需時(shí)間較長(zhǎng)情況使用。

圖1中以集成運(yùn)放IC2（LS741）為中心，穩(wěn)壓二極管D1為基準(zhǔn)，R6-8對(duì)蓄電池進(jìn)行電壓采集和比較，當(dāng)電壓高時(shí)，U2>U3，IC2截止；但當(dāng)電壓降低后，出現(xiàn)U2

3 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

巡檢組合器的元件都安裝在一個(gè)圓形套筒內(nèi)，請(qǐng)見圖2。

在圖2中，各器件如文字標(biāo)注，其中前端為高亮度白色發(fā)光二極管、激光管和手寫筆的安裝位置，它們?nèi)咴诤附用婕咏^緣層的電路板支撐下，形成三角形排列，同時(shí)蓄電池、兩開關(guān)、充電座以及各元器件都安裝在電路板中，電路板經(jīng)螺釘固定在開模特設(shè)的外殼支座上。

圖2中間是記錄筆桿，后部則是筆桿操作部分，操縱桿是20 mm的空心圓筒，弧面一端伸在巡檢器尾端外，便于手動(dòng)按壓，內(nèi)部設(shè)有傳動(dòng)軸、斜齒輪，相互配合，能實(shí)現(xiàn)按壓一次筆尖伸出，再按壓筆尖退回的功能。

筆尖壓出長(zhǎng)度大于10 mm，不但能夠書寫，還便于夜間開啟白色燈光照明。

筆尖退回時(shí)，沒有了阻礙，有利于按下K1激光束的發(fā)射，按下K2更寬的光照應(yīng)用。

4 結(jié)語

根據(jù)電氣運(yùn)行的需要，尤其是夜間巡檢中，對(duì)設(shè)備異響、變色、超溫等異常情況更難發(fā)現(xiàn)的情況，我們?cè)O(shè)計(jì)制作了本巡檢組合器，集激光發(fā)射、白熾照明、手寫記錄為一體，解決了大型設(shè)備的遠(yuǎn)端觀察，近端設(shè)備的查看和記錄填寫等光照需要，集成小巧，功能繁多，操作簡(jiǎn)化，攜帶方便，適宜除強(qiáng)光外的所有天氣，尤其是夜間巡檢的使用。

因其功能作用和機(jī)電一體化的新穎、獨(dú)到性，加之發(fā)電廠、變電站遍布城鄉(xiāng)各地，故本巡檢組合器有著極好的市場(chǎng)前景。

參考文獻(xiàn)

[1] 孫再吉.GaInNAs半導(dǎo)體激光激光器的原理與開發(fā)[J].半導(dǎo)體信息，2007（1）.

[2] 黃炳華，黃新民，張馳.振蕩與穩(wěn)定的基波分析法[J].電子科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2006（1）.