CN113945507A - 用于测量高压开关触头腐蚀的光学检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于测量高压开关触头腐蚀的光学检测装置及检测方法，用于测量高压开关触头腐蚀的光学检测装置中，直线导轨装置水平放置于所述暗室内，滑动台设置于直线导轨装置上以沿所述直线导轨装置直线滑动，旋转支撑架包括支承于所述滑动台的第一端和相反于所述第一端的第二端，所述第二端相对于所述滑动台可旋转，水平台支承于所述第二端以随着所述第二端可旋转，固定装置设于所述水平台上以固定高压开关触头样品，竖直调节支撑架可调节高度地支承于所述直线导轨装置，拍摄单元高度可调节地设于所述竖直调节支撑架以平齐于所述样品拍摄图像数据，至少一个光源布置于所述拍摄单元四周。

Description

用于测量高压开关触头腐蚀的光学检测装置及检测方法

技术领域

本发明涉及高压开关触头检测技术领域，尤其涉及一种用于测量高压开关触头腐蚀的光学检测装置及检测方法。

背景技术

接地开关、隔离开关是输电系统的重要组成部分，接地开关用于在安装维护期间把GIS的各个对地绝缘部分接地以便保护人身安全。隔离开关可以隔离电路，同接地一起实现对高压输电线路和电气设备的控制、保护和检修。但在长期多次开合闸的过程中，电弧的产生高压开关的触头会发生一定程度的烧蚀，进而可能会造成接触电阻过大，或者开闸熄弧能力下降等诸多问题。触头接触电阻的增大，会使输电系统发生三相电流不平衡，进而影响电力系统的稳定运行。因此，触头烧蚀的准确判断可以为规避此类故障提供指导和辅助。

但目前针对开关触头的烧蚀程度仅由人为判断，缺乏准确的检测手段和判断方式，往往在开关触头已经严重烧蚀时才意识到触头的烧蚀。因此触头腐蚀程度的检测和判断可以评估触头的有效性及其寿命，避免由触头引起的电力系统故障发生。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于测量高压开关触头腐蚀的光学检测装置及检测方法，可以在实现高压开关触头的腐蚀检测，准确的判断腐蚀程度。且通过在不同方向上进行图像检测，可以更全面的体现触头的腐蚀变化。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明的一种用于测量高压开关触头腐蚀的光学检测装置包括，

暗室，

直线导轨装置，其水平放置于所述暗室内，

滑动台，其设置于直线导轨装置上以沿所述直线导轨装置直线滑动，

旋转支撑架，其包括支承于所述滑动台的第一端和相反于所述第一端的第二端，所述第二端相对于所述滑动台可旋转，

水平台，其支承于所述第二端以随着所述第二端可旋转，

固定装置，其设于所述水平台上以固定高压开关触头样品，

竖直调节支撑架，其可调节高度地支承于所述直线导轨装置，

拍摄单元，其高度可调节地设于所述竖直调节支撑架以平齐于所述样品拍摄图像数据，

至少一个光源，其布置于所述拍摄单元四周。

所述的一种用于测量高压开关触头腐蚀的光学检测装置中，还包括连接拍摄单元的处理模块，所述处理模块包括基于所述图像数据提取灰度共生矩阵的灰度处理单元和基于所述灰度共生矩阵判断高压开关触头样品腐蚀的判断单元。

所述的一种用于测量高压开关触头腐蚀的光学检测装置中，所述判断单元包括基于所述灰度共生矩阵提取特征值的提取单元和基于特征值识别高压开关触头样品腐蚀的对比单元。

所述的一种用于测量高压开关触头腐蚀的光学检测装置中，所述竖直调节支撑架经由第二滑动台可滑动地设于所述直线导轨装置。

所述的一种用于测量高压开关触头腐蚀的光学检测装置中，所述旋转支撑架高度为50cm，第一端与滑动台连接且保持相对静止，第二端固定水平台且使水平台360度旋转。

所述的一种用于测量高压开关触头腐蚀的光学检测装置中，所述竖直调节支撑架为光学升降支架，高度调节的范围为40cm到80cm。

所述的一种用于测量高压开关触头腐蚀的光学检测装置中，所述直线导轨装置为滚珠直线导轨，长度为100cm，宽度为10cm。

所述的一种用于测量高压开关触头腐蚀的光学检测装置中，所述固定装置包括螺栓，其夹持范围为20cm。

所述的一种用于测量高压开关触头腐蚀的光学检测装置中，所述光源为LED灯。

根据所述的一种用于测量高压开关触头腐蚀的光学检测装置的检测方法包括以下步骤，

步骤S1，调节竖直调节支撑架的高度使得高压开关触头样品和拍摄单元出于同一水平高度；

步骤S2，调节滑动台和竖直调节支撑架径向方向的距离以设置拍摄单元的光学参数；

步骤S3.多个角度转动试试旋转支撑架，拍摄单元基于多个角度拍摄高压开关触头样品的图像数据；

步骤S4，灰度处理图像数据，提取灰度共生矩阵；

步骤S5，计算所述灰度共生矩阵的特征值；

步骤S6.将高压开关触头样品的特征值对比无腐蚀触头的灰度共生矩阵特征值以判断高压开关触头样品的腐蚀。

在上述技术方案中，本发明提供的一种用于测量高压开关触头腐蚀的光学检测装置及检测方法，具有以下有益效果：本发明所述的一种用于测量高压开关触头腐蚀的光学检测装置可以在实现高压开关触头的腐蚀检测，准确的判断腐蚀程度。且通过在不同方向上进行图像检测，可以更全面的体现触头的腐蚀变化，确保可以测量到触头上各个部位，具有精确度高、操作简便等特点。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是用于测量高压开关触头腐蚀的光学检测装置一个实施例的结构示意图；

图2是用于测量高压开关触头腐蚀的光学检测装置一个实施例的俯视示意图。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图1至图2，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。

在一个实施例中，如图1至图2所示，用于测量高压开关触头腐蚀的光学检测装置包括，

暗室10，

直线导轨装置1，其水平放置于所述暗室10内，

滑动台2，其设置于直线导轨装置1上以沿所述直线导轨装置1直线滑动，

旋转支撑架3，其包括支承于所述滑动台2的第一端和相反于所述第一端的第二端，所述第二端相对于所述滑动台2可旋转，

水平台4，其支承于所述第二端以随着所述第二端可旋转，

固定装置5，其设于所述水平台4上以固定高压开关触头样品6，

竖直调节支撑架9，其可调节高度地支承于所述直线导轨装置1，

拍摄单元7，其高度可调节地设于所述竖直调节支撑架9以平齐于所述样品6拍摄图像数据，

至少一个光源8，其布置于所述拍摄单元7四周。

所述的一种用于测量高压开关触头腐蚀的光学检测装置的优选实施例中，还包括连接拍摄单元7的处理模块，所述处理模块包括基于所述图像数据提取灰度共生矩阵的灰度处理单元和基于所述灰度共生矩阵判断高压开关触头样品6腐蚀的判断单元。

所述的一种用于测量高压开关触头腐蚀的光学检测装置的优选实施例中，所述判断单元包括基于所述灰度共生矩阵提取特征值的提取单元和基于特征值识别高压开关触头样品6腐蚀的对比单元。

所述的一种用于测量高压开关触头腐蚀的光学检测装置的优选实施例中，所述竖直调节支撑架9经由第二滑动台2可滑动地设于所述直线导轨装置1。

所述的一种用于测量高压开关触头腐蚀的光学检测装置的优选实施例中，所述旋转支撑架3高度为50cm，第一端与滑动台2连接且保持相对静止，第二端固定水平台4且使水平台4可以360度旋转。

所述的一种用于测量高压开关触头腐蚀的光学检测装置的优选实施例中，所述竖直调节支撑架9为光学升降支架，高度调节的范围为40cm到80cm。

所述的一种用于测量高压开关触头腐蚀的光学检测装置的优选实施例中，所述直线导轨装置1为滚珠直线导轨，长度为100cm，宽度为10cm。

所述的一种用于测量高压开关触头腐蚀的光学检测装置的优选实施例中，所述固定装置5包括螺栓，其夹持范围为20cm。

所述的一种用于测量高压开关触头腐蚀的光学检测装置的优选实施例中，所述光源8为LED灯。

在一个实施例中，所述光学检测装置包括旋转支撑架3、水平台4、固定装置5，LED灯、直线导轨装置1、滑动台2、高分辨率相机、竖直调节支撑架9、暗室10；

所述旋转支撑架3，用于固定水平台4，另一端与滑动台2连接；

所述水平台4用于放置检测样品6；

所述固定装置5位于水平台4上，用以固定样品6；

所述LED灯布置于高分辨率相机镜头四周，用于补充足够的光源8；

所述直线导轨装置1为整个结构的支撑基，用于控制滑动台2直线移动；

所述滑动台2置于直线导轨装置1上；

所述高分辨率相机位于竖直调节支撑架9上，用于拍摄样品6的表面状态。

所述竖直调节支撑架9用于调整相机的高度和样品6高度一致，以针对不同高度的样品6实现对心拍摄。

所述暗室10用于阻挡外界光源8，防止背景光源8对成像质量的影响。

在一个实施例中，所述旋转支撑架3高度为50cm，一端固定水平台4可以使水平台4实现360度旋转。另一端与滑动台2连接，与其保持相对静止。

在一个实施例中，所述水平台4采用直径25cm铝盘，厚度为2cm。上装有固定装置5。

在一个实施例中，所述固定装置5采用螺栓固定，通过螺栓夹紧，保证样品6的稳定，夹持范围最大到20cm。

在一个实施例中，所述LED灯采用四个100x100mm方形平板灯，位置分别位于相机的上下左右方，亮度可以调节，满足光学需求。

在一个实施例中，所述直线导轨装置1采用-微型滚珠直线导轨，长度为100cm，宽度为10cm，可以调节水平台4与相机的距离保持10cm到80cm。

在一个实施例中，滑动台2与直线导轨配套，可以拆解，便于携带。

在一个实施例中，高分辨率相机采用Basler高分辨率工业相机，相机易于操作和集成，并且兼容Basler的众多配件产品线，方便的实现数据交互。

在一个实施例中，竖直调节支撑架9采用光学升降支架，整体铝合金制成，调节的范围为40cm到80cm。

在一个实施例中，所述暗室10采用直径为5mm的铝合金棒材制成框架，大小为100cm×100cm×100cm，并用遮光布覆盖，保证隔离外部光源8。

根据所述的一种用于测量高压开关触头腐蚀的光学检测装置的检测方法包括以下步骤，

步骤S1，调节竖直调节支撑架9的高度使得高压开关触头样品6和拍摄单元7出于同一水平高度；

步骤S2，调节滑动台2和竖直调节支撑架9径向方向的距离以设置拍摄单元7的光学参数；

步骤S3.多个角度转动试试旋转支撑架3，拍摄单元7基于多个角度拍摄高压开关触头样品6的图像数据；

步骤S4，灰度处理图像数据，提取灰度共生矩阵；

步骤S5，计算所述灰度共生矩阵的特征值；

步骤S6.将高压开关触头样品6的特征值对比无腐蚀触头的灰度共生矩阵特征值以判断高压开关触头样品6的腐蚀。

在一个实施例中，所述方法包括以下步骤：

S1.将高压开关触头和相机置于同一水平高度，分别置于40cm高度，便于样品的放置等人工操作；

S2.通过径向方向的调节，使图像呈现，调节相机的拍摄状态，使样品清晰呈现，并选择0.5倍大小图像，便于观察；

S3.多个角度转动旋转支撑架3，对样品6整体进行观测拍摄，并随着旋转支撑架3的转动而调节相机，提取清晰的图像；

S4.将图像进行灰度处理，提取灰度共生矩阵；

S5.计算灰度共生矩阵的特征值；

S6.对比无腐蚀触头的灰度共生矩阵特征值，判断触头腐蚀程度，本例样品中的灰度共生矩阵的特征值为1.41，数值较小，证明触头表面较均匀，腐蚀不明显。

工业实用性

本发明所述的用于测量高压开关触头腐蚀的光学检测装置及检测方法可以在高压开关触头检测中使用。

最后应该说明的是：所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (10)

1.一种用于测量高压开关触头腐蚀的光学检测装置，其特征在于，其包括，

暗室，

直线导轨装置，其水平放置于所述暗室内，

滑动台，其设置于直线导轨装置上以沿所述直线导轨装置直线滑动，

旋转支撑架，其包括支承于所述滑动台的第一端和相反于所述第一端的第二端，所述第二端相对于所述滑动台可旋转，

水平台，其支承于所述第二端以随着所述第二端可旋转，

固定装置，其设于所述水平台上以固定高压开关触头样品，

竖直调节支撑架，其可调节高度地支承于所述直线导轨装置，

拍摄单元，其高度可调节地设于所述竖直调节支撑架以平齐于所述样品拍摄图像数据，

至少一个光源，其布置于所述拍摄单元四周。

2.根据权利要求1所述的一种用于测量高压开关触头腐蚀的光学检测装置，其特征在于，优选的，还包括连接拍摄单元的处理模块，所述处理模块包括基于所述图像数据提取灰度共生矩阵的灰度处理单元和基于所述灰度共生矩阵判断高压开关触头样品腐蚀的判断单元。

3.根据权利要求2所述的一种用于测量高压开关触头腐蚀的光学检测装置，其特征在于，所述判断单元包括基于所述灰度共生矩阵提取特征值的提取单元和基于特征值识别高压开关触头样品腐蚀的对比单元。

4.根据权利要求1所述的一种用于测量高压开关触头腐蚀的光学检测装置，其特征在于，所述竖直调节支撑架经由第二滑动台可滑动地设于所述直线导轨装置。

5.根据权利要求1所述的一种用于测量高压开关触头腐蚀的光学检测装置，其特征在于，所述旋转支撑架高度为50cm，第一端与滑动台连接且保持相对静止，第二端固定水平台且使水平台360度旋转。

6.根据权利要求1所述的一种用于测量高压开关触头腐蚀的光学检测装置，其特征在于，所述竖直调节支撑架为光学升降支架，高度调节的范围为40cm到80cm。

7.根据权利要求1所述的一种用于测量高压开关触头腐蚀的光学检测装置，其特征在于，所述直线导轨装置为滚珠直线导轨，长度为100cm，宽度为10cm。

8.根据权利要求1所述的一种用于测量高压开关触头腐蚀的光学检测装置，其特征在于，所述固定装置包括螺栓，其夹持范围为20cm。

9.根据权利要求1所述的一种用于测量高压开关触头腐蚀的光学检测装置，其特征在于，所述光源为LED灯。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的一种用于测量高压开关触头腐蚀的光学检测装置的检测方法，其包括以下步骤，

步骤S1，调节竖直调节支撑架的高度使得高压开关触头样品和拍摄单元出于同一水平高度；

步骤S2，调节滑动台和竖直调节支撑架径向方向的距离以设置拍摄单元的光学参数；

步骤S3.多个角度转动试试旋转支撑架，拍摄单元基于多个角度拍摄高压开关触头样品的图像数据；

步骤S4，灰度处理图像数据，提取灰度共生矩阵；

步骤S5，计算所述灰度共生矩阵的特征值；

步骤S6.将高压开关触头样品的特征值对比无腐蚀触头的灰度共生矩阵特征值以判断高压开关触头样品的腐蚀。

Images