基于紅外成像和溫度檢測的電纜老化位置檢測方法與流程

基于紅外成像和溫度檢測的電纜老化位置檢測方法屬于電力、紅外檢測技術領域。

背景技術：

電纜通常是由兩根或多根導線絞合而成，每組導線之間相互絕緣，外面包有絕緣的覆蓋層。電纜具有內通電，外絕緣的特征。

這種結構，有利于保護電纜，延長其使用壽命，但是仍然不能徹底避免電纜中導線發生氧化等老化問題。一旦電纜中的導線發生氧化等老化問題，將會影響線路的傳輸功能，嚴重時將造成電纜失效。

針對電纜中導線氧化等老化問題，對電纜制定了使用壽命，在達到使用壽命后，就會將電纜進行整體更換。然而，如果電纜在仍然具有良好性能的情況下進行整體更換，勢必會提高成本。解決這個問題的方法就是對電纜進行定期檢查，查找電纜中導線發生老化的位置，再對電纜進行更換。

發明專利《一種電力線老化紅外檢測裝置與檢測方法》，發現了電纜中的導線在老化后會使電纜的導熱性能會發生改變的特性，即電纜在老化后，軸向和橫向兩個方向的熱傳遞速度均不同，利用此特性，發明了一種基于導熱性能檢測的電纜老化位置紅外檢測裝置與檢測方法，為電纜老化位置檢測提供了新的檢測手段。然而，該發明具有以下缺點：

第一、所公開的裝置需要具有旋轉功能，且設置有九個紅外攝像頭，增加了裝置成本；

第二、所公開的方法步驟復雜，具有操作復雜的缺點；

第三、由于每個紅外圖像傳感器只能覆蓋三分之一圓周范圍內，因此所得到的老化橫向位置也只能限定在三分之一圓周范圍內，因此具有精度低的缺點。

技術實現要素：

本發明的目的就是針對發明專利《一種電力線老化紅外檢測裝置與檢測方法》中裝置結構復雜成本高、方法步驟多操作復雜、老化橫向位置精度低的問題，設計一種改進的電纜老化位置紅外檢測方法。

為了實現上述目的，本發明公開了一種基于紅外成像和溫度檢測的電纜老化位置檢測方法，不僅能夠簡化發明專利《一種電力線老化紅外檢測裝置與檢測方法》中裝置的復雜性，而且能夠省略檢測步驟，同時還能提高檢測精度。

本發明的目的是這樣實現的：

基于紅外成像和溫度檢測的電纜老化位置檢測裝置，包括從上到下依次設置不具有旋轉功能的上環形圈，中環形圈和下環形圈，所述中環形圈位于上環形圈和下環形圈的中間位置，電纜從上環形圈，中環形圈和下環形圈中穿過；上環形圈上均勻設置有多個溫度傳感器；中環形圈的內部設置有起加熱功能的電阻絲，外部均勻設置有第一紅外攝像頭，第二紅外攝像頭，第三紅外攝像頭，第四紅外攝像頭，第五紅外攝像頭和第六紅外攝像頭；下環形圈上均勻設置有多個溫度傳感器；第一紅外攝像頭，第二紅外攝像頭，第三紅外攝像頭，第四紅外攝像頭，第五紅外攝像頭，第六紅外攝像頭和所有溫度傳感器的輸出傳遞給信號處理器。

一種在上述基于紅外成像和溫度檢測的電纜老化位置檢測裝置上實現的基于紅外成像和溫度檢測的電纜老化位置檢測方法，包括以下步驟：

步驟a、用中環形圈給電纜加熱；

步驟b、讓電纜自然冷卻，冷卻溫度高于加熱前溫度；

步驟c、確定老化橫向位置；

步驟d、確定老化軸向位置；

步驟e、根據老化橫向位置和軸向位置，確定空間位置。

上述基于紅外成像和溫度檢測的電纜老化位置檢測方法，所述步驟c包括以下步驟：

步驟c1、得到系列灰度數據

第一紅外攝像頭得到灰度數據k1，第二紅外攝像頭得到灰度數據k2，第三紅外攝像頭得到灰度數據k3，第四紅外攝像頭得到灰度數據k4，第五紅外攝像頭得到灰度數據k5，第六紅外攝像頭得到灰度數據k6；

步驟c2、從中環形圈所在水平面得到老化橫向位置

判斷|k1-k2|，|k2-k3|，|k3-k4|，|k4-k5|，|k5-k6|和|k6-k1|中相鄰或相隔的兩個最大值，如果：

|k1-k2|和|k2-k3|為相鄰的兩個最大值，老化位置位于第二紅外攝像頭所覆蓋的區域；

|k2-k3|和|k3-k4|為相鄰的兩個最大值，老化位置位于第三紅外攝像頭所覆蓋的區域；

|k3-k4|和|k4-k5|為相鄰的兩個最大值，老化位置位于第四紅外攝像頭所覆蓋的區域；

|k4-k5|和|k5-k6|為相鄰的兩個最大值，老化位置位于第五紅外攝像頭所覆蓋的區域；

|k5-k6|和|k6-k1|為相鄰的兩個最大值，老化位置位于第六紅外攝像頭所覆蓋的區域；

|k6-k1|和|k1-k2|為相鄰的兩個最大值，老化位置位于第一紅外攝像頭所覆蓋的區域；

|k1-k2|和|k3-k4|為相隔的兩個最大值，老化位置位于第二紅外攝像頭和第三紅外攝像頭的交界；

|k2-k3|和|k4-k5|為相隔的兩個最大值，老化位置位于第三紅外攝像頭和第四紅外攝像頭的交界；

|k3-k4|和|k5-k6|為相隔的兩個最大值，老化位置位于第四紅外攝像頭和第五紅外攝像頭的交界；

|k4-k5|和|k6-k1|為相隔的兩個最大值，老化位置位于第五紅外攝像頭和第六紅外攝像頭的交界；

|k5-k6|和|k1-k2|為相隔的兩個最大值，老化位置位于第六紅外攝像頭和第一紅外攝像頭的交界；

|k6-k1|和|k2-k3|為相隔的兩個最大值，老化位置位于第一紅外攝像頭和第二紅外攝像頭的交界。

上述基于紅外成像和溫度檢測的電纜老化位置檢測方法，所述步驟d包括以下步驟：

步驟d1、用中環形圈給電纜加熱；

步驟d2、在規定的時間t內，分別計算：

上環形圈的多個溫度傳感器采集到的溫度數據

下環形圈的多個溫度傳感器采集到的溫度數據

式中，tem_1_i為上環形圈第i個溫度傳感器采集到的溫度數據，tem_2_i為下環形圈第i個溫度傳感器采集到的溫度數據，n1為上環形圈中溫度傳感器的數量；n2為下環形圈中溫度傳感器的數量；

步驟d3、繪制t1(t)和t3(t)隨時間變化的曲線，如果：

t1(t)在t3(t)上方，將基于紅外成像和溫度檢測的電纜老化位置檢測裝置向下移動，重復步驟b1；

t1(t)在t3(t)下方，將基于紅外成像和溫度檢測的電纜老化位置檢測裝置向上移動，重復步驟b1；

t1(t)和t3(t)重合，老化軸向位置位于中環形圈所在平面。

有益效果：

第一、與發明專利《一種電力線老化紅外檢測裝置與檢測方法》相比，本發明基于紅外成像和溫度檢測的電纜老化位置檢測裝置的區別技術特征在于，上環形圈，中環形圈和下環形圈均不具有旋轉功能，而且只在中環形圈上設置有六個紅外攝像頭，在上環形圈和下環形圈上設置各有多個溫度傳感器，這種結構下，由于節省了上環形圈，中環形圈和下環形圈的旋轉功能，并且由九個紅外攝像頭減少為六個紅外攝像頭，節省的三個攝像頭成本遠高于多個溫度傳感器的成本，因此不僅能夠降低裝置的復雜性，而且能夠降低裝置成本；

第二、與發明專利《一種電力線老化紅外檢測裝置與檢測方法》相比，本發明基于導熱性能檢測的電纜老化位置紅外檢測方法的區別技術特征在于，從中環形圈上的六個攝像頭得到得到系列灰度數據，再將相鄰兩個攝像頭灰度數據做差，得到六組差數據，最后通過從這些差中選擇相鄰或相隔的兩個差的最大值，直接確定老化橫向位置；這種方法，明顯簡化了系列灰度數據的計算比較判斷步驟，而且由于在中環形圈上均勻設置六個攝像頭，每個攝像頭僅需要覆蓋六分之一的區域即可，因此老化橫向位置能夠確定在六分之一圓周范圍內，檢測精度提高了一倍。

附圖說明

圖1是本發明基于紅外成像和溫度檢測的電纜老化位置檢測裝置的結構示意圖。

圖中：1上環形圈、2中環形圈、21第一紅外攝像頭、22第二紅外攝像頭、23第三紅外攝像頭、24第四紅外攝像頭、25第五紅外攝像頭、26第六紅外攝像頭、3下環形圈。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明具體實施方式作進一步詳細描述。

具體實施例一

本實施例是基于紅外成像和溫度檢測的電纜老化位置檢測裝置實施例。

本實施例的基于紅外成像和溫度檢測的電纜老化位置檢測裝置，結構示意圖如圖1所示，該基于紅外成像和溫度檢測的電纜老化位置檢測裝置包括從上到下依次設置不具有旋轉功能的上環形圈1，中環形圈2和下環形圈3，所述中環形圈2位于上環形圈1和下環形圈3的中間位置，電纜從上環形圈1，中環形圈2和下環形圈3中穿過；上環形圈1上均勻設置有多個溫度傳感器；中環形圈2的內部設置有起加熱功能的電阻絲，外部均勻設置有第一紅外攝像頭21，第二紅外攝像頭22，第三紅外攝像頭23，第四紅外攝像頭24，第五紅外攝像頭25和第六紅外攝像頭26；下環形圈3上均勻設置有多個溫度傳感器；第一紅外攝像頭21，第二紅外攝像頭22，第三紅外攝像頭23，第四紅外攝像頭24，第五紅外攝像頭25，第六紅外攝像頭26和所有溫度傳感器的輸出傳遞給信號處理器。

具體實施例二

本實施例是基于紅外成像和溫度檢測的電纜老化位置檢測方法實施例。

本實施例的基于紅外成像和溫度檢測的電纜老化位置檢測方法，在具體實施例一所述的基于紅外成像和溫度檢測的電纜老化位置檢測裝置上實現，該方法包括以下步驟：

步驟a、用中環形圈2給電纜加熱；

步驟b、讓電纜自然冷卻，冷卻溫度高于加熱前溫度；

步驟c、確定老化橫向位置；

步驟d、確定老化軸向位置；

步驟e、根據老化橫向位置和軸向位置，確定空間位置。

具體實施例三

本實施例是基于紅外成像和溫度檢測的電纜老化位置檢測方法實施例。

本實施例的基于紅外成像和溫度檢測的電纜老化位置檢測方法，在具體實施例一的基礎上，進一步限定所述步驟c包括以下步驟：

步驟c1、得到系列灰度數據

第一紅外攝像頭21得到灰度數據k1，第二紅外攝像頭22得到灰度數據k2，第三紅外攝像頭23得到灰度數據k3，第四紅外攝像頭24得到灰度數據k4，第五紅外攝像頭25得到灰度數據k5，第六紅外攝像頭26得到灰度數據k6；

步驟c2、從中環形圈所在水平面得到老化橫向位置

判斷|k1-k2|，|k2-k3|，|k3-k4|，|k4-k5|，|k5-k6|和|k6-k1|中相鄰或相隔的兩個最大值，如果：

|k1-k2|和|k2-k3|為相鄰的兩個最大值，老化位置位于第二紅外攝像頭22所覆蓋的區域；

|k2-k3|和|k3-k4|為相鄰的兩個最大值，老化位置位于第三紅外攝像頭23所覆蓋的區域；

|k3-k4|和|k4-k5|為相鄰的兩個最大值，老化位置位于第四紅外攝像頭24所覆蓋的區域；

|k4-k5|和|k5-k6|為相鄰的兩個最大值，老化位置位于第五紅外攝像頭25所覆蓋的區域；

|k5-k6|和|k6-k1|為相鄰的兩個最大值，老化位置位于第六紅外攝像頭26所覆蓋的區域；

|k6-k1|和|k1-k2|為相鄰的兩個最大值，老化位置位于第一紅外攝像頭21所覆蓋的區域；

|k1-k2|和|k3-k4|為相隔的兩個最大值，老化位置位于第二紅外攝像頭22和第三紅外攝像頭23的交界；

|k2-k3|和|k4-k5|為相隔的兩個最大值，老化位置位于第三紅外攝像頭23和第四紅外攝像頭24的交界；

|k3-k4|和|k5-k6|為相隔的兩個最大值，老化位置位于第四紅外攝像頭24和第五紅外攝像頭25的交界；

|k4-k5|和|k6-k1|為相隔的兩個最大值，老化位置位于第五紅外攝像頭25和第六紅外攝像頭26的交界；

|k5-k6|和|k1-k2|為相隔的兩個最大值，老化位置位于第六紅外攝像頭26和第一紅外攝像頭21的交界；

|k6-k1|和|k2-k3|為相隔的兩個最大值，老化位置位于第一紅外攝像頭21和第二紅外攝像頭22的交界。

具體實施例四

本實施例是基于紅外成像和溫度檢測的電纜老化位置檢測方法實施例。

本實施例的基于紅外成像和溫度檢測的電纜老化位置檢測方法，在具體實施例一的基礎上，進一步限定所述步驟d包括以下步驟：

步驟d1、用中環形圈2給電纜加熱；

步驟d2、在規定的時間t內，分別計算：

上環形圈1的多個溫度傳感器采集到的溫度數據

下環形圈3的多個溫度傳感器采集到的溫度數據

式中，tem_1_i為上環形圈1第i個溫度傳感器采集到的溫度數據，tem_2_i為下環形圈3第i個溫度傳感器采集到的溫度數據，n1為上環形圈1中溫度傳感器的數量；n2為下環形圈1中溫度傳感器的數量；

步驟d3、繪制t1(t)和t3(t)隨時間變化的曲線，如果：

t1(t)在t3(t)上方，將基于紅外成像和溫度檢測的電纜老化位置檢測裝置向下移動，重復步驟b1；

t1(t)在t3(t)下方，將基于紅外成像和溫度檢測的電纜老化位置檢測裝置向上移動，重復步驟b1；

t1(t)和t3(t)重合，老化軸向位置位于中環形圈2所在平面。