專利名稱：一種基于ccd的風電機組液壓系統漏油檢測裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及風電機組液壓系統檢測領域，具體地，涉及一種基于CXD的風電機組液壓系統漏油檢測裝置。
背景技術：
近年來隨著風力發電不斷地發展，風電場裝機容量逐年上升，風力發電所占的比例越來越大，已逐漸成為了一種常規能源。隨著風電機組裝機容量的不斷提高，行業對風電機組的性能要求也越來越高。在風電機組中，液壓系統是不可或缺的子系統，主要為偏航剎·車和轉子剎車提供壓力。另外，對于有的風電機組，變槳子系統也采用液壓系統提供動力。液壓系統在風電機組中的廣泛采用，主要是由于液壓系統具有傳動平穩、功率質量比大、易于實現過載保護等優點。然而，液壓系統存在的漏油現象也是一個難以解決的問題。風電機組機艙中的液壓泵站漏油問題，不僅對機艙環境造成一定的污染，嚴重的情況下還影響液壓泵站油箱油量，從而影響液壓系統的正常運行，致使偏航和轉子的剎車系統失去壓力而無法正常工作，存在嚴重的安全隱患。準確有效的檢測液壓系統漏油故障，將有助于改善風電機組運行性能，消除相關的安全隱患。在目前的風電機組液壓系統漏油檢測中，自動化程度較低的方法，是在定期檢修或巡查中由人工查看判斷，顯然這種方法并不能真正起到實時檢測的作用，并不能完全消除液壓系統的工作隱患；而自動化程度較高的方法，是采用壓力傳感器檢測液壓系統重要管路的壓力差，根據經驗設定閾值進行故障報警，這種方法從某種程度上起到了自動檢測的作用，但是對于漏油緩慢的故障卻難以檢測出來。針對上述問題，需要設計一種適合風電機組液壓系統漏油檢測的方法和裝置，能夠更加準確有效的對漏油進行檢測并報警，以便提高風電機組運行性能，消除相關的安全隱患。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種基于CCD的風電機組液壓系統漏油檢測裝置，可準確有效地對風電機組液壓系統的漏油故障進行自動檢測和故障報警，可消除風電機組運行的安全隱患。為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案一種基于CXD的風電機組液壓系統漏油檢測裝置，包括置于風電機組液壓系統附近的CCD傳感器，及與所述CCD傳感器連接的圖像采集電路，還包括含有圖像非漏油敏感區刪除預處理模塊、圖像HSV處理模塊、幀差法漏油檢測模塊以及邏輯控制模塊的單片機；所述單片機與圖像采集電路連接。進一步地，還包括與所述單片機的邏輯控制模塊連接的輔助光源及光敏采集開關。進一步地，所述輔助光源為LED輔助光源。[0010]與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果(I)本實用新型采用CXD圖像采集的非接觸方式，無需對原系統進行任何改造，CCD傳感器實時拍攝液壓系統區域，通過對所拍攝圖像進行實時處理，從而實現風電機組液壓系統的漏油自動檢測和故障報警，解決了風電機組液壓系統漏油自動檢測的問題，適用于漏油緩慢的故障情況，可消除風電機組運行的安全隱患。(2)采用HSV圖像模型對圖像進行 處理，避免光照強度變化而無法檢測故障的問題。(3)根據先驗知識，對圖像中的漏油敏感區進行劃分，刪除非漏油敏感區的圖像，減小了系統運算量，同時避免了非漏油敏感區的誤報概率。(4) LED輔助光源的自動補償，解決了晚上光照強度較弱時的檢測問題，同時對LED開關時刻的故障邏輯進行相應的處理，使得檢測結果更精確。(5)本實用新型實現較為容易，且成本較低，利于推廣。下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。
圖I為基于CXD的風電機組液壓系統漏油檢測裝置框圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實施例僅用于說明和解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。如圖I所示，本實用新型的一種基于CXD的風電機組液壓系統漏油檢測裝置，主要部分為DSP處理系統，檢測裝置主要包括置于風電機組液壓系統附近的CCD傳感器，及與CCD傳感器連接的圖像采集電路，還包括含有圖像非漏油敏感區刪除預處理模塊、圖像HSV處理模塊、幀差法漏油檢測模塊以及邏輯控制模塊的單片機；其中單片機與圖像采集電路連接；還包括與單片機的邏輯控制模塊連接的輔助光源及光敏采集開關，其中的輔助光源為LED輔助光源。在上述裝置中圖像非漏油敏感區刪除預處理模塊(即圖I中的圖像預處理模塊)其圖像來源為RGB空間圖像，圖像采集電路采集通過CCD傳感器所拍攝的風電機組液壓系統區域的實時圖像，然后對圖像進行濾波處理，最后將圖像模擬信號進行數字化處理，得到RGB空間圖像其作用是對圖像采集電路輸出的數字化RGB空間圖像進行預處理，主要是根據先驗知識，確定圖像中的漏油敏感區域，將其余區域刪除。通過圖像預處理環節，一方面可以極大的減小后續圖像處理的運算量，另一方面也排除了非漏油敏感區域所造成的故障誤報，提高了可靠性。圖像HSV處理模塊，其作用是對預處理之后的圖像進行RGB空間到HSV空間的轉換，從而避免光照強度對CCD所拍攝圖像特征的影響。傳統的RGB圖像模型是一種圖像的直觀描述，其中R (紅)、G (綠)、B (藍)的數值越高，表示其原色色彩越鮮明，但是其數值與色彩的屬性并沒有直接的關系。所以在風電機組的機艙中對液壓泵站進行實施圖像采集，由于一天中光照強度的變化，會使得CCD所拍攝的圖像存在巨大的差別，從而不利于后續處理。HSV圖像模型是面向用戶的色彩屬性描述方法，其中H (色彩)、S (飽和度)、V (亮度)分別表示了圖像色彩的屬性。對于本實用新型中所拍攝的圖像，重點關注其色彩和飽和度信息即可，從而避免了由于光照強度對圖像特征的影響。幀差法漏油檢測模塊(即圖I中的漏油檢測模塊)，其作用是根據邏輯控制模塊設置的時間周期進行漏油檢測。在檢測時，采用圖像處理的幀差法對HSV圖像進行處理。當漏油敏感區沒有漏油發生時，對于每個漏油敏感區的圖像特征都不會發生變化，則前后兩幀圖像相減作差時，所得的結果幾乎為零，由此可以判斷沒有漏油故障發生。而當某個漏油敏感區有液壓油漏出時，該區域的圖像特征會發生明顯變化，特征變化的圖像與之前沒有漏油的圖像進行圖像相減作差時，會得出明顯的漏油痕跡，由此可以判斷該區域有漏油故障發生。邏輯控制模塊，其作用是對系統進行邏輯控制。為了減小系統的運算量，同時考慮到風電機組中的液壓系統漏油是一個緩慢的過程，因此可以通過邏輯控制模塊設定系統處理的時間周期。另外，考慮到晚上的漏油故障檢測的問題，系統配備了 LED輔助光源。邏 輯控制模塊根據光敏采集開關判斷機艙環境的光照情況，需要進行輔助光照時驅動LED輔助光源工作，為CCD傳感器提供輔助光源。由于LED輔助光源開通和關閉的時刻，對CCD所采集的圖形可能存在影響，因此邏輯控制模塊還需要向漏油檢測模塊反饋此信息，即在LED輔助光源開通和關閉的時刻不進行漏油檢測的圖像幀差運算，避免故障誤報。最后，根據邏輯控制模塊接收到的漏油檢測結果，實時向主控系統輸出漏油故障狀態。上述裝置的檢測方法流程如下(I)圖像采集圖像采集電路采集通過CXD傳感器所拍攝的風電機組液壓系統區域的實時圖像，然后對圖像進行濾波處理，最后將圖像模擬信號進行數字化處理，得到RGB空間圖像SA。(2)圖像預處理對圖像采集電路輸出的數字化的RGB空間圖像Sa進行預處理，主要是根據先驗知識，確定圖像中的漏油敏感區域SA1，SA2…San，將其余區域刪除，得到預處理之后的RGB空間圖像SD。(3)圖像 HSV 處理將圖像預處理之后的RGB空間圖像Sd進行HSV變化，得到圖像SH，同時，漏油敏感區對應于變換之后的SH1，Sh2…SHN。其中，RGB空間的Sd變換到HSV空間的Sh轉換關系為
'無定義，1=0
及=R:M⑴
\l + {B-R}i G=M 4 + (^-60/A, B=MS= (M-N) /M(2)V = M(3)式中，R，G，B為顏色分量的值，M=max (R, G, B)，N=min (R, G, B)，A =M-N0 最后還需將H轉換到0° -360。范圍內，所以H=H*60，如果H〈0，則H=H+360。(4)漏油檢測[0037]根據邏輯控制模塊設置的時間周期進行漏油檢測。在檢測時，采用圖像處理的幀差法對HSV圖像進行處理，即采用第i幀圖像減去第i_l幀圖像，其算法為S(i, h) (x, y) = I Sh⑴(x, y) -Saf^1) (x, y) |(4)當漏油敏感區沒有漏油發生時，對于每個漏油敏感區的圖像特征都不會發生變化，則前后兩幀圖像相減作差時，所得的結果S&H) (x, y)幾乎為零，由此可以判斷沒有漏油故障發生。而當某個漏油敏感區有液壓油漏出時，該區域的圖像特征會發生明顯變化，特征變化的圖像與之前沒有漏油的圖像進行圖像相減作差時，會得出明顯的漏油痕跡，即S(i,i-D (x, y)在漏油區域有明顯的數值，由此可以判斷該區域有漏油故障發生。(5)邏輯控制及故障狀態輸出首先根據系統實際運行情況，通過邏輯控制模塊設定系統處理的時間周期T。然后根據光敏采集開關所反饋的光照強度，控制LED輔助光源工作，為CCD傳感器提供輔助光 源。當LED輔助光源開通和關閉的時刻，漏油檢測可能會因為光照突然變化而產生故障誤報，所以邏輯控制單元此時因屏蔽此時刻的漏油故障輸出，進入下一時刻的漏油檢測；最后根據邏輯控制模塊接收到的漏油檢測結果，實時向主控系統輸出漏油故障狀態，實現風電機組的液壓系統漏油故障的自動檢測和報警輸出。本實用新型采用上述裝置，通過CXD圖像采集、預處理、HSV變換、漏油檢測以及邏輯控制運算等，即可實現風電機組的液壓系統漏油故障的自動檢測和報警輸出，消除風電機組相關的安全隱患，成本較低，易于實現和推廣。最后應說明的是以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，并不用于限制本實用新型，盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其依然可以對前述實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.一種基于CCD的風電機組液壓系統漏油檢測裝置，其特征在于，包括 置于風電機組液壓系統附近的CCD傳感器，及與所述CCD傳感器連接的圖像采集電路，還包括含有圖像非漏油敏感區刪除預處理模塊、圖像HSV處理模塊、幀差法漏油檢測模塊以及邏輯控制模塊的單片機； 所述單片機與圖像采集電路連接。
2.根據權利要求I所述的基于CCD的風電機組液壓系統漏油檢測裝置，其特征在于，還包括與所述單片機的邏輯控制模塊連接的輔助光源及光敏采集開關。
3.根據權利要求2所述的基于CCD的風電機組液壓系統漏油檢測裝置，其特征在于，所述輔助光源為LED輔助光源。
專利摘要本實用新型公開了一種基于CCD的風電機組液壓系統漏油檢測裝置，包括置于風電機組液壓系統附近的CCD傳感器，及與所述CCD傳感器連接的圖像采集電路，還包括含有圖像非漏油敏感區刪除預處理模塊、圖像HSV處理模塊、幀差法漏油檢測模塊以及邏輯控制模塊的單片機；所述單片機與圖像采集電路連接。本實用新型通過CCD圖像采集、HSV變換、漏油檢測以及邏輯控制運算等，可實現風電機組液壓系統漏油故障的自動檢測和報警輸出，消除風電機組相關的安全隱患。
文檔編號F15B19/00GK202789852SQ201220412268
公開日2013年3月13日 申請日期2012年8月17日 優先權日2012年8月17日
發明者汪正軍, 紀國瑞, 張會廣, 王建明, 潘磊 申請人:國電聯合動力技術有限公司