CN112034040A - 一种三支柱绝缘子的柱脚的缺陷检测方法、装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三支柱绝缘子的柱脚的缺陷检测方法，包括：获取待测三支柱绝缘子的柱脚上的若干个柱脚检测位置；控制预设的超声检测系统对所述待测三支柱绝缘子的柱脚上的若干个柱脚检测位置进行检测，获取每一柱脚检测位置的超声反射回波信息；根据每一柱脚检测位置的超声反射回波信息，构建超声反射回波的峰值归一化折线图；根据所述超声反射回波的峰值归一化折线图和预设的归一化峰值阈值，确定所述待测三支柱绝缘子的柱脚上存在缺陷的柱脚检测位置。本发明还公开了相应的装置和系统，实施本发明，能有效检测三支柱绝缘子柱脚的缺陷位置，适用于三支柱绝缘子的出厂检测或装配现场检测，且检测成本低、检测精度高。

Description

一种三支柱绝缘子的柱脚的缺陷检测方法、装置和系统

技术领域

本发明涉及输变电绝缘设备领域，尤其涉及一种三支柱绝缘子的柱脚的缺陷检测方法、装置和系统。

背景技术

三支柱绝缘子是气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)中的重要电气部件，其主要用于支撑内部通电导体，同时把高压导体部分与低压壳体部分绝缘隔离。三支柱绝缘子是由环氧树脂、固化剂(一般是酸酐类)和填料(氧化铝粉)混合放到带铝合金嵌件的模具中高温固化而成，如果固化过程质量控制不好，三支柱绝缘子的环氧材料与铝合金交内部会出现脱壳、夹层、结合不紧密等缺陷。在实际应用过程中柱脚缺陷会使绝缘子内部电场分布不均匀，导致绝缘子局部放电、绝缘子异常发热等现象，加速绝缘子老化，使绝缘子性能下降，直接威胁GIL的正常运行。因此，及时确认三支柱绝缘子是否存在柱脚缺陷，对保障电力系统安全运行具有重要意义。

目前，三支柱绝缘子的缺陷检测一般在出厂试验阶段，常用两种检测方法：一种是直接法，即采用工业数字化X射线成像技术，通过对比X射线穿透波在显示板上的明暗程度来判断绝缘子内部是否存在气缝、裂纹、夹层等缺陷，另一种是间接法，即采用工频局部放电检测方法，包括脉冲电流法、特高频法、声学检测法、光学检测法和化学检测法等，依据局部放电量大小对绝缘子状态进行评估。然而，在实施本发明过程中，发明人发现现有技术至少存在如下问题：采用直接法进行缺陷检测，对宽度较小的裂纹缺陷检测灵敏度不高，且X射线的辐射对人体有害，X射线成像机器价格昂贵、体积庞大、无法对装配和检修过程中的绝缘子进行检测。采用间接法进行缺陷检测，很难准确识别绝缘子的缺陷部位和缺陷形状。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种三支柱绝缘子的柱脚的缺陷检测方法、装置和系统，能有效检测三支柱绝缘子柱脚的缺陷位置，适用于三支柱绝缘子的出厂检测或装配现场检测，且检测成本低、检测精度高。

为实现上述目的，本发明实施例提供了一种三支柱绝缘子的柱脚的缺陷检测方法，包括：

获取待测三支柱绝缘子的柱脚上的若干个柱脚检测位置；

控制预设的超声检测系统对所述待测三支柱绝缘子的柱脚上的若干个柱脚检测位置进行检测，获取每一柱脚检测位置的超声反射回波信息；

根据每一柱脚检测位置的超声反射回波信息，构建超声反射回波的峰值归一化折线图；

根据所述超声反射回波的峰值归一化折线图和预设的归一化峰值阈值，确定所述待测三支柱绝缘子的柱脚上存在缺陷的柱脚检测位置。

作为上述方案的改进，所述柱脚检测位置的确定方法具体为：

根据所述待测三支柱绝缘子的柱脚结构，在柱脚表面的不同曲率下，每隔预设长度设置一条闭环检测路径；

在每一所述闭环检测路径上，每隔预设长度设置一个检测位置点，作为所述待测三支柱绝缘子的柱脚上的柱脚检测位置。

作为上述方案的改进，所述根据每一柱脚检测位置的超声反射回波信息，构建超声反射回波的峰值归一化折线图，具体为：

根据每一所述闭环检测路径上的柱脚检测位置的超声反射回波，构建每一所述闭环检测路径上的超声反射回波的峰值归一化折线图。

作为上述方案的改进，所述待测三支柱绝缘子的柱脚的缺陷检测方法，还包括：

采用meshgrid算法对每一所述闭环检测路径上的超声反射回波的峰值归一化折线图进行拟合，得到表征所述待测三支柱绝缘子的柱脚缺陷的三维曲面图像。

作为上述方案的改进，所述待测三支柱绝缘子的柱脚的缺陷检测方法，还包括：

根据所述待测三支柱绝缘子的柱脚缺陷的三维曲面图像，以及所述待测三支柱绝缘子的柱脚上存在缺陷的柱脚检测位置，确定所述待测三支柱绝缘子的柱脚的缺陷形状。

作为上述方案的改进，所述预设的超声检测系统包括超声脉冲发生器、示波器、窄脉冲超声直探头、探头适配线和高阻抗传输线；其中，

所述窄脉冲超声直探头通过所述探头适配线与所述超声脉冲发生器的信号输出端连接，所述超声脉冲发生器的信号同步端通过所述高阻抗传输线与示波器的输入通道连接。

本发明实施例还提供了一种三支柱绝缘子的柱脚的缺陷检测装置，包括：

柱脚检测位置获取模块，用于获取待测三支柱绝缘子的柱脚上的若干闭环检测路径上的若干个柱脚检测位置；

超声反射回波获取模块，用于控制预设的超声检测系统对所述待测三支柱绝缘子的柱脚上的若干个柱脚检测位置进行检测，获取每一柱脚检测位置的超声反射回波信息；

峰值归一化折线图构建模块，用于根据每一所述闭环检测路径上的柱脚检测位置的超声反射回波信息，构建超声反射回波的峰值归一化折线图；

缺陷位置确定模块，用于根据所述超声反射回波的峰值归一化折线图和预设的归一化峰值阈值，确定所述待测三支柱绝缘子的柱脚上存在缺陷的柱脚检测位置。

作为上述方案的改进，所述待测三支柱绝缘子的柱脚的缺陷检测装置，还包括：

三维曲面图像拟合模块，用于采用meshgrid算法对每一所述闭环检测路径上的超声反射回波的峰值归一化折线图进行拟合，得到表征所述待测三支柱绝缘子的柱脚缺陷的三维曲面图像。

作为上述方案的改进，所述待测三支柱绝缘子的柱脚的缺陷检测装置，还包括：

缺陷形状确定模块，用于根据所述待测三支柱绝缘子的柱脚缺陷的三维曲面图像，以及所述待测三支柱绝缘子的柱脚上存在缺陷的柱脚检测位置，确定所述待测三支柱绝缘子的柱脚的缺陷形状。

本发明实施例还提供了一种三支柱绝缘子的柱脚的缺陷检测系统，包括：待测三支柱绝缘子、超声检测系统和三支柱绝缘子的柱脚的缺陷检测装置；

其中，所述超声检测系统包括超声脉冲发生器、示波器、窄脉冲超声直探头、探头适配线和高阻抗传输线；所述窄脉冲超声直探头通过所述探头适配线与所述超声脉冲发生器的信号输出端连接，所述超声脉冲发生器的信号同步端通过所述高阻抗传输线与示波器的输入通道连接。

所述三支柱绝缘子的柱脚的缺陷检测装置为权利要求8-9任一项所述的三支柱绝缘子的柱脚的缺陷检测装置。

与现有技术相比，本发明公开的三支柱绝缘子的柱脚的缺陷检测方法、装置和系统，通过获取待测三支柱绝缘子的柱脚上的若干个柱脚检测位置，控制预设的超声检测系统对所述待测三支柱绝缘子的柱脚上的若干个柱脚检测位置进行检测，获取每一柱脚检测位置的超声反射回波信息，接着，根据每一柱脚检测位置的超声反射回波信息，构建超声反射回波的峰值归一化折线图，最后，根据所述超声反射回波的峰值归一化折线图和预设的归一化峰值阈值，确定所述待测三支柱绝缘子的柱脚上存在缺陷的柱脚检测位置，从而确定所述待测三支柱绝缘子的柱脚的缺陷位置。本发明实施例的柱脚的缺陷检测方法，适用于三支柱绝缘子的出厂检测或装配现场检测，且整个检测过程的检测成本低、检测精度高。同时，超声检测系统具有携带方便，对人体无辐射的优点。

附图说明

图1是本发明实施例中一种三支柱绝缘子的柱脚的缺陷检测方法的步骤流程示意图；

图2是本发明实施例中三支柱绝缘子的柱脚检测位置的几何展开示意图；

图3是本发明实施例中超声检测系统和待测三支柱绝缘子的结构示意图；

图4为本发明实施例中超声检测系统的窄脉冲超声直探头的结构示意图；

图5是本发明实施例中超声检测系统检测三支柱绝缘子的柱脚检测位置的示意图；

图6是本发明实施例中三支柱绝缘子的柱脚检测位置的超声反射回波示意图；

图7是本发明实施例中三支柱绝缘子的柱脚检测位置的超声反射回波的峰值归一化折线图；

图8是本发明实施例中一种优选的三支柱绝缘子的柱脚的缺陷检测方法的步骤流程示意图；

图9是本发明实施例中三支柱绝缘子的柱脚缺陷的三维曲面图像；

图10是本发明实施例中一种三支柱绝缘子的柱脚的缺陷检测装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中，为了检测三支柱绝缘子的柱脚的缺陷位置和形状，将三支柱绝缘子作为超声检测对象。参见图3，是本发明实施例中超声检测系统和待测三支柱绝缘子的结构示意图。其中，所述待测三支柱绝缘子6由固态环氧件61、中心导体62和接地嵌件63组成。三支柱绝缘子6包括三个柱脚，柱脚由固态环氧件61组成。每个柱脚底部都与一个接地嵌件63结合，中心导体62为铝材质的圆环状结构。三支柱绝缘子的尺寸随GIL电压等级变化而变化。根据实际应用情况可知，接地嵌件63与柱脚结合处最容易出现气缝、脱壳等缺陷。

参见图1，是本发明实施例中一种三支柱绝缘子的柱脚的缺陷检测方法的步骤流程示意图。为了检测三支柱绝缘子的柱脚的缺陷位置，本发明实施例提供了一种三支柱绝缘子的柱脚的缺陷检测方法，通过步骤S11至S14执行：

S11、获取待测三支柱绝缘子的柱脚上的若干个柱脚检测位置。

作为优选的实施方式，所述柱脚检测位置的确定方法具体为：根据所述待测三支柱绝缘子的柱脚的圆柱形结构，在柱脚表面的不同曲率下，每隔预设长度设置一条闭环检测路径；在每一所述闭环检测路径上，每隔预设长度设置一个检测位置点，作为所述待测三支柱绝缘子的柱脚上的柱脚检测位置。

具体地，上述两个预设长度可以根据所述待测三支柱绝缘子的柱脚尺寸进行设置，在此不做具体限定。

作为举例，参见图2，是本发明实施例中三支柱绝缘子的柱脚检测位置的几何展开示意图。在柱脚表面的不同曲率下，每隔1mm设置一条闭环检测路径，并在每一所述闭环检测路径上，每隔1-2mm设置一个检测位置点，以此得到所述柱脚检测位置。图2中，x轴代表三支柱绝缘子的柱脚的轴向方向，y轴代表三支柱绝缘子的柱脚的切向方向。则S0、S1、S2、S3、S4和S5分别为从柱底开始每隔1mm设置的闭环检测路径，每条闭环检测路径为曲率相同的闭环圆周。接着，在每条闭环检测路径上每隔1-2mm设置一个上的检查位置点，得到每一闭环检测路径上有13个检测位置点，即y＝-8、y＝-6、y＝-4、y＝-3、y＝-2、y＝-1、y＝0、y＝1、y＝2、y＝3、y＝4、y＝6和y＝8，由此可以得到所述待测三支柱绝缘子的任一柱脚上的若干个柱脚检测位置，分别为(0，-8)、(0，-6)、(0，-4)、(0，-3)、(0，-2)、(0，-1)、(0，0)、(0，1)、(0，2)、(0，3)、(0，4)、(0，6)、(0，8)、(1，-8)、(1，-6)、(1，-4)、(1，-3)、(1，-2)、(1，-1)、(1，0)、(1，1)、(1，2)、(1，3)、(1，4)、(1，6)、(1，8)、(2，-8)、(2，-6)、(2，-4)、(2，-3)、(2，-2)、(2，-1)、(2，0)、(2，1)、(2，2)、(2，3)、(2，4)、(2，6)、(2，8)、(3，-8)、(3，-6)、(3，-4)、(3，-3)、(3，-2)、(3，-1)、(3，0)、(3，1)、(3，2)、(3，3)、(3，4)、(3，6)、(3，8)、(4，-8)、(4，-6)、(4，-4)、(4，-3)、(4，-2)、(4，-1)、(4，0)、(4，1)、(4，2)、(4，3)、(4，4)、(4，6)、(4，8)、(5，-8)、(5，-6)、(5，-4)、(5，-3)、(5，-2)、(5，-1)、(5，0)、(5，1)、(5，2)、(5，3)、(5，4)、(5，6)、(5，8)。

可以理解地，上述所提到的场景和数值仅作为举例，在实际应用中，可以根据实际待测三支柱绝缘子的尺寸，对每一柱脚的柱脚检测位置进行规划，均不影响本发明取得的有益效果。

S12、控制预设的超声检测系统对所述待测三支柱绝缘子的柱脚上的若干个柱脚检测位置进行检测，获取每一柱脚检测位置的超声反射回波信息。

在本发明实施例中，预先搭建一个超声检测系统，用于对所述待测三支柱绝缘子的每一柱脚检测位置进行缺陷检测。具体地，参见图3，所述预设的超声检测系统包括超声脉冲发生器1、示波器2、窄脉冲超声直探头3、探头适配线4和高阻抗传输线5；其中，所述窄脉冲超声直探头3通过所述探头适配线4与所述超声脉冲发生器1的信号输出端连接，所述超声脉冲发生器1的信号同步端通过所述高阻抗传输线5与示波器2的输入通道连接。

在一种优选的实施方式下，所述超声脉冲发生器1是尖脉冲激励、输出脉宽和增益可调、低噪声的脉冲发生器，尖脉冲激励能够优化宽带响应和提高检测近表面分辨率，更有利于对声束衰减性强的材料的检测和测量应用。

所述示波器2是最大采样频率1GHz、采样宽带200MHz的四通道高性能数字存储示波器，通过高阻抗传输线5把示波器2的输入通道和超声脉冲发生器1的信号输出端同电位相连，从而可以在示波器2上实时显示发射和接收的超声信号。

参见图4，是本发明实施例中超声检测系统的窄脉冲超声直探头的结构示意图。所述窄脉冲超声直探头3属于圆柱式纵波直探头，采用圆形复合材料压电晶片，探头底面为圆形，考虑到三支柱绝缘子为圆柱状结构，绝缘子表面均为圆弧面，为了增加探头与绝缘子被测位置的接触效果，提高检测精度，探头底面半径越小越好，但较小的探头底面要求圆形复合材料压电晶片很小，探头发出的超声波能量也很小，综合考虑检测特性、检测效率和制作成本，探头底面直径(D)设计范围取5mm，探头高度(H)设计范围取20mm。

进一步地，所述窄脉冲探头3是指响应特性较好的脉冲超声直探头，窄脉冲超声直探头的标称频率越高，则被检测材料内的衰减系数越大，声束传播特性效果越差，结合实际测量经验，窄脉冲超声直探头的频率设计为2.5MHz。

所述探头适配线4是匹配超声脉冲发生器与窄脉冲超声直探头的信号线，具有高阻抗、抗干扰能力强等特点，保证超声脉冲发生器的输出电信号能够高质量地被窄脉冲超声直探头接收，同时，保证窄脉冲超声直探头接收到超声信号转换成电信号高质量地返回到超声脉冲发生器的接收端。

所述高阻抗传输线5是杂散电感较小、电阻较小的传输线，缩短了高频信号在传输过程中相位延迟，保证示波器接收到的电信号与超声脉冲发生器信号输出端的电信号实时同电位、同相位，极大地减小了检测误差，保证了检测精度。

进一步地，在搭建好所述超声检测系统之后，控制所述超声检测系统对所述待测三支柱绝缘子的柱脚上的若干个柱脚检测位置进行检测，获取每一柱脚检测位置的超声反射回波信息。

具体地，参见图5，是本发明实施例中超声检测系统检测三支柱绝缘子的柱脚检测位置的示意图。以所述三支柱绝缘子的柱脚I和柱脚II，并在两个柱脚的S0闭环检测路径上，各取4个柱脚检测位置为例。图5中，图5a)为柱脚I检测过程剖面图，图5b)为柱脚I检测过程俯视图，柱脚I的S0闭环检测路径上的4个柱脚检测位置分别为w11、w12、w17和w18；图5c)为柱脚II检测过程剖面图，图5d)为柱脚II检测过程俯视图，柱脚II的S0闭环检测路径上的4个柱脚检测位置分别为w13、w14、w19和w20。

接着，启动超声检测系统，调节超声脉冲发生器，将涂有水基型超声耦合剂的窄脉冲超声直探头3放置在三支柱绝缘子两个不同柱脚(柱脚I、柱脚II)的8个柱脚检测位置(w11、w12、w17、w18、w13、w14、w19、w20)上进行检测，记录每个柱脚检测位置下的超声反射回波信息。

优选地，所述水基型超声耦合剂可以为甘油，甘油作为超声耦合剂增加了探头与被测表面的接触效果。

参见图6，是本发明实施例中三支柱绝缘子的柱脚检测位置的超声反射回波示意图。图6中，图6a)为柱脚I的4个柱脚检测位置w11、w12、w17、w18的超声反射回波示意图；图6b)为柱脚II的4个柱脚检测位置w13、w14、w19、w20的超声反射回波示意图。由于S0闭环检测路径在柱脚底部，此处由固态环氧件与接地嵌件组成，超声始波F垂直入射到固态环氧件内部，到达固态环氧件与接地嵌件界面，界面两侧材料声阻抗不同，一部分超声波反射，沿原路程到达探头，显示在接收波形中为始波后的第一个回波B1；另一部分超声波透射进入接地嵌件内部，到达接地嵌件与空气界面时全反射，此时反射波经过接地嵌件与环氧界面再发生透射和反射，透射波返回探头，显示在接收波形中为始波后的第二个回波B2；B1到达探头的同时会在接触面再发生反射，重复以上步骤，从而会使接收波形中为在B2后再出现一个环氧与接地嵌件界面的二次反射回波B3。

可以理解地，上述仅以闭环检测路径S0作为举例，当所述闭环检测路径位于柱脚中部时，此处的所述柱脚检测位置仅包含固态环氧件，采用超声检测系统进行检测后，得到的超声回波信息也会不同。

在实际情况中，若三支柱绝缘子的每一柱脚都不存在缺陷时，每一柱脚上相同的闭环检测路径上的柱脚检测位置反映出来的超声回波在形状、峰值、相位等方面基本一致。若存在超声回波信息明显不同的柱脚检测位置，可以初步判定其为柱脚的缺陷部位。

因此，参见图6可以看出，柱脚I的w11、w12、w17、w18四个检测位置和柱脚II的w14、w19、w20三个检测位置的检测波形在形状、峰值、相位等方面基本一致，相比之下，仅有柱脚II的w13检测位置回波B1、B2、B3峰值偏小，特别是B1位置的峰值比其他位置的峰值小很多，且B1波的时间跨度也较大。因此，可以把柱脚II的w13检测位置状态归为一类，其他七个位置归为一类，根据反推理论和经验，初步可以判定柱脚II的w13位置内部存在缺陷。

S13、根据每一柱脚检测位置的超声反射回波信息，构建超声反射回波的峰值归一化折线图。

优选地，根据每一所述闭环检测路径上的柱脚检测位置的超声反射回波，构建每一所述闭环检测路径上的超声反射回波的峰值归一化折线图。

作为举例，参见图7，是本发明实施例中三支柱绝缘子的柱脚检测位置的超声反射回波的峰值归一化折线图。分别将每条闭环检测路径S0、S1、S2、S3、S4和S5上每个柱脚检测位置的超声反射回波峰值进行归一化，构建每条闭环检测路径下的峰值归一化折线图。具体地，每一检测位置的峰值是归一化峰值，归一化峰值是根据该检测位置的峰值除以每条路径初始位置的峰值得到的。归一化峰值越小，说明位置有缺陷的概率越大。从图7中可以看出，每一闭环检测路径上的下凹部分即为该条闭环检测路径下的缺陷范围。

S14、根据所述超声反射回波的峰值归一化折线图和预设的归一化峰值阈值，确定所述待测三支柱绝缘子的柱脚上存在缺陷的柱脚检测位置。

在本发明实施例中，将每一柱脚检测位置的归一化峰值与预设的归一化峰值阈值进行比较，若所述柱脚检测位置的归一化峰值小于所述归一化峰值阈值，则说明所述柱脚检测位置处存在缺陷。根据存在缺陷的柱脚检测位置，确定所述待测三支柱绝缘子的每一柱脚上的缺陷位置。

作为优选的实施方式，所述预设的归一化峰值阈值为0.8dB。

本发明实施例提供了一种三支柱绝缘子的柱脚的缺陷检测方法，通过获取待测三支柱绝缘子的柱脚上的若干个柱脚检测位置，控制预设的超声检测系统对所述待测三支柱绝缘子的柱脚上的若干个柱脚检测位置进行检测，获取每一柱脚检测位置的超声反射回波信息，接着，根据每一柱脚检测位置的超声反射回波信息，构建超声反射回波的峰值归一化折线图，最后，根据所述超声反射回波的峰值归一化折线图和预设的归一化峰值阈值，确定所述待测三支柱绝缘子的柱脚上存在缺陷的柱脚检测位置，从而确定所述待测三支柱绝缘子的柱脚的缺陷位置。本发明实施例的柱脚的缺陷检测方法，适用于三支柱绝缘子的出厂检测或装配现场检测，且整个检测过程的检测成本低、检测精度高。同时，超声检测系统具有携带方便，对人体无辐射的优点。

参见图8，是本发明实施例中一种优选的三支柱绝缘子的柱脚的缺陷检测方法的步骤流程示意图。作为优选的实施方式，所述三支柱绝缘子的柱脚的缺陷检测方法通过步骤S21至S26执行：

S21、获取待测三支柱绝缘子的柱脚上的若干闭环检测路径上的若干个柱脚检测位置。

S22、控制预设的超声检测系统对所述待测三支柱绝缘子的柱脚上的若干个柱脚检测位置进行检测，获取每一柱脚检测位置的超声反射回波信息。

S23、根据每一所述闭环检测路径上的柱脚检测位置的超声反射回波，构建每一所述闭环检测路径上的超声反射回波的峰值归一化折线图。

S24、根据所述超声反射回波的峰值归一化折线图和预设的归一化峰值阈值，确定所述待测三支柱绝缘子的柱脚上存在缺陷的柱脚检测位置。

在本发明实施例中，步骤S21至S24与上述实施例中的步骤S11至S14的执行过程相似，并具有相同的有益效果，在此不再赘述。

S25、采用meshgrid算法对每一所述闭环检测路径上的超声反射回波的峰值归一化折线图进行拟合，得到表征所述待测三支柱绝缘子的柱脚缺陷的三维曲面图像。

S26、根据所述待测三支柱绝缘子的柱脚缺陷的三维曲面图像，以及所述待测三支柱绝缘子的柱脚上存在缺陷的柱脚检测位置，确定所述待测三支柱绝缘子的柱脚的缺陷形状。

具体地，将步骤S24中得到的超声反射回波的峰值归一化折线图通过meshgrid算法拟合成曲面，计算每一闭环检测路径上的缺陷宽度，根据所述缺陷宽度，确定所述待测三支柱绝缘子的柱脚的缺陷形状。

参见图9，是本发明实施例中三支柱绝缘子的柱脚缺陷的三维曲面图像。将归一化峰值小于归一化峰值阈值0.8dB的柱脚检测位置，作为所述待测三支柱绝缘子的柱脚上缺陷位置，可以看出，在S0这一闭环检测路径上，也即靠近柱脚底面处的缺陷边界范围越大。x＝S0处缺陷宽度大小约为6mm，缺陷宽度沿x轴非线性减小，x＝S4处缺陷宽度大小约为2mm；缺陷总长度约4mm，缺陷整体呈现“宽头窄尾”的楔状形态。

本发明实施例提供了一种三支柱绝缘子的柱脚的缺陷检测方法，通过获取待测三支柱绝缘子的柱脚上每一闭环检测路径的若干个柱脚检测位置，控制预设的超声检测系统对若干个柱脚检测位置进行检测，获取每一柱脚检测位置的超声反射回波信息，接着，根据每一柱脚检测位置的超声反射回波信息，构建超声反射回波的峰值归一化折线图，并拟合而定所述待测三支柱绝缘子的柱脚缺陷的三维曲面图像。接着，根据预设的归一化峰值阈值，确定所述待测三支柱绝缘子的柱脚的缺陷位置和缺陷形状。本发明实施例的柱脚的缺陷检测方法，适用于三支柱绝缘子的出厂检测或装配现场检测，且整个检测过程的检测成本低、检测精度高。同时，超声检测系统具有携带方便，对人体无辐射的优点。

参见图10，是本发明实施例中一种三支柱绝缘子的柱脚的缺陷检测装置的结构示意图。本发明实施例提供的三支柱绝缘子的柱脚的缺陷检测装置30，包括：柱脚检测位置获取模块31、超声反射回波获取模块32、峰值归一化折线图构建模块33和缺陷位置确定模块34；其中，

所述柱脚检测位置获取模块31，用于获取待测三支柱绝缘子的柱脚上的若干闭环检测路径上的若干个柱脚检测位置；

所述超声反射回波获取模块32，用于控制预设的超声检测系统对所述待测三支柱绝缘子的柱脚上的若干个柱脚检测位置进行检测，获取每一柱脚检测位置的超声反射回波信息；

所述峰值归一化折线图构建模块33，用于根据每一所述闭环检测路径上的柱脚检测位置的超声反射回波信息，构建超声反射回波的峰值归一化折线图；

所述缺陷位置确定模块34，用于根据所述超声反射回波的峰值归一化折线图和预设的归一化峰值阈值，确定所述待测三支柱绝缘子的柱脚上存在缺陷的柱脚检测位置。

作为优选的实施方式，所述待测三支柱绝缘子的柱脚的缺陷检测装置30，还包括：三维曲面图像拟合模块35；

所述三维曲面图像拟合模块35，用于采用meshgrid算法对每一所述闭环检测路径上的超声反射回波的峰值归一化折线图进行拟合，得到表征所述待测三支柱绝缘子的柱脚缺陷的三维曲面图像。

作为优选的实施方式，所述待测三支柱绝缘子的柱脚的缺陷检测装置30，还包括：缺陷形状确定模块36；

所述缺陷形状确定模块36，用于根据所述待测三支柱绝缘子的柱脚缺陷的三维曲面图像，以及所述待测三支柱绝缘子的柱脚上存在缺陷的柱脚检测位置，确定所述待测三支柱绝缘子的柱脚的缺陷形状。

需要说明的是，本发明实施例提供的一种三支柱绝缘子的柱脚的缺陷检测装置用于执行上述任一实施例的一种三支柱绝缘子的柱脚的缺陷检测方法的所有流程步骤，两者的工作原理和有益效果一一对应，因而不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-OnlyMemory，ROM)或随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)等。

本发明实施例提供了一种三支柱绝缘子的柱脚的缺陷检测装置，通过获取待测三支柱绝缘子的柱脚上每一闭环检测路径的若干个柱脚检测位置，控制预设的超声检测系统对若干个柱脚检测位置进行检测，获取每一柱脚检测位置的超声反射回波信息，接着，根据每一柱脚检测位置的超声反射回波信息，构建超声反射回波的峰值归一化折线图，并拟合而定所述待测三支柱绝缘子的柱脚缺陷的三维曲面图像。接着，根据预设的归一化峰值阈值，确定所述待测三支柱绝缘子的柱脚的缺陷位置和缺陷形状。本发明实施例的柱脚的缺陷检测方法，适用于三支柱绝缘子的出厂检测或装配现场检测，且整个检测过程的检测成本低、检测精度高。同时，超声检测系统具有携带方便，对人体无辐射的优点。

本发明实施例还提供了一种三支柱绝缘子的柱脚的缺陷检测系统，包括：待测三支柱绝缘子、超声检测系统和三支柱绝缘子的柱脚的缺陷检测装置。

其中，所述超声检测系统包括超声脉冲发生器、示波器、窄脉冲超声直探头、探头适配线和高阻抗传输线；所述窄脉冲超声直探头通过所述探头适配线与所述超声脉冲发生器的信号输出端连接，所述超声脉冲发生器的信号同步端通过所述高阻抗传输线与示波器的输入通道连接。

所述三支柱绝缘子的柱脚的缺陷检测装置为上述实施例所述的三支柱绝缘子的柱脚的缺陷检测装置30。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种三支柱绝缘子的柱脚的缺陷检测方法，其特征在于，包括：

获取待测三支柱绝缘子的柱脚上的若干个柱脚检测位置；

控制预设的超声检测系统对所述待测三支柱绝缘子的柱脚上的若干个柱脚检测位置进行检测，获取每一柱脚检测位置的超声反射回波信息；

根据每一柱脚检测位置的超声反射回波信息，构建超声反射回波的峰值归一化折线图；

根据所述超声反射回波的峰值归一化折线图和预设的归一化峰值阈值，确定所述待测三支柱绝缘子的柱脚上存在缺陷的柱脚检测位置。

2.如权利要求1所述的三支柱绝缘子的柱脚的缺陷检测方法，其特征在于，所述柱脚检测位置的确定方法具体为：

根据所述待测三支柱绝缘子的柱脚结构，在柱脚表面的不同曲率下，每隔预设长度设置一条闭环检测路径；

在每一所述闭环检测路径上，每隔预设长度设置一个检测位置点，作为所述待测三支柱绝缘子的柱脚上的柱脚检测位置。

3.如权利要求2所述的三支柱绝缘子的柱脚的缺陷检测方法，其特征在于，所述根据每一柱脚检测位置的超声反射回波信息，构建超声反射回波的峰值归一化折线图，具体为：

根据每一所述闭环检测路径上的柱脚检测位置的超声反射回波，构建每一所述闭环检测路径上的超声反射回波的峰值归一化折线图。

4.如权利要求3所述的三支柱绝缘子的柱脚的缺陷检测方法，其特征在于，所述待测三支柱绝缘子的柱脚的缺陷检测方法，还包括：

采用meshgrid算法对每一所述闭环检测路径上的超声反射回波的峰值归一化折线图进行拟合，得到表征所述待测三支柱绝缘子的柱脚缺陷的三维曲面图像。

5.如权利要求4所述的三支柱绝缘子的柱脚的缺陷检测方法，其特征在于，所述待测三支柱绝缘子的柱脚的缺陷检测方法，还包括：

根据所述待测三支柱绝缘子的柱脚缺陷的三维曲面图像，以及所述待测三支柱绝缘子的柱脚上存在缺陷的柱脚检测位置，确定所述待测三支柱绝缘子的柱脚的缺陷形状。

6.如权利要求1所述的三支柱绝缘子的柱脚的缺陷检测方法，其特征在于，所述预设的超声检测系统包括超声脉冲发生器、示波器、窄脉冲超声直探头、探头适配线和高阻抗传输线；其中，

所述窄脉冲超声直探头通过所述探头适配线与所述超声脉冲发生器的信号输出端连接，所述超声脉冲发生器的信号同步端通过所述高阻抗传输线与示波器的输入通道连接。

7.一种三支柱绝缘子的柱脚的缺陷检测装置，其特征在于，包括：

柱脚检测位置获取模块，用于获取待测三支柱绝缘子的柱脚上的若干闭环检测路径上的若干个柱脚检测位置；

超声反射回波获取模块，用于控制预设的超声检测系统对所述待测三支柱绝缘子的柱脚上的若干个柱脚检测位置进行检测，获取每一柱脚检测位置的超声反射回波信息；

峰值归一化折线图构建模块，用于根据每一所述闭环检测路径上的柱脚检测位置的超声反射回波信息，构建超声反射回波的峰值归一化折线图；

缺陷位置确定模块，用于根据所述超声反射回波的峰值归一化折线图和预设的归一化峰值阈值，确定所述待测三支柱绝缘子的柱脚上存在缺陷的柱脚检测位置。

8.如权利要求7所述的三支柱绝缘子的柱脚的缺陷检测装置，其特征在于，所述待测三支柱绝缘子的柱脚的缺陷检测装置，还包括：

三维曲面图像拟合模块，用于采用meshgrid算法对每一所述闭环检测路径上的超声反射回波的峰值归一化折线图进行拟合，得到表征所述待测三支柱绝缘子的柱脚缺陷的三维曲面图像。

9.如权利要求8所述的三支柱绝缘子的柱脚的缺陷检测方法，其特征在于，所述待测三支柱绝缘子的柱脚的缺陷检测装置，还包括：

缺陷形状确定模块，用于根据所述待测三支柱绝缘子的柱脚缺陷的三维曲面图像，以及所述待测三支柱绝缘子的柱脚上存在缺陷的柱脚检测位置，确定所述待测三支柱绝缘子的柱脚的缺陷形状。

10.一种三支柱绝缘子的柱脚的缺陷检测系统，其特征在于，包括：待测三支柱绝缘子、超声检测系统和三支柱绝缘子的柱脚的缺陷检测装置；

其中，所述超声检测系统包括超声脉冲发生器、示波器、窄脉冲超声直探头、探头适配线和高阻抗传输线；所述窄脉冲超声直探头通过所述探头适配线与所述超声脉冲发生器的信号输出端连接，所述超声脉冲发生器的信号同步端通过所述高阻抗传输线与示波器的输入通道连接。

所述三支柱绝缘子的柱脚的缺陷检测装置为权利要求8-9任一项所述的三支柱绝缘子的柱脚的缺陷检测装置。

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