激光發射與光照記錄筆的設計應用

吳軍　萬剛

摘 要：光照是電氣運行夜間巡檢的較大問題，一是大型設備的遠端觀察，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別，我們根據工作經驗，設計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，非常實用，頗值推廣。

關鍵詞：電氣巡檢 夜間照射 組合設計 多功能體

中圖分類號：TN2 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）02（c）-0060-01

1 電氣巡檢需求

在發電廠、變電站，需定期對運行設備進行巡視檢測，發現異響、變色、超溫等現象要作重點觀察記錄，并向主管部門報告，當檢修人員到達時，還需作仔細介紹。這時，對于大型設備和高空器件，只憑口說手指，難于表達清楚，為此，若有非接觸式、可遠方指示到位的器具最好，這就是激光照射儀。激光照射儀發出的紅色光束照射到問題處，既無絕緣影響，又不損傷設備，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，一個運行人員在巡檢工作中，需攜帶多種器具，大為不便。

為此，我們設想，若能設計制作一種將激光、照明、手寫功能融為一體的組合器具，幾項要求都能滿足，有還很強的實用價值。由此，我們開展了“激光發射與光照記錄筆”的設計制造工作。

2 電路原理設計

在巡檢組合器結構中，我們需從實用出發，考慮眼觀看、腳行走、手記錄的幾種工作要求，還有長期使用的電能補充等問題，都需綜合解決處理。為此，我們做出了“激光發射與光照記錄筆”的設計，請見圖1。

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

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

在圖1中，電源另一路經開關K2供給時鐘芯片EC555和電阻R2、R3、電容C1、C2構成的振蕩器工作，振蕩頻率為1Hz，經3腳輸出，R4電阻降壓后觸發激光管Jg1，發射出直徑約2 cm的紅色激光團。該激光團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，準確了解可疑性故障之所在。

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

圖1中以集成運放IC2（LS741）為中心，穩壓二極管D1為基準，R6-8對蓄電池進行電壓采集和比較，當電壓高時，U2>U3，IC2截止；但當電壓降低后，出現U2

3 機械結構設計

巡檢組合器的元件都安裝在一個圓形套筒內，請見圖2。

在圖2中，各器件如文字標注，其中前端為高亮度白色發光二極管、激光管和手寫筆的安裝位置，它們三者在焊接面加絕緣層的電路板支撐下，形成三角形排列，同時蓄電池、兩開關、充電座以及各元器件都安裝在電路板中，電路板經螺釘固定在開模特設的外殼支座上。

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，便于手動按壓，內部設有傳動軸、斜齒輪，相互配合，能實現按壓一次筆尖伸出，再按壓筆尖退回的功能。

筆尖壓出長度大于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，沒有了阻礙，有利于按下K1激光束的發射，按下K2更寬的光照應用。

4 結語

根據電氣運行的需要，尤其是夜間巡檢中，對設備異響、變色、超溫等異常情況更難發現的情況，我們設計制作了本巡檢組合器，集激光發射、白熾照明、手寫記錄為一體，解決了大型設備的遠端觀察，近端設備的查看和記錄填寫等光照需要，集成小巧，功能繁多，操作簡化，攜帶方便，適宜除強光外的所有天氣，尤其是夜間巡檢的使用。

因其功能作用和機電一體化的新穎、獨到性，加之發電廠、變電站遍布城鄉各地，故本巡檢組合器有著極好的市場前景。

參考文獻

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

[2] 黃炳華，黃新民，張馳.振蕩與穩定的基波分析法[J].電子科技大學學報，2006（1）.

摘 要：光照是電氣運行夜間巡檢的較大問題，一是大型設備的遠端觀察，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別，我們根據工作經驗，設計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，非常實用，頗值推廣。

關鍵詞：電氣巡檢 夜間照射 組合設計 多功能體

中圖分類號：TN2 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）02（c）-0060-01

1 電氣巡檢需求

在發電廠、變電站，需定期對運行設備進行巡視檢測，發現異響、變色、超溫等現象要作重點觀察記錄，并向主管部門報告，當檢修人員到達時，還需作仔細介紹。這時，對于大型設備和高空器件，只憑口說手指，難于表達清楚，為此，若有非接觸式、可遠方指示到位的器具最好，這就是激光照射儀。激光照射儀發出的紅色光束照射到問題處，既無絕緣影響，又不損傷設備，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，一個運行人員在巡檢工作中，需攜帶多種器具，大為不便。

為此，我們設想，若能設計制作一種將激光、照明、手寫功能融為一體的組合器具，幾項要求都能滿足，有還很強的實用價值。由此，我們開展了“激光發射與光照記錄筆”的設計制造工作。

2 電路原理設計

在巡檢組合器結構中，我們需從實用出發，考慮眼觀看、腳行走、手記錄的幾種工作要求，還有長期使用的電能補充等問題，都需綜合解決處理。為此，我們做出了“激光發射與光照記錄筆”的設計，請見圖1。

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

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

在圖1中，電源另一路經開關K2供給時鐘芯片EC555和電阻R2、R3、電容C1、C2構成的振蕩器工作，振蕩頻率為1Hz，經3腳輸出，R4電阻降壓后觸發激光管Jg1，發射出直徑約2 cm的紅色激光團。該激光團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，準確了解可疑性故障之所在。

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

圖1中以集成運放IC2（LS741）為中心，穩壓二極管D1為基準，R6-8對蓄電池進行電壓采集和比較，當電壓高時，U2>U3，IC2截止；但當電壓降低后，出現U2

3 機械結構設計

巡檢組合器的元件都安裝在一個圓形套筒內，請見圖2。

在圖2中，各器件如文字標注，其中前端為高亮度白色發光二極管、激光管和手寫筆的安裝位置，它們三者在焊接面加絕緣層的電路板支撐下，形成三角形排列，同時蓄電池、兩開關、充電座以及各元器件都安裝在電路板中，電路板經螺釘固定在開模特設的外殼支座上。

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，便于手動按壓，內部設有傳動軸、斜齒輪，相互配合，能實現按壓一次筆尖伸出，再按壓筆尖退回的功能。

筆尖壓出長度大于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，沒有了阻礙，有利于按下K1激光束的發射，按下K2更寬的光照應用。

4 結語

根據電氣運行的需要，尤其是夜間巡檢中，對設備異響、變色、超溫等異常情況更難發現的情況，我們設計制作了本巡檢組合器，集激光發射、白熾照明、手寫記錄為一體，解決了大型設備的遠端觀察，近端設備的查看和記錄填寫等光照需要，集成小巧，功能繁多，操作簡化，攜帶方便，適宜除強光外的所有天氣，尤其是夜間巡檢的使用。

因其功能作用和機電一體化的新穎、獨到性，加之發電廠、變電站遍布城鄉各地，故本巡檢組合器有著極好的市場前景。

參考文獻

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

[2] 黃炳華，黃新民，張馳.振蕩與穩定的基波分析法[J].電子科技大學學報，2006（1）.

摘 要：光照是電氣運行夜間巡檢的較大問題，一是大型設備的遠端觀察，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別，我們根據工作經驗，設計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，非常實用，頗值推廣。

關鍵詞：電氣巡檢 夜間照射 組合設計 多功能體

中圖分類號：TN2 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）02（c）-0060-01

1 電氣巡檢需求

在發電廠、變電站，需定期對運行設備進行巡視檢測，發現異響、變色、超溫等現象要作重點觀察記錄，并向主管部門報告，當檢修人員到達時，還需作仔細介紹。這時，對于大型設備和高空器件，只憑口說手指，難于表達清楚，為此，若有非接觸式、可遠方指示到位的器具最好，這就是激光照射儀。激光照射儀發出的紅色光束照射到問題處，既無絕緣影響，又不損傷設備，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，一個運行人員在巡檢工作中，需攜帶多種器具，大為不便。

為此，我們設想，若能設計制作一種將激光、照明、手寫功能融為一體的組合器具，幾項要求都能滿足，有還很強的實用價值。由此，我們開展了“激光發射與光照記錄筆”的設計制造工作。

2 電路原理設計

在巡檢組合器結構中，我們需從實用出發，考慮眼觀看、腳行走、手記錄的幾種工作要求，還有長期使用的電能補充等問題，都需綜合解決處理。為此，我們做出了“激光發射與光照記錄筆”的設計，請見圖1。

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

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

在圖1中，電源另一路經開關K2供給時鐘芯片EC555和電阻R2、R3、電容C1、C2構成的振蕩器工作，振蕩頻率為1Hz，經3腳輸出，R4電阻降壓后觸發激光管Jg1，發射出直徑約2 cm的紅色激光團。該激光團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，準確了解可疑性故障之所在。

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

圖1中以集成運放IC2（LS741）為中心，穩壓二極管D1為基準，R6-8對蓄電池進行電壓采集和比較，當電壓高時，U2>U3，IC2截止；但當電壓降低后，出現U2

3 機械結構設計

巡檢組合器的元件都安裝在一個圓形套筒內，請見圖2。

在圖2中，各器件如文字標注，其中前端為高亮度白色發光二極管、激光管和手寫筆的安裝位置，它們三者在焊接面加絕緣層的電路板支撐下，形成三角形排列，同時蓄電池、兩開關、充電座以及各元器件都安裝在電路板中，電路板經螺釘固定在開模特設的外殼支座上。

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，便于手動按壓，內部設有傳動軸、斜齒輪，相互配合，能實現按壓一次筆尖伸出，再按壓筆尖退回的功能。

筆尖壓出長度大于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，沒有了阻礙，有利于按下K1激光束的發射，按下K2更寬的光照應用。

4 結語

根據電氣運行的需要，尤其是夜間巡檢中，對設備異響、變色、超溫等異常情況更難發現的情況，我們設計制作了本巡檢組合器，集激光發射、白熾照明、手寫記錄為一體，解決了大型設備的遠端觀察，近端設備的查看和記錄填寫等光照需要，集成小巧，功能繁多，操作簡化，攜帶方便，適宜除強光外的所有天氣，尤其是夜間巡檢的使用。

因其功能作用和機電一體化的新穎、獨到性，加之發電廠、變電站遍布城鄉各地，故本巡檢組合器有著極好的市場前景。

參考文獻

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

[2] 黃炳華，黃新民，張馳.振蕩與穩定的基波分析法[J].電子科技大學學報，2006（1）.