CN113252684A - 一种电力光缆表面缺陷识别装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电力光缆表面缺陷识别装置及方法，属于电力光缆表面缺陷识别技术领域。技术方案是：调整光源达到合适的亮度，面阵型CCD采集光缆表面图像，输入至dsPIC模块，通过大津阈值分割，识别光缆表面缺陷，并通过触摸屏、状态指示灯和蜂鸣器反映被测光缆状态。本发明具有以下技术效果：面阵型CCD和光源相配合，通过大津阈值分割，提高缺陷辨识准确度；可根据所处环境的亮度，自动调节补充光照强度，识别准确度高；设置触摸屏、状态指示灯和蜂鸣器，操作方便，提高了工作效率，缺陷识别准确度高、体积小、操作方便，适用于各种复杂现场。

Description

一种电力光缆表面缺陷识别装置及方法
技术领域
本发明涉及一种电力光缆表面缺陷识别装置及方法，属于电力光缆表面缺陷识别技术领域。
背景技术
光缆是为了满足光学、机械或环境的性能规范而制造的，它是利用置于包覆护套中的一根或多根光纤作为传输媒质，并可以单独或成组使用的通信线缆组件。通信光缆具有较大的传输容量，中继距离长，体积小，重量轻，无电磁干扰等一系列的优点，已经进入了有线通信的各个领域，包括教育卫生、邮电通信、广播通信、电力通信、石油通信和军用通信等领域。通信光缆一旦出现缺陷，将会导致通信中断，从而影响正常生产，造成严重的经济损失。对于电力企业而言，保证电力通信光缆的安全、正常运行是电网管理工作的主要内容之一。至此已出现多起因通信故障导致线路停电的事故。为了避免因电力通信光缆故障而造成电力企业重大经济损失，电力企业必须加强对通信光缆的巡视与维护。
电力通信光缆的常见缺陷有气泡、划痕、鼓包等。对于大部分供电企业而言，电力光缆检测主要依靠人工观察，其缺点是：检测速率低，效果差，通过观察很难发现表面细小的故障。因此，必须采用更加先进、快捷的设备来实现电力通信光缆的检测。
发明内容
本发明的目的是提供一种电力光缆表面缺陷识别装置及方法，适用于杆塔上、隧道中电力通信光缆检测，具有缺陷识别准确度高、体积小、操作方便等优点，解决已有技术存在的上述技术问题。
本发明目的采用以下技术方案予以实现：
一种电力光缆表面缺陷识别方法，调整光源达到合适的亮度，面阵型CCD采集光缆表面图像，输入至dsPIC模块，通过大津阈值分割，识别光缆表面缺陷，并通过触摸屏、状态指示灯和蜂鸣器反映被测光缆状态。
一种电力光缆表面缺陷识别装置，由dsPIC模块、亮度传感器、调压模块、LED、通信模块、状态指示灯、蜂鸣器、面阵型CCD、存储器、触摸屏和电源组成；所述dsPIC模块与亮度传感器、调压模块、通信模块、状态指示灯、蜂鸣器、面阵型CCD和存储器分别相连，调压模块与LED相连，通信模块与触摸屏相连，电源为上述所有模块供电。
所述dsPIC模块接收亮度传感器输入的环境亮度信号，计算需要的补光强度，将信号输入至调压模块控制其输出电压，进而控制LED光照强度；所述dsPIC模块，接收面阵型CCD采集的图像，通过大津阈值分割法识别光缆缺陷；所述dsPIC模块，通过通信模块和触摸屏实现人机交互。
所述面阵型CCD能够采集物体表面反射的光线，将光强信息转变成数字信息完成图像采集，并将数字图像输入至dsPIC模块，进行光缆表面缺陷识别。
所述亮度传感器通过调节光敏电阻R1和电阻R2的参数，可以检测所处环境的亮度，并将亮度信息转变为数字信号输入至dsPIC模块，这样可以使所述电力光缆表面缺陷识别装置根据环境亮度进行光照补充。
为了操作方便，提高检测效率，本发明设置了触摸屏、状态指示灯和蜂鸣器。状态指示灯使用双色LED构成，可以指示三种状态，熄灭表示未工作状态，绿色常亮表示被试光缆表面无缺陷，红色闪烁表示被试光缆表面存在缺陷。在检测到被试光缆表面存在缺陷时，状态指示灯红色闪烁，同时蜂鸣器发出声音，提示测试者光缆表面存在缺陷。通过声光协同指示，可以提高检测效率。
与现有技术相比较，本发明具有以下技术效果：可根据所处环境的亮度，自动调节补充光照强度，识别准确度高；设置触摸屏、状态指示灯和蜂鸣器，操作方便，提高了工作效率，缺陷识别准确度高、体积小、操作方便，适用于各种复杂现场。
附图说明
图1是本发明的系统结构图；
图2是本发明的亮度传感器的原理图；
图3是本发明的调压模块的原理图；
图4是本发明的状态指示灯的原理图；
图5是本发明的蜂鸣器的原理图；
图6是本发明的存储器的原理图；
图7是本发明的通信模块的原理图；
图中：dsPIC模块1、亮度传感器2、调压模块3、LED4、通信模块5、状态指示灯6、蜂鸣器7、面阵型CCD8、存储器9、触摸屏10、电源11。
具体实施方式
下面结合附图，通过实施例对本发明进一步说明：
一种电力光缆表面缺陷识别方法，调整光源达到合适的亮度，面阵型CCD采集光缆表面图像，输入至dsPIC模块，通过大津阈值分割，识别光缆表面缺陷，并通过触摸屏、状态指示灯和蜂鸣器反映被测光缆状态。
一种电力光缆表面缺陷识别装置，由dsPIC模块1、亮度传感器2、调压模块3、LED4、通信模块5、状态指示灯6、蜂鸣器7、面阵型CCD8、存储器9、触摸屏10和电源11组成；所述dsPIC模块1与亮度传感器2、调压模块3、通信模块5、状态指示灯6、蜂鸣器7、面阵型CCD8和存储器9分别相连，调压模块3与LED4相连，通信模块5与触摸屏10相连，电源11为上述所有模块供电。
如附图1所示，所述电力光缆表面缺陷识别装置的dsPIC模块1，第一，接收亮度传感器2输入的环境亮度信号，计算需要的补光强度，将信号输入至调压模块3控制其输出电压，进而控制LED4光照强度；第二，接收面阵型CCD8采集的图像，通过大津阈值分割法识别光缆缺陷；第三，通过通信模块5和触摸屏10实现人机交互。
如附图1所示，所述电力光缆表面缺陷识别装置的面阵型CCD8，能够采集物体表面反射的光线，将光强信息转变成数字信息完成图像采集，并将数字图像输入至dsPIC模块1，进行光缆表面缺陷识别。
如附图2所示，所述电力光缆表面缺陷识别装置的亮度传感器2，通过调节光敏电阻R1和电阻R2的参数，可以检测所处环境的亮度，并将亮度信息转变为数字信号输入至dsPIC模块1，这样可以使所述电力光缆表面缺陷识别装置根据环境亮度进行光照补充。
如附图3所示，所述电力光缆表面缺陷识别装置的调压模块3，由LM3421MHX芯片搭建而成，可以受dsPIC模块1控制而调节输出电压大小，进而调节LED4的亮度，使LED4的亮度随环境亮度变化而变化。这样可以提高面阵型CCD8所采集数字图像的质量，最大程度拍摄到被试光缆表面细节特征。
如附图4所示，所述电力光缆表面缺陷识别装置的状态指示灯6，使用双色LED构成，可以指示三种状态，熄灭表示未工作状态，绿色常亮表示被试光缆表面无缺陷，红色闪烁表示被试光缆表面存在缺陷。这样测试人员可以仅通过指示灯的颜色及闪烁情况，判别被试光缆线路表面是否缺陷，提高光缆表面缺陷检测的效率，增强可操作性。
如附图5所示，所述电力光缆表面缺陷识别装置的蜂鸣器7，在检测到被试光缆表面存在缺陷、状态指示灯6红色闪烁时，蜂鸣器7发出声音，提示测试者光缆表面存在缺陷。通过声光协同指示，可以提高检测效率。
如附图6所示，所述电力光缆表面缺陷识别装置的存储器9，Nor Flash K9FXX08用于代码存储，Nand Flash AM29LV800BB用于大量数据存储，使用两片K4S561632C-TC75 接成64M存储器。
如附图7所示，所述电力光缆表面缺陷识别装置的通信模块5，采用ADM2587E的RS-485通讯电路。ADM2587E是一款采用isoPower隔离技术的RS-485/422收发器，具有2.5kV的隔离定值，采用标准SOW-20 SMT封装，小尺寸特点大大减少电路PCB板空间，其配置的半双工或全双工的通信速率分别为16 Mbps/500kbps。
如附图1所示，所述电力光缆表面缺陷识别装置的电源11，为所有模块供电，可以提供+5V、+3.3V电压。
一种电力光缆表面缺陷识别方法，采用上述电力光缆表面缺陷识别装置，用于杆塔上、隧道中的电力通信光缆检测；其操作步骤为：将被测光缆置于面阵型CCD8前侧，亮度传感器2检测所处环境的亮度，并将亮度信息转变为数字信号输入至dsPIC模块1，dsPIC模块1通过调压模块3调节LED4两端电压，使LED4达到合适的亮度；面阵型CCD8采集被测光缆的数字图像，传输至dsPIC模块1，并通过大津阈值分割法识别光缆缺陷；若被测光缆存在缺陷，状态指示灯6为红色闪烁，同时蜂鸣器7发出提示声音；若被测光缆无缺陷，状态指示灯6为绿色，此时蜂鸣器7不发出提示声音。
本发明具有以下技术效果：（1）面阵型CCD和光源相配合，通过大津阈值分割，提高缺陷辨识准确度。（2）可根据所处环境的亮度，自动调节补充光照强度，识别准确度高。（3）设置触摸屏、状态指示灯和蜂鸣器，操作方便，提高了工作效率。

Claims (10)

1.一种电力光缆表面缺陷识别装置，其特征在于：由dsPIC模块（1）、亮度传感器（2）、调压模块（3）、LED（4）、通信模块（5）、状态指示灯（6）、蜂鸣器（7）、面阵型CCD（8）、存储器（9）、触摸屏（10）和电源（11）组成；dsPIC模块（1）与亮度传感器（2）、调压模块（3）、通信模块（5）、状态指示灯（6）、蜂鸣器（7）、面阵型CCD（8）和存储器（9）分别相连，调压模块（3）与LED（4）相连，通信模块（5）与触摸屏（10）相连，电源（11）为上述所有模块供电。
2.根据权利要求1所述的一种电力光缆表面缺陷识别装置，其特征在于：所述dsPIC模块（1）接收亮度传感器（2）输入的环境亮度信号，计算需要的补光强度，将信号输入至调压模块（3）控制其输出电压，进而控制LED（4）光照强度；接收面阵型CCD（8）采集的图像，通过大津阈值分割法识别光缆缺陷；通过通信模块（5）和触摸屏（10）实现人机交互。
3.根据权利要求1或2所述的一种电力光缆表面缺陷识别装置，其特征在于：所述面阵型CCD（8）采集物体表面反射的光线，将光强信息转变成数字信息完成图像采集，并将数字图像输入至dsPIC模块（1），进行光缆表面缺陷识别。
4.根据权利要求1或2所述的一种电力光缆表面缺陷识别装置，其特征在于：通过调节亮度传感器（2）中光敏电阻R1和电阻R2的参数，检测所处环境的亮度，并将亮度信息转变为数字信号输入至dsPIC模块（1）。
5.根据权利要求1或2所述的一种电力光缆表面缺陷识别装置，其特征在于：所述调压模块（3）由LM3421MHX芯片搭建而成，受dsPIC模块（1）控制而调节输出电压大小，进而调节LED（4）的亮度，使LED（4）的亮度随环境亮度变化而变化。
6.根据权利要求1或2所述的一种电力光缆表面缺陷识别装置，其特征在于：状态指示灯（6）使用双色LED构成，指示三种状态，熄灭表示未工作状态，绿色常亮表示被试光缆表面无缺陷，红色闪烁表示被试光缆表面存在缺陷。
7.根据权利要求1或2所述的一种电力光缆表面缺陷识别装置，其特征在于：在检测到被试光缆表面存在缺陷、状态指示灯（6）红色闪烁时，蜂鸣器（7）同时发出声音。
8.根据权利要求1或2所述的一种电力光缆表面缺陷识别装置，其特征在于：所述存储器Nor Flash K9FXX08用于代码存储，Nand Flash AM29LV800BB用于大量数据存储，使用两片K4S561632C-TC75 接成64M存储器。
9.一种电力光缆表面缺陷识别方法，其特征在于：调整光源达到合适的亮度，面阵型CCD采集光缆表面图像，输入至dsPIC模块，通过大津阈值分割，识别光缆表面缺陷，并通过触摸屏、状态指示灯和蜂鸣器反映被测光缆状态。
10.根据权利要求9的一种电力光缆表面缺陷识别方法，其特征在于：采用权利要求1-8任意一项所限定的装置，其操作步骤为：将被测光缆置于面阵型CCD（8）前侧，亮度传感器（2）检测所处环境的亮度，并将亮度信息转变为数字信号输入至dsPIC模块（1），dsPIC模块（1）通过调压模块（3）调节LED（4）两端电压，使LED（4）达到合适的亮度；面阵型CCD（8）采集被测光缆的数字图像，传输至dsPIC模块（1），并通过大津阈值分割法识别光缆缺陷；若被测光缆存在缺陷，状态指示灯（6）为红色闪烁，同时蜂鸣器（7）发出提示声音；若被测光缆无缺陷，状态指示灯（6）为绿色，此时蜂鸣器（7）不发出提示声音。
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