[发明专利]一种均压电极结垢程度原位光学检测装置及方法

权利要求书

1.一种均压电极结垢程度原位光学检测装置，其特征在于，包括光学检测模块(1)、图像计算模块(2)和人机界面(3)，所述光学检测模块(1)和图像计算模块(2)均与人机界面(3)通过信号线连接；

所述光学检测模块(1)用于获取均压电极结垢的待测图像；

所述图像计算模块(2)包括图像识别模块(2-1)和图像分析模块(2-2)，所述图像识别模块(2-1)用于对待测图像依次进行预处理和定位分割，得到电极端特征图像，所述图像分析模块(2-2)用于对电极端特征图像进行像元尺寸的标定和图像几何计算，得到均压电极结垢数据；

所述人机界面(3)用于提供数据输入与读取功能，以及对光学检测模块(1)和图像计算模块(2)进行调节和控制。

2.根据权利要求1所述的一种均压电极结垢程度原位光学检测装置，其特征在于，所述光学检测模块(1)包括光源控制器(1-1)、光源探头(1-2)和成像装置(1-3)，所述光源控制器(1-1)用于驱动激光器光源，并控制激光器光源的亮度及照明状态，所述光源探头(1-2)用于利用激光器光源发出的高斯光束照明冷却水主管道中的均压电极，所述成像装置(1-3)用于接收透过冷却水主管道的光信号，形成均压电极结垢的待测图像。

3.根据权利要求2所述的一种均压电极结垢程度原位光学检测装置，其特征在于，所述光源探头(1-2)包括光纤导管以及与光纤导管连接的匀化器。

4.根据权利要求2所述的一种均压电极结垢程度原位光学检测装置，其特征在于，所述成像装置(1-3)包括依次设置的红外增强透镜、窄带滤波器和相机。

5.根据权利要求1所述的一种均压电极结垢程度原位光学检测装置，其特征在于，所述对待测图像进行预处理具体为：对待测图像进行图像去噪和图像增强。

6.一种均压电极结垢程度原位光学检测方法，采用权利要求1-5任一项所述的一种均压电极结垢程度原位光学检测装置，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：利用光学检测模块(1)获取无结垢状态的均压电极的取样图像，将取样图像经图像识别模块(2-1)依次进行预处理和定位分割后，得到电极端取样图像，利用图像分析模块(2-2)得到电极端取样图像的径向像元数，并结合均压电极无结垢状态的原始直径，为电极端取样图像的径向像元赋值，即赋予单一像元一个确定单一像元尺寸；

步骤二：对于换流阀使用中的均压电极，利用光学检测模块(1)拍摄获取均压电极的待测图像，将待测图像经图像识别模块(2-1)依次进行预处理和定位分割后，得到电极端特征图像，利用图像分析模块(2-2)得到电极端特征图像的轴向不同点位的径向像元数量和垢样所占整个轴向的像元数量，结合所赋值的单一像元尺寸，进行均压电极的几何尺寸计算，得出均压电极结垢后的直径和结垢长度。

7.根据权利要求6所述的一种均压电极结垢程度原位光学检测方法，其特征在于，还包括步骤三：利用均压电极无结垢状态的原始直径与均压电极结垢后的直径，计算均压电极的结垢厚度。

8.根据权利要求7所述的一种均压电极结垢程度原位光学检测方法，其特征在于，所述均压电极的结垢厚度的计算公式为：

h＝(L₁-L₀)/2

其中，h为结垢厚度，L₀为均压电极无结垢状态的原始直径，L₁为均压电极结垢后的直径。

9.根据权利要求6所述的一种均压电极结垢程度原位光学检测方法，其特征在于，所述均压电极结垢后的直径和结垢长度计算公式如下：

L₁＝a×n₁

其中，L₁为均压电极结垢后的直径，a为像元边长，所述像元为正方形，n₁为电极端特征图像的轴向不同点位的径向像元数量；

L₂＝a×n₂

其中，L₂为均压电极结垢后的结垢长度，n₂为垢样所占整个轴向的像元数量。