基于紫外联合红外热像的三通道便携式变电站监测装置

本文设计了一种基于紫外联合红外热像的三通道便携式变电站监测装置,该装置采用紫外成像监测扫描、红外测温扫描、摄像和图像处理技术,利用紫外通道的电弧放电进行成像检测,诊断变电站设备的早期故障,利用红外通道的热像原理找出对应位置点的温度,结合可见光确定故障位置的优点确定中后期故障的具体位置,将设备的局部放电和温度分布数据,通过图像融合处理技术置入由摄像头获得的设备可见光图像,建立与设备图像的对应关系,同步采集同一设备同一时刻三种成像的结果,不但能以图像方式直观地显示出放电位置和温度分布,而且能定量表示放电程度及放电发展状况,从而及时发现电力设备的故障情况,可对电气设备有效的进行状态监测、故障诊断和危险预警,且不易受到周围环境、气象等条件的影响,操作简单易行准确率高,体积小重量轻便于携带,具有非常广阔的应用前景。     

基于DM8148的双谱段电晕检测系统设计

针对高压输电线路电晕检测及定位问题,设计了基于DM8148的双谱段视频融合电晕检测系统,实现了双路视频的采集、处理、融合、压缩和存储.采用时城递归滤波算法对日盲紫外图像进行去噪处理,利用基于小波变换自适应加权融合法将日盲紫外、可见光两路视频进行实时融合.实验结果表明融合图像具有较好的视觉效果,能够很好地将紫外、可见光检测图像融合,实现电晕放电点检测的准确定位,系统能满足电晕检测的需求.     

基于FPGA的紫外/可见光图像实时配准实现

为了在电路损伤早期探测和定位电晕放电,依据其放电在紫外波段的成像特性,采用基于现场可编程门阵列(FPGA)为核心的处理平台,设计了可对紫外光和可见光两路信号进行采集、配准和融合处理的实时检测系统。通过优化设计硬件结构、快速图像配准算法及基于MicroBlaze软核的控制模块,提出了一种基于FPGA的快速图像配准的实现方法,实现了对不同焦距下可见光图像数据与紫外图像数据的实时融合处理。结果表明,该方法能够有效提高图像融合处理的速度和系统运行效率,满足对紫外信号进行检测和定位的要求。该方法已经运用于南方电网的线路巡检中。     

应用于紫外检测的实时视频图像处理系统

提出了一种新型的应用于紫外检测的双通道实时视频图像处理系统。本系统先通过分光、图像增强和光谱转换实现紫外信号的采集,再应用高集成度的视频编解码器和专门面向视频信号处理的数字信号处理器,将紫外信号和可见光背景信号转化为数字信号,并进行融合处理以实现紫外信号的检测与定位。此系统在电力系统电晕检测及森林火灾等紫外信号检测的场合有远大的应用前景。     

拉普拉斯金字塔融合在红外无损检测技术中的应用

红外无损检测技术依靠热波信号在材料内部的传播实现对材料内部缺陷信息的检测,热波信号属于衰减波,缺陷越深,材料表面检测到的热波信号越弱,检测红外图像越模糊,进而影响了缺陷的定位和判断。本文提出采用拉普拉斯金字塔融合技术实现对红外图像和可见光图像的融合,拉普拉斯金字塔提取了图像多尺度的细节信息,针对高频、低频信息采用不同的融合方式,以获得更加突出的特征图像。最后采用该技术对平底孔试件、薄膜涂层试件、金属裂纹试件、复合材料试件的红外检测图像和可见光图像进行融合,实验结果表明:融合图像相对于红外图像、可见光图像的图像熵有所提升,能更好地实现对缺陷的定位和判断。     

基于FPGA的多功能红外图像源系统设计

提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的多功能红外图像源系统的设计方案.信号源系统在降低图像系统的研制成本、缩短研制周期和提高研制质量方面具有重要的作用.以Altera公司的EP2S60-FPGA作为硬件架构,设计了一种红外图像源系统.该系统通过数据压缩、数据扩展及插值、制式转换等方法实现红外图像数字视频及模拟视频的双通路输出,用于二次开发和图像显示.所设计的红外图像源系统具有参数易调与小尺寸低功耗等特点,可方便下载现场红外图像信号和实时输入CCD图像信号,并按照红外图像格式输出,从而为红外图像信号处理器提供输入激励.     

双谱图像立体彩色融合显示

论述了双路非同步视频信号输入情况下的立体显示的实现;分析了双谱图像融合和立体显示两种技术的异同之处;提出了在立体显示过程中实现双谱图像的假彩色融合;并在研究紫外图像和微光图像特性和预处理方法的基础上,讨论了紫外波段和微弱可见光波段双路单色视频图像在立体显示过程中的假彩色融合、双谱图像立体彩色融合显示方法的适用范围,以及该方法的具体改进措施。     

红外小目标的分类背景预测与图像分块技术

基于复杂天空背景下红外小目标的特性分析,提出了一种利用分类背景预测与图像分块技术进行红外小目标检测的有效算法。该算法以背景预测理论为基础,通过边缘检测技术、最大均值和局部最相似分类背景预测技术获得较为准确的图像背景,进而采用统计分割算法从残差图像中提取出较为精确的目标位置。其中,通过图像分块处理,提高了算法计算效率。最后,选取了三组具有代表性的红外序列对算法的性能进行了检验。实验结果表明,所提出预测算法在检测准确性、鲁棒性以及计算效率上都具有明显的优越性。     

一种基于数据融合方法的高可靠性的图像信号处理系统

介绍了基于数据融合方法的高可靠性红外图像信号处理系统,分析了检测算法、闽值因子、检测概率和虚警率之间的关系,对比讨论了提高图像检测可靠性的两种方法,设计了基于算法多模型数据融合(Arithmetic—Multi—Model—Data—Fusion—Method,AMMDFM)的新方案。依据该方案所设计的系统,原理上保证了具有实时多目标处理能力,并且检测概率和虚警率指标大大优于以往常规硬件系统。可以在离线和在线两种方式下工作,方便了系统的调试,系统性能稳定,功耗低,体积小,集成度高,适用于安装在导弹等武器平台上作末制导寻的导引头。该方法是以增加系统硬件复杂程度为代价换取对红外图像目标检测可靠性的。     

基于混合融合策略的双波段红外小目标检测方法

双波段红外图像的小目标融合检测是红外自动寻的系统的关键技术和研究热点之一。为了建立有效的融合检测结构,对基于布尔逻辑的融合检测方法进行了分析,并从小目标红外成像原理出发,提出了一种基于与逻辑和局部灰度的混合融合检测算法。首先,分别对单波段的红外图像进行阈值分割;其次,对两个波段的检测结果进行与融合;再次,对与融合之外的目标点进行局部灰度判别,进一步提高检测概率;最后,根据融合结果调节第一步中局部检测器的分割阈值,以优化局部检测器。实验仿真结果表明,该算法有效地提高了双波段红外的检测能力,且算法结构简单、运算速度快,具有较强的实用性。     

基于小波变换的红外与可见光图像融合技术研究

随着传感器技术的发展,单一的图像传感器往往不能够从场景中提取足够多的信息,需进行多源图像融合.为了解决多传感器图像所表现的目标特征不一致的问题,本文采用小波变换对红外及可见光图像进行了融合.首先利用小波变换将图像进行多尺度分解.对于高频部分融合,取两幅图像小波系数矩阵对应元素的最大绝对值构造小波系数矩阵;针对低频部分融合,采用基于领域像素相关和基于区域方差相结合的策略.实验结果表明,该算法将红外与可见光图像对同一目标所表现出的不同特征、细节有效地融合在一幅图像里,增加了单幅图像的信息量,丰富了目标的信息层次,为图像显示观察和后续图像处理系统获取信息提供了基础.     

局放检测及定位技术在10kV开关柜带电检测中的运用

主要介绍了一起局放检测及定位技术在10kV开关柜带电检测中的运用案例。针对佛山局某110kV变电站10kV开关柜普查过程中发现的#2主变变低512开关柜至上方进线母排外壳处,局放信号幅值明显大于背景及相邻开关柜所测信号的情况,采用地电波(TEV)局放检测、超高频局放检测、超声波局放检测等三种测试手段进一步检测,利用超声法对放电位置进行了定位,最后停电检修验证了定位的结果。该10kV开关柜的局放检测及定位技术值得在工程实际中推广运用。     

基于超声和LabVIEW局部放电在线监测系统的研制

局部放电是使高压电力设备绝缘损坏的一个重要因素,为确保其安全、可靠运行,对高压电力设备进行在线监测至关重要.该文主要研究开发一种基于超声法和虚拟仪器的局部放电实时在线监测系统,基于4个声发射器检测局部放电源超声波信号,通过时域和频域分析,研究局部放电的超声信号特性,为故障诊断提供数据共享;采用虚拟仪器技术,实现本系统人机界面化,再结合后台数据库,达到多功能、多通道的实时监测.该系统的应用有利于发现绝缘故障的早期征兆,是诊断绝缘故障的一种有效方法.     

红外热像技术在电气设备中的应用

红外热像仪在监测电力设备的外部故障方面有着不可比拟的优势。因为它可以通过监测设备来检测电力系统在运行中的真实温度分布状态,并具有不停电、不接触电气设备、直观、准确的特点,所以它成为电力部门常采用的一种行之有效的检测手段。我们可以根据测得的红外热像图,运用数字图像处理中的图像增强和边缘检测的方法,再通过借助从MATLAB图像处理工具箱所得到的几种处理方法处理后的图像对比,从而确定故障的准确部位。     

高帧频DMD红外景象仿真设备电路与光学系统设计

针对红外半实物仿真试验中DMD红外景象仿真设备存在的时序同步、高帧频显示、光学匹配等使用问题,设计与研制了一套能够与常见被测红外凝视成像设备匹配使用的基于DMD的红外景象仿真设备。首先提出了合理可行的同步延时驱动方案和显示控制方案,设计与研制了同步信号处理电路和驱动电路,实现了仿真图像的时序同步和高帧频显示;其次根据常见被测红外凝视成像设备的光学参数,进行了光学系统设计与仿真,研制了照明光学系统和投影光学系统,实现了与常见被测红外凝视成像设备光学匹配。检测结果表明:该设备能够与多种被测红外凝视成像设备在时序上保持同步,并实现光学匹配,输出的仿真图像帧频可达300 Hz、最大可模拟温度为160℃、最小可模拟温差为0.03℃、最大图像对比度为0.7、空间非均匀性优于1%,已在红外半实物仿真试验中发挥了巨大作用。     

基于超声红外热像的电缆终端局部放电缺陷检测方法

电缆终端局部放电缺陷特征短暂,缺陷范围与外部环境纠缠,很难准确定位,需要结合温度特征和模式识别特征共同检测,本文利用超声红外热成像的优势,提出基于超声红外热像的电缆终端局部放电缺陷检测方法,方法利用图像梯度化、灰度化处理采集到的电缆终端局部放电缺陷特征超声红外热成像图,并通过智能模式识别处理方法抑制采集图像的复杂背景,删除包含在电缆终端局部放电缺陷特征红外图像中的大面积地物及地面;根据K-means聚类算法,圈定疑似局部放电缺陷特征范围,构建局部放电缺陷范围模板,经匹配参考范围后,得出疑似局部放电缺陷范围的温度特性信息,诊断电缆终端是否存在局部放电缺陷。实验结果表明,该方法可有效获取电缆终端局部放电缺陷部位,检测不同类型的电缆终端局部放电缺陷的平均精准率高达98%,平均漏检率为1%。     

用于局部放电探测的超声光纤传感方法

局部放电是一种有效的高压部件绝缘性能检测方法,可通过声、光及电等信号的探测来有效预报绝缘劣化程度。该文建立了基于局部放电超声信号检测的光纤传感器测试系统,使用Mach-zehnder光干涉法来检测声信号导致的光程差,测算测量回路的微小机械形变。实际测试结果表明,该系统具有高的测试灵敏度,可精确测量纳米级的机械形变,准确反映局部放电过程引起的超声信号。采用该光纤传感系统可对多层陶瓷器件的局部放电进行跟踪测量。     

基于ICCD的高压电晕放电紫外光谱检测

对高压电器局部自持放电的光强谱系的强度分布进行了分析,建立了高压电晕放电紫外光谱特征谱线下光强与探测距离的关系,并采用紫外光谱功率法对高压电气设备的电晕放电进行了实验研究。实验系统包括针极放电装置及ICCD探测器,通过光纤传输对日盲区紫外光谱进行探测。试验中调整光纤探头位置,分别改变光纤探头垂直距离和光纤探头距中心点左右偏移距离,采集相应的紫外光谱,并对波长为262.773 nm、265.456 nm 和274.435 nm处的光谱强度与偏移位置之间的关系进行数据拟合,拟合后的指数函数形式与理论分析相吻合。对采集的紫外光谱数据采用Burg递推算法进行功率谱估计,发现大约350 Hz的功率谱密度可作为特征参量,表明了对电晕放电点识别的可行性。     

局部放电超声波在电机定子中传播的仿真分析

采用超声传感器进行发电机定子局部放电点的定位研究中,存在着超声信号检测不明显或无法检测的问题.该文对发电机中有利于传感器接收超声信号的位置分布规律进行研究,通过ANSYS Multiphysics进行发电机定子模型声场仿真,获得超声信号在发电机定子外壁的声压分布图,从而提出了适用于发电机局部放电点定位的传感器放置方法,为电机定子绕组局部放电定位的后续研究奠定基础.通过将仿真结果与实验检测结果进行对比发现,仿真得到的声压分布与实验检测结果相近,从而证明了该文所得结论的有效性.