基于輻射數字dr成像技術識別電力器材內部材質的方法
【技術領域】
[0001 ]本發明設及一種福射數字DR成像技術的無損檢測方法應用，尤其設及一種基于福 射數字DR成像的識別變壓器及電力器材內部材質的方法。
【背景技術】
[0002] 變壓器及電力器材作為提供居民生活不可或缺的電的一系列設備，早已成為社會 的生活水平和發展水平的一種標志，也是一個國家的重要基礎建設設施，是國民經濟各行 業的基礎。從發電設備，到變電設備，然后到輸電設備，最后到用電設備，其每一個環節對于 能源的利用率、環境影響W及城市規劃有著很大的影響。
[0003] 在目前市場下，有些變壓器及電力器材制造商為追逐商業利潤，罔顧國家法律的 規定，置社會公眾利益于不顧，在變壓器及電力器材的材質制作上W次充好，W劣代良，極 大影響整個環節的連通性W及資源的有效利用性，給電力系統運行及使用帶來嚴重安全隱 出 小>、〇
[0004] 例如，作為重要的電力器材之一的電力變壓器，是一種用于改變電壓而傳輸交流 電能的感應電器。在整個電力系統中，變壓器數量多、性能好、運行安全可靠，其地位十分重 要，但有一些制造商，使用侶制線圈代替銅質線圈作為電力變壓器線圈繞組，功能上雖然無 法直接識別出其差異，但線圈阻抗增大，變壓器功耗增加，加大了供電成本，減少了變壓器 使用壽命，嚴重影響了國民的利益。由于線圈焊接在變壓器外殼內部，且線圈外還有一層絕 緣層包圍，通過其他電氣試驗W及物理檢測難W進行鑒別，W往只能進行切割取樣進行分 析，但是運種檢測方式普及率極低，檢測成本巨大。
[0005] 而福射數字DR成像技術是一種無損檢測技術，在不拆解工件的情況下即可識別其 內部結構甚至其物質參數。DR成像類似于傳統的X光拍片，不同之處是X光拍片是對某一固 定區域照射使工件后面的膠片感光，所獲得的是膠片上的圖像。而DR成像是使射線從單一 方向W掃描方式穿過被檢測物體，對檢測的信息進行重建后，W二維圖像形式展現所檢測 方向的密度分布。
[0006] 現可見利用X射線技術對變壓器材質進行無損檢測的方法，但均不太成熟，且操作 流程復雜，作業繁瑣，較缺乏實用性，如中國專利CN102749342B所公開的"配電變壓器非 解體線圈材質無損鑒別方法"，該發明運用膠片成像技術，在不同X射線管電壓下獲取底片 黑度，繪制出膠片特性曲線，再與數據庫中的數據進行匹配，從而判別出線圈的材質，但此 方法檢測效率不高，且運用多種電壓W及獲取黑度測量值過程繁瑣，而且射線源能量低，無 法穿透W及識別變壓器中的二級線圈。
[0007] 又如公布號為CN104502371A的發明申請所公開的"干式Ξ相配電變壓器非拆解 繞組線圈材質無損鑒別方法"、W及公布號為CN104502369A所公開的發明申請"立體卷鐵 忍油浸Ξ相配電電壓器非解體線圈材質鑒別方法"，此兩個發明均是前一個發明的具體實 現及完善，但該兩個發明依然在檢測效率上沒有提高，并且對于工件的擺放位置有精確的 要求和嚴格規定，從而使得識別過程變得更加復雜。
【發明內容】
[0008] 針對現有技術的不足，本發明提出一種用于識別變壓器及電力器材內部材質屬性 的快捷有效方法。該方法是運用射線福射數字DR成像技術，獲取被檢測變壓器及電力器材 工件的DR圖像，結合不同材質對于射線吸收系數不同的原理，獲取不同材質的內部參數對 比關系，從而鑒別該材質的屬性。
[0009] 本發明技術方案包含一套福射成像系統、獲取的相關DR圖像、截取相關區域、獲取 相關區域灰度值、W及根據物質間的差異進行比較鑒別物質的方法，其具體技術方案如下：
[0010] -種基于福射數字DR成像技術識別電力器材內部材質的方法，包括W下步驟：
[0011] 1)采用福射成像系統，對電力器材進行福射成像，獲取該電力器材的DR圖像；
[0012] 2)在DR圖像上截取其中一部分區域作為后期識別區域，該區域包含材質固定區域 和材質可能被替換區域；
[0013] 3)提取不同區域的圖像灰度值；
[0014] 4)根據圖像灰度值的差異，判別電力器材內部材質屬性。
[001引對于步驟1)，由于射線能量的局限性，它只可能穿透指定厚度的材質。因此，當對 電力器材進行DR掃描時，應盡量從射線可W穿透的方向進行掃描。又由于需要辨別的材質 主要位于整個電力器材的中屯、部位。因此，在對電力器材進行射線福射DR成像操作時，必須 使射線穿過電力器材的中屯、。根據電力器材的機械結構，識別其不同材質累積厚度最小的 方向（一般情況下是電力器材的正反方向），按照該方向對電力器材進行擺放。如果上述方 向無法識別材質，則應選取射線可穿透且可識別材質的方向，作為電力器材擺放和掃描的 方向。
[0016] 對于步驟2)，獲得的DR圖像為其檢測方向密度分布數據。根據該圖，操作人員可W 了解到整體工件某個方向的總體密度概況。因為射線穿過工件時會進行衰減，且衰減系數 與物質的密度成一定正比例關系，圖像某塊越黑，說明該區域的密度越大。
[0017] 對于步驟3)，在截取的DR圖像區域中，盡可能使其包含有某一種或多種固定材質 (固定材質即不會被生產商替換的材質）。
[0018] 根據電力器材的內部結構圖，需要在圖像上獲得幾個區域的灰度值，運幾個區域 至少包含有材質可能有問題的區域、材質必須是已知的區域。對于某種材質區域，如果其射 線方向深度不同，也可對不同深度區域提取灰度值。
[0019] 針對變壓器來說，在截取的DR圖像區域中，應至少包括鐵忍、一級線圈、二級線圈 Ξ個區域，并分別獲取Ξ者相應的灰度值63、62、61。如果圖像大小允許，應截取一整圈娃鋼 (或鐵忍）區域。在截取的區域內，應至少獲取W上Ξ個區域的灰度值，且選取的區域應盡量 在該區域的中屯、。
[0020] 對于步驟4)，可根據表1進行識別判斷。表1為不同射線能量下射線衰減系數表，由 此表可知在給定射線的衰減值W及對應物質的衰減系數情況下，可W根據公式獲得對應物 質的長度。但是由于射線受到空氣噪聲W及材質外部其他物質的干擾，后期獲得的能量數 值與理論值有一定的差異。
[0021] -般電力器材中被替換的材質與所規定材質的射線衰減系數差別比較大，即同樣 厚度的不同材質，射線能量的衰減值有幾倍的差距。根據運一原理，可W對不同區域的灰度 差異值進行比較，從而判斷其材質屬性。
[0022] 表1不同射線能量下射線衰減系數表
[0023]
[0024] 本發明的有益效果在于:本發明運用數字DR成像技術，在同一射線管電壓下獲取 圖像，直接獲取特定區域的灰度值，根據灰度值差異比較來鑒別材質。因不需要對器件擺放 位置精確設定，整個操作流程方便快捷，效率高，所采用射線源能量高，一般可識別變壓器 及電力器材的全部內部材質，且受操作員人為因素影響小，結果準確，在不需要對變壓器及 電力器材進行物理破壞的情況下，即可高效率的檢測出其內部材質的屬性，操作方便，檢測 效率高，檢測周期短，成本低，實用性強。
【附圖說明】
[0025] 圖1為變壓器擺放圖。
[00%]圖2為變壓器內部結構示意圖。
[0027]圖3為變壓器內部結構俯視示意圖。
[002引圖4為DR掃描數據圖。
[0029] 圖5為變壓器材質判別流程圖。
【具體實施方式】
[0030] 下面結合參見附圖進一步說明本發明的【具體實施方式】。
[0031] -種基于福射數字DR成像技術識別電力器材內部材質的方法，包括W下步驟：
[0032] 1)采用福射成像系統，對電力器材進行福射成像，獲取該電力器材的DR圖像20;
[0033] 2)在DR圖像20上截取其中一部分區域作為后期識別區域，該區域包含材質固定區 域和材質可能被替換區域；
[0034] 3)提