CN110108707B - 一种电力用油油泥快速定量测量系统与测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电力用油油泥快速定量测量系统与测量方法，该系统包括离心系统、定位系统、光源系统、图像采集系统和油泥含量检测器，具有离心、定位、油泥光学成像和油泥含量测量功能；离心系统的离心电机固定于离心支架上，在离心电机轴上装有离心挂架，离心挂架连接离心挂杯并设有定位铁钉，所述离心支架上端装有磁性接近传感器，离心支架侧面装有平行背光源，离心支架底部装有减震器；本发明还公开了一种电力用油油泥含量的图像检测方法；能对不同油液样品的油泥沉淀进行拍摄，精确获取油泥含量，且操作简单，易于实现。
Description
技术领域
本发明涉及电力用油油泥快速定量测量技术领域，特别涉及一种电力用油油泥快速定量测量系统与测量方法。
背景技术
电力用油深度劣化的最终产物是油泥，它会粘附在绝缘材料、变压器的壳体边缘的壁上，加速绝缘材料破坏，导致绝缘收缩，影响散热。油中油泥含量与油质劣化程度有关，油泥越多对设备的危害也越大，所以目前汽轮机油及抗燃油的维护管理导则中都对运行油中油泥含量等有着具体的要求。
现有油泥检测方法，因其检测过程繁琐、用时过长(几天才能出结果)而无法应用于现场快速检测，制约了油泥检测在油质监督中的重要作用。如果能够在半小时甚至几分钟内测出油泥含量，就能在用油现场判断各种电力用油的劣化变质程度、油品再生后性能的恢复程度，为判断油品劣化状态提供快速有效检测手段。
电力用油油泥的检测仅为实验室送检检测，主要包括定量检测和定性检测。定量检测使用有机溶剂对油样进行溶解、离心，多次洗脱后恒重，但是溶剂的洗脱、天平恒重等步骤对试验结果具有较大影响，最终给出油泥质量分数，该方法耗时长、过程复杂。定性检测相对简单通常以提供“有”和“无”的结果，但其耗时也较长。因此，必须研究一种新的方法，既能实现快速检测，保证检测结果的时效性，又能保证检测结果的准确性。
为了尽可能避免和减少外界因素对试验结果的影响，使试验结果准确，在进行电力用油油泥分离定量中，离心分离后直接利用光学成像进行定量测量是最快速、准确的方法。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种电力用油油泥快速定量测量系统与测量方法，该系统能对不同油液样品的油泥沉淀进行拍摄，精确获取油泥含量，且操作简单，易于实现。
为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种电力用油油泥快速定量测量系统，包括外壳6，设置在外壳6内的离心系统、定位系统、光源系统、图像采集系统和油泥含量检测器5，具有离心、定位、油泥光学成像和油泥含量测量功能；
所述的离心系统包括离心电机11、电机驱动器12、离心支架13、离心挂架14、离心挂杯15和减震器16；所述离心电机11固定在离心支架13底部，电机驱动器12为离心电机11配套的电机驱动器，通过线缆与离心电机11相连，固定安装在外壳6内，通过电机驱动器12对离心电机11的转速进行控制，离心支架13用于固定离心电机11、定位系统和平行背光源32；离心挂架14安装于离心电机11上，离心挂架14两端设置有对称的离心挂杯15，离心挂杯15上部具有挂点能够挂于离心挂架14上，外形与离心管相同，底部为开口将离心管底部暴露在外面，减震器16连接离心支架13与外壳6；
所述的定位系统包括电磁接近传感器21和定位铁钉22，电磁接近传感器21固定于离心支架13顶端，电磁接近传感器21位于离心挂架14和离心电机11之间，电磁接近传感器21通过线缆与电机驱动器12相连；定位铁钉22固定于离心挂架14下底面，用于离心过程中电磁感应离心挂架14的定位；
所述的光源系统包括光源控制器32和平行背光源31，平行背光源31位于离心支架13侧面，紧贴离心电机11一侧，与图像采集系统正对，通过线缆与光源控制器32相连，为图像采集提供背景光源；光源控制器31固定安装在外壳6内；
所述的图像采集系统包括图像传感器41及镜头42，图像采集系统4位于外壳6内、离心系统1外侧；图像传感器41与镜头42连接，成像时镜头42与离心管底部、平行背光源31呈三点一线；
所述的油泥含量检测器5通过线缆与图像采集系统相连，对采集的油泥图像进行实时分析并将结果在油泥含量检测器5中显示出来。
所述离心电机11为伺服电机，转速从0～3000rpm可调，从而达到所需离心力。
所述图像传感器41与镜头42采用螺纹连接。
利用上述测量系统进行电力用油油泥含量的图像检测方法，包括如下步骤：
S1、构建油泥含量样本数据库：利用DL/T 429.7试验方法分析不同油样的油泥含量，所获得的油泥含量样本作为样本数据库；
S2、将数据库中对应的油样样品，依据DL/T 429.7方法进行样品与试剂的比例混合，并加入油泥检测离心管；
S3、当电力用油油泥快速定量测量系统加入含有混合样品的离心挂杯15后，启动电力用油油泥快速定量测量系统，系统按照电机驱动器12中设定的转速和时间进行离心，时间设定为20分钟，转速设置依据离心半径和相对离心力计算，计算公式为：
其中：rcf为相对离心力，600～700；
d为旋转直径，是两个相对离心管末端之间的距离，单位为毫米，300～400；
S4、离心过程结束后，根据电磁接近传感器21检测到定位铁钉22的位置信号，调整离心电机11使镜头42与离心管底部、平行背光源31调整呈三点一线；
S5、图像传感器41获取所需检测油泥的图像，经过图像的校正检测后，精确测量图像的投影面积，包括如下步骤：
S51、对所获取的油泥图像在测量前通过图像传感器41预先进行校正检测，计算校正系数；
S52、以所获取的油泥图像为对象，根据校正系数进行图像几何校正，得到校正后的图像；
S53、根据校正后的图像计算油泥投影面积；
S53、建立投影面积和S1中对应油样的油泥含量的表达式。
m＝a*s+b
其中：m为油泥含量，s为投影面积，a为常数，b为常数。
步骤S53中a取值范围为0.001～0.1，b取值范围为-0.2～0.2。
和现有技术相比较，本发明具备如下优点：
本发明所提供的一种电力用油油泥快速定量测量系统与测量方法，系统结构简单、具有离心、定位、油泥光学成像、油泥含量测量功能，在试验前配制DL/T429.7要求的含油有机溶液，离心系统通过离心的方式将油中的油泥分离，定位系统准确的将离心后沉积的油泥转动至图像采集区，通过图像采集获得油泥含量图像，并通过分析计算得出样品的油泥含量，快速、实时、准确，优势明显。
附图说明
图1为一种电力用油油泥快速检测仪的结构原理图。
图2为一种电力用油油泥图像检测方法流程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，本发明一种电力用油油泥快速定量测量系统，包括外壳6，设置在外壳6内的离心系统、定位系统、光源系统、图像采集系统和油泥含量检测器5，具有离心、定位、油泥光学成像和油泥含量测量功能；所述的离心系统包括离心电机11、电机驱动器12、离心支架13、离心挂架14、离心挂杯15和减震器16；所述离心电机11固定在离心支架13底部，电机驱动器12为离心电机11配套的电机驱动器，通过线缆与离心电机11相连，固定安装在外壳6内，通过电机驱动器12对离心电机11的转速进行控制，离心支架13用于固定离心电机11、定位系统和平行背光源32；离心挂架14安装于离心电机11上，离心挂架14两端设置有对称的离心挂杯15，离心挂杯15上部具有挂点能够挂于离心挂架14上，外形与离心管相同，底部为开口将离心管底部暴露在外面，减震器16连接离心支架13与外壳6；所述的定位系统包括电磁接近传感器21和定位铁钉22，电磁接近传感器21固定于离心支架13顶端，电磁接近传感器21位于离心挂架14和离心电机11之间，电磁接近传感器21通过线缆与电机驱动器12相连；定位铁钉22固定于离心挂架14下底面，用于离心过程中电磁感应离心挂架14的定位；所述的光源系统包括光源控制器32和平行背光源31，平行背光源31位于离心支架13侧面，紧贴离心电机11一侧，与图像采集系统正对，通过线缆与光源控制器32相连，为图像采集提供背景光源；光源控制器31固定安装在外壳6内；所述的图像采集系统包括图像传感器41及镜头42，图像采集系统4位于外壳6内、离心系统1外侧；图像传感器41与镜头42连接，成像时镜头42与离心管底部、平行背光源31呈三点一线；所述的油泥含量检测器5通过线缆与图像采集系统相连，对采集的油泥图像进行实时分析并将结果在油泥含量检测器5中显示出来。
作为本发明的优选实施方式，所述离心电机11为伺服电机，转速从0～3000rpm可调，从而达到所需离心力。
作为本发明的优选实施方式，所述图像传感器41与镜头42采用螺纹连接。
本发明还提供了利用上述测量系统进行电力用油油泥含量的图像检测方法，包括如下步骤：
S1、构建油泥含量样本数据库：利用DL/T 429.7试验方法分析不同油样的油泥含量，所获得的油泥含量样本作为样本数据库；
S2、将数据库中对应的油样样品，依据DL/T 429.7方法进行样品与试剂的比例混合，并加入油泥检测离心管；
S3、当电力用油油泥快速定量测量系统加入含有混合样品的离心挂杯15后，启动电力用油油泥快速定量测量系统，系统按照电机驱动器12中设定的转速和时间进行离心，时间设定为20分钟，转速设置依据离心半径和相对离心力计算，计算公式为：
其中：rcf为相对离心力，600～700；
d为旋转直径，是两个相对离心管末端之间的距离，单位为毫米，300～400；
S4、离心过程结束后，根据电磁接近传感器21检测到定位铁钉22的位置信号，调整离心电机11使镜头42与离心管底部、平行背光源31调整呈三点一线；
S5、图像传感器41获取所需检测油泥的图像，经过图像的校正检测后，精确测量图像的投影面积，如图2所示，包括如下步骤：
S51、对所获取的油泥图像在测量前通过图像传感器41预先进行校正检测，计算校正系数；
S52、以所获取的油泥图像为对象，根据校正系数进行图像几何校正，得到校正后的图像；
S53、根据校正后的图像计算油泥投影面积；
S53、建立投影面积和S1中对应油样的油泥含量的表达式。
m＝a*s+b
其中：m为油泥含量，s为投影面积，a为常数，取值0.04，，b为常数，取值-0.08。
Claims (3)
1.一种电力用油油泥快速定量测量系统，其特征在于：包括外壳(6)，设置在外壳(6)内的离心系统、定位系统、光源系统、图像采集系统和油泥含量检测器(5)；
所述的离心系统包括离心电机(11)、电机驱动器(12)、离心支架(13)、离心挂架(14)、离心挂杯(15)和减震器(16)；所述离心电机(11)固定在离心支架(13)底部，电机驱动器(12)为离心电机(11)配套的电机驱动器，通过线缆与离心电机(11)相连，固定安装在外壳(6)内，通过电机驱动器(12)对离心电机(11)的转速进行控制，离心支架(13)用于固定离心电机(11)、定位系统和平行背光源(31)；离心挂架(14)安装于离心电机(11)上，离心挂架(14)两端设置有对称的离心挂杯(15)，离心挂杯(15)上部具有挂点能够挂于离心挂架(14)上，外形与离心管相同，底部为开口将离心管底部暴露在外面，减震器(16)连接离心支架(13)与外壳(6)；
所述的定位系统包括电磁接近传感器(21)和定位铁钉(22)，电磁接近传感器(21)固定于离心支架(13)顶端，电磁接近传感器(21)位于离心挂架(14)和离心电机(11)之间，电磁接近传感器(21)通过线缆与电机驱动器(12)相连；定位铁钉(22)固定于离心挂架(14)下底面，用于离心过程中电磁感应离心挂架(14)的定位；
所述的光源系统包括光源控制器(32)和平行背光源(31)，平行背光源(31)位于离心支架(13)侧面，紧贴离心电机(11)一侧，与图像采集系统正对，通过线缆与光源控制器(32)相连，为图像采集提供背景光源；光源控制器(32)固定安装在外壳(6)内；
所述的图像采集系统包括图像传感器(41)及镜头(42)，图像采集系统(4)位于外壳(6)内、离心系统(1)外侧；图像传感器(41)与镜头(42)连接，成像时镜头(42)与离心管底部、平行背光源(31)呈三点一线；
所述的油泥含量检测器(5)通过线缆与图像采集系统相连，对采集的油泥图像进行实时分析并将结果在油泥含量检测器(5)中显示出来；
所述离心电机(11)为伺服电机，转速从0～3000rpm可调，从而达到所需离心力；
所述图像传感器(41)与镜头(42)采用螺纹连接。
2.权利要求1所述的测量系统进行电力用油油泥含量的图像检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、构建油泥含量样本数据库：利用DL/T 429.7试验方法分析不同油样的油泥含量，所获得的油泥含量样本作为样本数据库；
S2、将数据库中对应的油样样品，依据DL/T 429.7方法进行样品与试剂的比例混合，并加入油泥检测离心管；
S3、当电力用油油泥快速定量测量系统加入含有混合样品的离心挂杯(15)后，启动电力用油油泥快速定量测量系统，系统按照电机驱动器(12)中设定的转速和时间进行离心，时间设定为20分钟，转速设置依据离心半径和相对离心力计算，计算公式为：
其中：rcf为相对离心力，600～700；
d为旋转直径，是两个相对离心管末端之间的距离，单位为毫米，300～400；
S4、离心过程结束后，根据电磁接近传感器(21)检测到定位铁钉(22)的位置信号，调整离心电机(11)使镜头(42)与离心管底部、平行背光源(31)调整呈三点一线；
S5、图像传感器(41)获取所需检测油泥的图像，经过图像的校正检测后，精确测量图像的投影面积，包括如下步骤：
S51、对所获取的油泥图像在测量前通过图像传感器(41)预先进行校正检测，计算校正系数；
S52、以所获取的油泥图像为对象，根据校正系数进行图像几何校正，得到校正后的图像；
S53、根据校正后的图像计算油泥投影面积；
S53、建立投影面积和S1中对应油样的油泥含量的表达式：
m＝a*s+b
其中：m为油泥含量，s为投影面积，a为常数，b为常数。
3.根据权利要求2所述的图像检测方法，其特征在于，步骤S53中a取值范围为0.001～0.1，b取值范围为-0.2～0.2。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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