CN116475158B - 变压器油样品容器润洗控制方法、润洗装置和存储介质 - Google Patents

变压器油样品容器润洗控制方法、润洗装置和存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供了变压器油样品容器润洗控制方法、润洗装置和存储介质。控制方法包括：将待测油样和样品容器放入润洗装置；润洗装置将一部分待测油样置于样品容器内，润洗装置使用超声清洗技术对样品容器进行清洗；使用高清摄像机对样品容器内进行图像识别，获取图像信息；根据图像信息确定样品容器内的污点信息，判断是否需要进行润洗；当判断为是时，根据污点信息，润洗装置通过高自由度机械指对样品容器进行润洗，润洗结束后再次执行S400，直至判断为否；当判断为否时，润洗装置将样品容器内的废液倒出，并将剩余的待测油样倒入样品容器。本发明解决的问题是：相关技术中的技术方案无法保证样品容器润洗完全和润洗的一致性。

Description

变压器油样品容器润洗控制方法、润洗装置和存储介质
技术领域
本发明涉及图像数据处理技术领域，具体而言，涉及变压器油样品容器润洗控制方法、润洗装置和存储介质。
背景技术
电力变压器作为电力运行系统中供电核心设备和电力传输的重要枢纽，电力变压器设备稳定、持续、安全的运行对整个电力系统的安全起着非常重要的作用。为保障变压器的稳定运行，排除设备隐患等问题，需定期取变压器油样进行油化试验，了解变压器油的品质和性能。在变压器油上样至绝缘耐压测试仪前，为保证测试结果的准确性，剔除样品容器中的杂质，需要用油样品对检测仪器中的样品容器进行润洗。目前采用传统的运动机构结构复杂且动作可控性不强，容易出现润洗不完全、油液溢出、非作业区沾染油污等问题，且油样检测的准确性、润洗精度要求较高，重复性较强。
由此可见，相关技术中存在的问题是：相关技术中的技术方案无法保证样品容器润洗完全和润洗的一致性。
发明内容
本发明解决的问题是：相关技术中的技术方案无法保证样品容器润洗完全和润洗的一致性。
为解决上述问题，本发明的第一目的在于提供一种基于超声清洗和图像识别的变压器油样品容器润洗控制方法。
本发明的第二目的在于提供一种基于超声清洗和图像识别的变压器油样品容器润洗装置。
本发明的第三目的在于提供一种可读存储介质。
为实现本发明的第一目的，本发明的实施例提供了一种基于超声清洗和图像识别的变压器油样品容器润洗控制方法，控制方法包括：
S100：将待测油样和样品容器放入润洗装置；
S200：润洗装置将一部分待测油样置于样品容器内，润洗装置使用超声清洗技术对样品容器进行清洗；
S300：使用高清摄像机对样品容器内进行图像识别，获取图像信息；
S400：根据图像信息确定样品容器内的污点信息，判断是否需要进行润洗；
S500：当判断为是时，根据污点信息，润洗装置通过高自由度机械指对样品容器进行润洗，润洗结束后再次执行S400，直至判断为否；
S600：当判断为否时，润洗装置将样品容器内的废液倒出，并将剩余的待测油样倒入样品容器。
与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：本发明的控制方法使用超声清洗技术，有效地保证了样品容器的洁净，排除了样品容器残留杂质对样品检测结果的影响；通过图像识别技术，确保样品容器清洁完成；结合专用容器对应的专用算法，控制机械指使用待测油样对样品容器进行润洗，保证润洗完全和润洗的一致性，避免漏油溢出等问题。
在本发明的一个实施例中，S400包括：
S410：将图像信息划分为M×N的多个局部方块，计算每个局部方块的灰度分割阈值；
S420：获取每个局部方块的原灰度值；
S430：根据每个局部方块的灰度分割阈值和原灰度值，确定局部方块是否为污点方块；
S440：当局部方块为污点方块时，对污点方块进行污点定位，判断需要进行润洗；
S450：当局部方块不是污点方块时，判断不需要进行润洗。
与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：本实施例的方案将图像信息划分为多个局部方块，通过对局部方块的检测，确定局部方块是否为污点方块，再进行后续是否需要润洗的判断；本实施例的方案有效地提高了本发明的控制方法的精确度，对污点区域的识别更加具体准确。
在本发明的一个实施例中，S410，包括：
S411：将坐标为（i，j）的局部方块划分为m×n的多个邻域块，确定坐标为（i，j）的局部方块的灰度分割阈值：
其中，I（a，b）为多个邻域块中坐标为（a，b）的邻域块的灰度阈值。
与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：基于光照场灰度不均数据动态调整各处灰度分割阈值，避免了光照不均所引发单一阈值的错误，本实施例的方案有效地增加了对局部方块的灰度分割阈值的计算的准确性。
在本发明的一个实施例中，S430，包括：
S431：坐标为（i，j）的局部方块的灰度分割阈值为T（i，j）；
S432：坐标为（i，j）的局部方块的原灰度值为I（i，j）；
其中，为坐标为（i，j）的局部方块的灰度值；I为常数；当/>时，说明局部方块为污点方块，此时将局部方块的灰度值赋值为I。
与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：通过本实施例的方案能够有效地识别出坐标为（i，j）的局部方块是否为污点方块，提升了本发明的控制方法的可靠性。
在本发明的一个实施例中，S440，包括：
S441：当坐标为（i，j）的局部方块为污点方块时，确定待测区域：
S442：判断待测区域内各个局部方块是否为污点方块；
S443：当判断为是时，将坐标为（i，j）的局部方块与待测区域内的污点方块合并为污点区域，并重复执行S441 至S443，直至判断为否；
S444：当判断为否时，确定污点区域为需要进行润洗的区域；
其中，f（i，j）为对坐标（i，j）的局部方块的判断函数，用于判断局部方块是否为污点方块；F8（i，j）为坐标（i，j）的局部方块相邻8块局部方块的集合。
与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：当污点区域包括多个局部方块时，本实施例的方案能够准确地确定污点区域的边界，定位到污点区域包括的所有局部方块，进而通过机械指对污点区域进行清洁；本实施的方案有效地提高了本发明的方法的准确性和可靠性。
在本发明的一个实施例中，S500，包括：
当判断为是时，根据污点信息，润洗装置通过高自由度机械指对样品容器进行润洗，润洗结束后再次执行S400，直至判断为否；
若润洗次数达到设定次数后，执行S600。
与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：当对样品容器进行润洗的次数达到指定次数后，仍然判断需要进行润洗，则说明此时样品容器内污点通过机械指无法有效地进行清除，因此停止润洗程序，避免浪费能源和时间。
在本发明的一个实施例中，在S600之后，还包括：
润洗装置进行自洁。
与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：润洗装置在使用之后启动自洁程序，能够在下次使用时保障润洗装置内部容器的清洁度，避免在润洗过程中带来的杂质影响。
为实现本发明的第二目的，本发明的实施例提供了一种基于超声清洗和图像识别的变压器油样品容器润洗装置，润洗装置用于实施如本发明任一实施例的控制方法，润洗装置包括：
操作界面，操作界面用于设置润洗程序，设定样品容器的类型和清洗次数上限；
进液口，进液口用于倒入待测油样和放置样品容器；
超声清洗缸体，超声清洗缸体用于清洁样品容器，保障样品容器的清洁度，剔除杂质；
高清摄像头，高清摄像头用于拍摄清洗后的样品容器，为图像识别提供图像，确保样品容器内无污点杂质；
高自由度机械指，高自由度机械指用于确保润洗完全；
出液口，出液口用于将盛装待测油样的样品容器送出；
废液仓，废液仓用于收集用于清洗和润洗的废液。
本发明实施例的润洗装置实现如本发明任一实施例的控制方法的步骤，因而具有如本发明任一实施例的控制方法的全部有益效果，在此不再赘述。
为实现本发明的第三目的，本发明的实施例提供了一种可读存储介质，可读存储介质上存储程序或指令，程序或指令被处理器执行时实现如本发明任一实施例的控制方法的步骤。
本发明实施例的可读存储介质实现如本发明任一实施例的控制方法的步骤，因而具有如本发明任一实施例的控制方法的全部有益效果，在此不再赘述。
附图说明
图1为本发明一些实施例的基于超声清洗和图像识别的变压器油样品容器润洗控制方法的步骤流程图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
参见图1，本实施例提供一种基于超声清洗和图像识别的变压器油样品容器润洗控制方法，控制方法包括：
S100：将待测油样和样品容器放入润洗装置；
S200：润洗装置将一部分待测油样置于样品容器内，润洗装置使用超声清洗技术对样品容器进行清洗；
S300：使用高清摄像机对样品容器内进行图像识别，获取图像信息；
S400：根据图像信息确定样品容器内的污点信息，判断是否需要进行润洗；
S500：当判断为是时，根据污点信息，润洗装置通过高自由度机械指对样品容器进行润洗，润洗结束后再次执行S400，直至判断为否；
S600：当判断为否时，润洗装置将样品容器内的废液倒出，并将剩余的待测油样倒入样品容器。
在本实施例中，优选地，润洗装置包括：操作界面，操作界面用于设置润洗程序，设定样品容器的类型和清洗次数上限；进液口，进液口用于倒入待测油样和放置样品容器；超声清洗缸体，超声清洗缸体用于清洁样品容器，保障样品容器的清洁度，剔除杂质；高清摄像头，高清摄像头用于拍摄清洗后的样品容器，为图像识别提供图像，确保样品容器内无污点杂质；高自由度机械指，高自由度机械指用于确保润洗完全；出液口，出液口用于将盛装待测油样的样品容器送出；废液仓，废液仓用于收集用于清洗和润洗的废液。
进一步地，在S100中，在操作界面设置好操作程序后，将待测油样和样品容器置入润洗装置；需要说明的是，一部分待测油样用于清洗样品容器，剩下的待测油样用于倒入清洗完毕的样品容器。
进一步地，在S200中，润洗装置将一部分待测油样置于样品容器内，润洗装置使用超声清洗技术对样品容器进行清洗；在样品容器投入润洗装置后，利用超声清洗手段对样品容器进行清洗，并烘干。
需要说明的是，超声波清洗是指利用超声波在液体中的空化作用、加速度作用及直进流作用对液和污物直接、间接的作用，使污物层被分散、乳化、剥离而达到清洗目的。不同频率下超声波清洗的效果不同，超声波超声波按频率高低分为三种：频率在20kHz-50kHz的超声波称为低频超声波，50kHz-200kHz的超声波称为高频超声波，700kHz-1MkHz的超声波被称为兆频超声波。
本发明采用的低频超声波主要认为是空化作用在其中起主要作用。空化作用是指超声波在液体中传播时会形成高频往复的正负压强交变周期，在正压区，介质分子在超声波的挤压作用下，介质密度会变大；在负压区时，由于介质分子稀疏离散，介质的密度减小，液体介质就会发生断裂，形成大量空化泡，这些充有蒸汽的小空泡在超声波的作用下迅速胀大和闭合，气泡闭合时产生强烈的冲击力，造成局部压力和温度的迅速上升。
低频超声波主要是利用空化效应产生空化气泡，气泡闭合会释放巨大的压力并伴随着热量的产生，当液体有大量的空化气泡闭合时，就会在污物表面产生声压梯度和声流。这个声压梯度和声流会反复冲洗被清洗表面和污物的结合处，从而破坏污物对物体表面的吸附力并且破坏污物本身，使其进入清洗液之中，从而达到清洗的目的。而当超声波的频率增加到几百千赫的高频时，波长短了，λ=0.7~1.5mm，声场中质点的稠密区与稀疏区界线模糊，液态声场中空化现象几乎消失，超声能量表现为媒质质点加速度能量。高频超声波清洗不会因“空化效应”产生强大的清洗力，因此其优点是对类似集成芯片这样体积小、容易受损的物件既能清洗的很好也能很好的保护器件，因此针对样品容器选择低频超声波。
进一步地，在S300中，使用高清摄像机对样品容器内进行图像识别，获取图像信息；图像识别技术是以图像的主要特征为基础的，在图像识别过程中，知觉机制必须排除输入的多余信息，抽出关键的信息，即S400的步骤。
进一步地，在S400中，根据图像信息确定样品容器内的污点信息，判断是否需要进行润洗。
进一步地，在S500中，当判断为是时，根据污点信息，润洗装置通过高自由度机械指对样品容器进行润洗，润洗结束后再次执行S400，直至润洗干净后，判断是否需要进行润洗时判断为否。
进一步地，在S600中，当判断为否时，润洗装置将样品容器内的废液倒出，并将剩余的待测油样倒入样品容器，完成清洁润洗过程。
可以理解地，本发明的控制方法使用超声清洗技术，有效地保证了样品容器的洁净，排除了样品容器残留杂质对样品检测结果的影响；通过图像识别技术，确保样品容器清洁完成；结合专用容器对应的专用算法，控制机械指使用待测油样对样品容器进行润洗，保证润洗完全和润洗的一致性，避免漏油溢出等问题。
进一步地，在一个具体的实施例中，S400包括：
S410：将图像信息划分为M×N的多个局部方块，计算每个局部方块的灰度分割阈值；
S420：获取每个局部方块的原灰度值；
S430：根据每个局部方块的灰度分割阈值和原灰度值，确定局部方块是否为污点方块；
S440：当局部方块为污点方块时，对污点方块进行污点定位，判断需要进行润洗；
S450：当局部方块不是污点方块时，判断不需要进行润洗。
在本实施例中，每个局部方块的原灰度值为预先设定好的定值。
可以理解地，本实施例的方案将图像信息划分为多个局部方块，通过对局部方块的检测，确定局部方块是否为污点方块，再进行后续是否需要润洗的判断；本实施例的方案有效地提高了本发明的控制方法的精确度，对污点区域的识别更加具体准确。
进一步地，在一个具体的实施例中，S410，包括：
S411：将坐标为（i，j）的局部方块划分为m×n的多个邻域块，确定坐标为（i，j）的局部方块的灰度分割阈值：
其中，I（a，b）为多个邻域块中坐标为（a，b）的邻域块的灰度阈值。
在本实施例中，进一步地将坐标为（i，j）的局部方块划分为m×n的多个邻域块，通过对m×n的多个邻域块的灰度分割阈值进行求和再做平均，最后得到的灰度分割阈值T（i，j）作为该局部方块的灰度分割阈值。
需要说明的是，I（a，b）为预设值。
可以理解地，基于光照场灰度不均数据动态调整各处灰度分割阈值，避免了光照不均所引发单一阈值的错误，本实施例的方案有效地增加了对局部方块的灰度分割阈值的计算的准确性。
进一步地，在一个具体的实施例中，S430，包括：
S431：坐标为（i，j）的局部方块的灰度分割阈值为T（i，j）；
S432：坐标为（i，j）的局部方块的原灰度值为I（i，j）；
其中，为坐标为（i，j）的局部方块的灰度值；I为常数；当/>时，说明局部方块为污点方块，此时将局部方块的灰度值赋值为I。
在本实施例中，坐标为（i，j）的局部方块的原灰度值为I（i，j）为预设值；当原图像的原灰度值I（i，j）小于灰度分割阈值T（i，j）时，认为该区域为脏污点，此时对坐标为（i，j）的局部方块的灰度值赋值为I；当原图像的原灰度值I（i，j）大于或等于灰度分割阈值T（i，j）时，认为该区域没有污点，此时坐标为（i，j）的局部方块的灰度值保持不变，即= I（i，j）。
需要说明的是，污点方块即为带有脏污点的局部方块。
可以理解地，通过本实施例的方案能够有效地识别出坐标为（i，j）的局部方块是否为污点方块，提升了本发明的控制方法的可靠性。
进一步地，在一个具体的实施例中，S440，包括：
S441：当坐标为（i，j）的局部方块为污点方块时，确定待测区域：
S442：判断待测区域内各个局部方块是否为污点方块；
S443：当判断为是时，将坐标为（i，j）的局部方块与待测区域内的污点方块合并为污点区域，并重复执行S441 至S443，直至判断为否；
S444：当判断为否时，确定污点区域为需要进行润洗的区域；
其中，f（i，j）为对坐标（i，j）的局部方块的判断函数，用于判断局部方块是否为污点方块；F8（i，j）为坐标（i，j）的局部方块相邻8块局部方块的集合。
在本实施例中，采用区域增长算法，将具有相似性质的像素集中起来构成区域。根据图像选择I作为种子，通过像素集合的区域增长算法，增长的规则是在当前的像素邻域中不存在种子，在这种情形下，种子的数量不增长。在当前的像素邻域中有污点种子I存在时，该像素才被加入脏污种子集合，并且记录起始位和结束位用来判断污点的大小，即污点区域的大小。
对污点区域进行聚焦式超声清洗，进行振动声源定位，利用阶梯缩进算法，根据振动声源坐标和污点坐标判断振动声源的移动方向，每次移动进行一次接近算法，最终达到污点位置。需要说明的是，振动声源坐标为初始坐标，污点坐标为污点区域的坐标集合。
利用可在横向和纵向精确移动的机械臂，用待测油样对清洗后的样品容器进行多次润洗；机械指带有旋转刷，旋转刷在待测油样中充分浸润；构建机械指的数学模型，使旋转刷在机械指的带动下在样品容器表面进行润洗，在专用算法和确定的曲面方程下，保证润洗可以完全；根据程序设定数进行多次润洗。
可以理解地，当污点区域包括多个局部方块时，本实施例的方案能够准确地确定污点区域的边界，定位到污点区域包括的所有局部方块，进而通过机械指对污点区域进行清洁；本实施的方案有效地提高了本发明的方法的准确性和可靠性。
进一步地，在一个具体的实施例中，S500，包括：
当判断为是时，根据污点信息，润洗装置通过高自由度机械指对样品容器进行润洗，润洗结束后再次执行S400，直至判断为否；
若润洗次数达到设定次数后，执行S600。
优选地，设定次数为3次。
可以理解地，当对样品容器进行润洗的次数达到指定次数后，仍然判断需要进行润洗，则说明此时样品容器内污点通过机械指无法有效地进行清除，因此停止润洗程序，避免浪费能源和时间。
进一步地，在一个具体的实施例中，在S600之后，还包括：
润洗装置进行自洁。
可以理解地，润洗装置在使用之后启动自洁程序，能够在下次使用时保障润洗装置内部容器的清洁度，避免在润洗过程中带来的杂质影响。
进一步地，本实施例提供了一种基于超声清洗和图像识别的变压器油样品容器润洗装置，润洗装置用于实施如本发明任一实施例的控制方法，润洗装置包括：
操作界面，操作界面用于设置润洗程序，设定样品容器的类型和清洗次数上限；
进液口，进液口用于倒入待测油样和放置样品容器；
超声清洗缸体，超声清洗缸体用于清洁样品容器，保障样品容器的清洁度，剔除杂质；
高清摄像头，高清摄像头用于拍摄清洗后的样品容器，为图像识别提供图像，确保样品容器内无污点杂质；
高自由度机械指，高自由度机械指用于确保润洗完全；
出液口，出液口用于将盛装待测油样的样品容器送出；
废液仓，废液仓用于收集用于清洗和润洗的废液。
本发明实施例的润洗装置实现如本发明任一实施例的控制方法的步骤，因而具有如本发明任一实施例的控制方法的全部有益效果，在此不再赘述。
进一步地，为实现本发明的第三目的，本发明的实施例提供了一种可读存储介质，可读存储介质上存储程序或指令，程序或指令被处理器执行时实现如本发明任一实施例的控制方法的步骤。
本发明实施例的可读存储介质实现如本发明任一实施例的控制方法的步骤，因而具有如本发明任一实施例的控制方法的全部有益效果，在此不再赘述。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (5)

1.一种基于超声清洗和图像识别的变压器油样品容器润洗控制方法，其特征在于，控制方法包括：
S100：将待测油样和样品容器放入润洗装置；
S200：所述润洗装置将一部分所述待测油样置于所述样品容器内，所述润洗装置使用超声清洗技术对所述样品容器进行清洗；
S300：使用高清摄像机对所述样品容器内进行图像识别，获取图像信息；
S400：根据所述图像信息确定所述样品容器内的污点信息，判断是否需要进行润洗；所述S400还包括：
S410：将所述图像信息划分为M×N的多个局部方块，计算每个所述局部方块的灰度分割阈值；所述S410还包括：
S411：将坐标为（i，j）的所述局部方块划分为m×n的多个邻域块，确定坐标为（i，j）的所述局部方块的所述灰度分割阈值：
其中，I（a，b）为多个所述邻域块中坐标为（a，b）的所述邻域块的灰度阈值；
S420：获取每个所述局部方块的原灰度值；
S430：根据每个所述局部方块的所述灰度分割阈值和所述原灰度值，确定所述局部方块是否为污点方块；所述S430还包括：
S431：坐标为（i，j）的所述局部方块的所述灰度分割阈值为T（i，j）；
S432：坐标为（i，j）的所述局部方块的所述原灰度值为I（i，j）；
其中，为坐标为（i，j）的所述局部方块的灰度值；I为常数；当/>时，说明所述局部方块为所述污点方块，此时将所述局部方块的灰度值赋值为I；
S440：当所述局部方块为所述污点方块时，对所述污点方块进行污点定位，判断需要进行润洗；所述S440还包括：
S441：当坐标为（i，j）的所述局部方块为所述污点方块时，确定待测区域：
S442：判断所述待测区域内各个所述局部方块是否为所述污点方块；
S443：当判断为是时，将坐标为（i，j）的所述局部方块与所述待测区域内的所述污点方块合并为污点区域，并重复执行S441 至S443，直至判断为否；
S444：当判断为否时，确定所述污点区域为需要进行润洗的区域；
其中，f（i，j）为对坐标（i，j）的所述局部方块的判断函数，用于判断所述局部方块是否为所述污点方块；F8（i，j）为坐标（i，j）的所述局部方块相邻8块所述局部方块的集合；
S450：当所述局部方块不是所述污点方块时，判断不需要进行润洗；
S500：当判断为是时，根据所述污点信息，所述润洗装置通过高自由度机械指对所述样品容器进行润洗，润洗结束后再次执行S400，直至判断为否；
S600：当判断为否时，所述润洗装置将所述样品容器内的废液倒出，并将剩余的所述待测油样倒入所述样品容器。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述S500，包括：
当判断为是时，根据所述污点信息，所述润洗装置通过高自由度机械指对所述样品容器进行润洗，润洗结束后再次执行S400，直至判断为否；
若润洗次数达到设定次数后，执行S600。
3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，在所述S600之后，还包括：
所述润洗装置进行自洁。
4.一种基于超声清洗和图像识别的变压器油样品容器润洗装置，其特征在于，所述润洗装置用于实施如权利要求1至3中任一项所述的控制方法，所述润洗装置包括：
操作界面，所述操作界面用于设置润洗程序，设定所述样品容器的类型和清洗次数上限；
进液口，所述进液口用于倒入所述待测油样和放置所述样品容器；
超声清洗缸体，所述超声清洗缸体用于清洁所述样品容器，保障所述样品容器的清洁度，剔除杂质；
高清摄像头，所述高清摄像头用于拍摄清洗后的所述样品容器，为图像识别提供图像，确保所述样品容器内无污点杂质；
高自由度机械指，所述高自由度机械指用于确保润洗完全；
出液口，所述出液口用于将盛装所述待测油样的所述样品容器送出；
废液仓，所述废液仓用于收集用于清洗和润洗的废液。
5.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如权利要求1至3中任一项所述的控制方法的步骤。
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