JP2010236918A - 静電気放電発生箇所可視化方法及び可視化装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
静電気放電に伴う電磁波を受信するための4本以上のアンテナと、被測定物の様子を動画像で撮影するためのビデオカメラと、ビデオカメラの撮影範囲を調べるための方位・仰角基準版を取り付けた支持体を被測定物の近傍に設置し、被測定物で発生した静電気放電に伴う電磁波が各アンテナへ到達する時間の差から、双曲線法によって、被測定物において静電気放電が発生した位置を算出し、被測定物のビデオ画像上に、静電気放電源の位置を示すマ−キング表示や、静電気放電が発生するまでの残り時間表示や、静電気放電源の位置を数値で示す表示等を重ね表示することで、被測定物において静電気放電が発生する様子をビデオ画像で可視化する手段を提供する。
【選択図】 図1
Description
図1において、静電気放電の発生源を特定したい被測定物aの近くの任意の場所に、受信アンテナ2a、2b、2c、2dとビデオカメラ4と方位・仰角基準板5を取り付けた支持体1を設置する。受信アンテナ2a、2b、2c、2dは、それぞれ同軸ケ−ブル3a、3b、3c、3dを介してデジタルオシロスコ−プ6の入力1〜4にそれぞれ接続する。デジタルオシロスコ−プ6は制御用コンピュ−タ9とデジタルインタ−フェ−スケ−ブル9aで接続されており、制御用コンピュ−タ9によってデジタルオシロスコ−プ6を制御する。
樹脂やガラス等の平板に油性ペンなどで、表示を直接描く方法や、OHPシ−ト等に表示を印刷したものを、樹脂やガラス等の平板に貼り付けるなどの方法等がある。
その際、ビデオカメラ4のカメラ画像中心線e向きも、仰角:0度、方位:θc度に合わせ、ビデオ画像の方位軸線Pが、測定基準点cの存在するXY平面と一致するように取り付ける。
なお、受信アンテナ2a、2b、2c、2dの配置を基準とした3次元空間において、カメラ基準点dを通り、Y軸線と平行な直線上で、Y軸の値が静電気放電源bのY座標と同じ点をgとし、受信アンテナ2a、2b、2c、2dの配置を基準とした3次元空間において、X軸、Y軸の値が静電気放電源bの座標X、Yと同じでZ軸の値が0の点をhとし、線分ghの長さをdb_x、線分dgの長さをdb_y、線分dhの長さをdb_xy、線分bhの長さをdb_zとする。
b 静電気放電源
c 測定基準点
d カメラ基準点
db_x 線分ghの長さ
db_y 線分dgの長さ
db_xy 線分dhの長さ
db_z 線分bhの長さ
e カメラ画像中心線
f 方位・仰角基準板5に表記する、方位と仰角の原点(カメラ画像中心線eと
方位・仰角基準板5との交点)
g 受信アンテナ2a、2b、2c、2dの配置を基準とした3次元空間におい
て、カメラ基準点dを通り、Y軸線と平行な直線上で、Y軸の値が静電気放
電源bのY座標と同じ点
h 受信アンテナ2a、2b、2c、2dの配置を基準とした3次元空間におい
て、X軸、Y軸の値が静電気放電源bのX座標、Y座標と同じでZ軸の値が
0の点
j カメラ基準点dを基点とし、カメラ画像中心線eに対して方位:
θref_h度、仰角:0度の向きに延びる直線と方位・仰角基準板5との
交点
k カメラ基準点dを基点とし、カメラ画像中心線eに対して方位:
θref_h度、仰角:θref_v度の向きに延びる直線と方位・仰角基
準板5との交点
m ビデオカメラで撮影される領域
m_pix ビデオ画像の中央部の画素から方位基準点nまでの画素数
n ビデオカメラ4で撮影された方位・仰角基準板5の画像に映っている、方位
軸線上にある任意の方位基準点
p 方位・仰角基準板5の方位軸線
q 方位・仰角基準板5の仰角軸線
t_ba 受信アンテナ2bと2aにおける電磁波到達基準点の時間差
t_ca 受信アンテナ2cと2aにおける電磁波到達基準点の時間差
t_da 受信アンテナ2dと2aにおける電磁波到達基準点の時間差
x1,y1,z1 3次元空間に存在する静電気放電源bの座標例
A 線分dfの長さ
B 線分fjの長さ
C 線分djの長さ
D 線分jkの長さ
F ビデオ画像の中心部
P ビデオ画像の中心部を横切る方位軸線
P_2a 受信アンテナ2aの受信波形の電磁波到達基準点
P_2b 受信アンテナ2bの受信波形の電磁波到達基準点
P_2c 受信アンテナ2cの受信波形の電磁波到達基準点
P_2d 受信アンテナ2dの受信波形の電磁波到達基準点
θc 受信アンテナ2a、2b、2c、2dの配置を基準とした3次元空間におけ
る+Y軸線と線分cdやカメラ画像中心線eとの角度
θh カメラ画像中心線eと線分dhとの角度
θm ビデオカメラ4で撮影したビデオ画像に映った方位基準点nの角度
θref_h 角fdjの角度
θref_v 角jdkの角度
θv 角bdhの角度
1 支持体
2a、2b、2c、2d 受信アンテナ
3a、3b、3c、3d 同軸ケ−ブル
4 ビデオカメラ
4a ビデオカメラの撮像素子
4b ビデオケ−ブル
5 方位・仰角基準板
6 デジタルオシロスコ−プ
7 画像遅延装置
7a ビデオケ−ブル
8 オ−バ−レイボ−ド
9 制御用コンピュ−タ
9a デジタルインタ−フェ−スケ−ブル
9b ビデオケ−ブル
9c モニタ−出力ケ−ブル
9d モニタ−装置
10 画像記録装置
10a ビデオケ−ブル
11 ビデオモニタ−装置
12 静電気放電源bの位置を示すマ−キング表示
13 放電発生までの残り時間を示す表示
14 静電気放電源の位置を数値で示す表示
Claims (2)
- 静電気放電に伴う電磁波を受信するための4本以上のアンテナと、被測定物で静電気放電が発生する様子を動画で撮影するためのビデオカメラと、ビデオカメラの撮影範囲を調べるための方位・仰角基準板を一つの支持体に取り付けて被測定物の近傍に設置し、被測定物における静電気放電の発生を監視する。全てのアンテナで受信した静電気放電に伴う電磁波を同一時間軸で記録できる計測器に全てのアンテナを接続し、その計測器で静電気放電に伴う電磁波を検知すると、全てのアンテナで受信した静電気放電に伴う電磁波を同一時間軸で記録する。記録した電磁波の波形を制御用コンピュータで解析して、各アンテナへ電磁波が到達した時間差を求め、双曲線法を用いて、受信アンテナの配置を基準とした3次元空間における静電気放電源の座標を算出する。静電気放電の発生を監視するのと並行して、ビデオカメラで撮影したビデオ画像も制御用コンピュータに取り込み、算出された静電気放電源の座標とビデオカメラのカメラ基準点との位置関係を元に、ビデオ画像における静電気放電源の位置を制御用コンピュータで算出し、該当する画素の部分にマ−キング表示を行うことで、静電気放電源の位置をビデオ画像上で可視化する。ビデオカメラで撮影されるビデオ画像に映る範囲はズ−ムの度合い等で変化するため、予め、方位・仰角基準板をビデオカメラで撮影し、撮影したビデオ画像の各画素が、カメラ基準点に対して、どの方位と仰角の物体を映すのか予め明らかにしておく。この際、静電気放電を検知してからビデオ画像にマ−キング表示するまでの遅延時間が発生するので、制御用コンピュ−タへのビデオ画像の取り込みを、マ−キング表示までの遅延時間に応じて遅らせることで、静電気放電が発生する瞬間のビデオ画像にマ−キング表示をするタイミングを合わせることができる。さらに、マ−キング表示に伴う遅延時間よりも多くの時間分、制御用コンピュ−タへのビデオ画像の取り込みを遅らせることで、静電気放電が発生する以前のビデオ画像から、静電気放電源の位置を示すマ−キング表示や、静電気放電が発生するまでの残り時間表示や、静電気放電源の位置を数値で示す表示等をビデオ画像上に重ね表示することが可能となる。以上の手法を用いることで、被測定物において静電気放電が発生する状況をビデオ画像上で分かりやすく可視化することを特徴とする静電気放電発生箇所可視化方法。
- 静電気放電に伴う電磁波を受信するための4本以上のアンテナと、被測定物のビデオ画像を撮影するためのビデオカメラと、ビデオカメラの撮影範囲を調べるための方位・仰角基準板と、それらを取り付けるための支持体と、全てのアンテナで受信した電磁波の電圧波形を同一時間軸で観測し、記録するための計測器と、その計測器の制御や、双曲線法による放電位置の算出や、ビデオ画像の取り込みや、その画像上に静電気放電源の位置を示すマ−キング等を重ね表示したり、その画像を記録するための制御用コンピュ−タと、ビデオカメラで撮影したビデオ画像を制御用コンピュ−タに任意の時間分遅れて取り込ませるための画像遅延装置と、制御パソコンにおいて、ビデオ画像上に、静電気放電源の位置を示すマ−キング表示などを重ね表示させるためのス−パ−インポ−ズボ−ドと、マ−キング表示などが重ね表示されたビデオ画像を記録、再生するための画像記録装置やビデオモニタ−装置などからなり、被測定物において静電気放電が発生する状況をビデオ画像上で分かりやすく可視化することを特徴とする静電気放電発生箇所可視化装置。
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