[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

说明书

本发明公开了一种均压电极结垢程度原位光学检测装置及方法，包括光学检测模块、图像计算模块和人机界面，所述光学检测模块和图像计算模块均与人机界面通过信号线连接；所述光学检测模块用于获取均压电极结垢的待测图像；所述图像计算模块包括图像识别模块和图像分析模块，所述图像识别模块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；所述人机界面用于提供数据输入与读取功能，以及对光学检测模块和图像计算模块进行调节和控制。本发明不需要拆除均压电极，无排水、压力试验等，操作简单、测量准确、自动化程度高。

技术领域

本发明涉及换流阀均压电极结垢程度检测领域，具体涉及一种均压电极结垢程度原位光学检测装置及方法。

背景技术

高压直流输电技术是现今世界上最先进最节能的输变电技术之一，也是目前重点发展的技术装备领域。其中，换流阀是直流输电系统中最核心的设备之一。换流站阀塔均压电极结垢严重时可能导致内冷水系统放电漏水等问题发生，严重影响直流工程的安全运行。调研类似换流站，该问题比较普遍，每年需要定期抽检均压电极结垢现状，评估电极失效程度，必要时安排电极结垢清理工作。

随着高压直流输电工程的大规模建设运行，每个换流站的检修工期越来越短，相关检修工作争分夺秒，提高各项检修工作效率非常紧迫，电极结垢程度检测问题目前国内外相关单位都没有较好的解决措施，仍然需要人工抽检和清理。传统的电极结垢抽检工作，需要至少5～7人和7个关键步骤：1)确定抽检位置；2)放水；3)拆卸电极；4)电极检测；5)电极清理；6)电极复位安装；7)注水、排气、压力试验。这些关键步骤基本都是高空作业，不仅工作量大，且费时费力，还容易损伤阀组件。

发明内容

针对换流站阀冷系统中均压电极结垢程度抽检测量作业工序繁琐、工期长、风险大的问题，本发明提供了一种均压电极结垢程度原位光学检测装置及方法，本发明通过无损的图像识别、处理、几何计算，获取均压电极结垢程度相关参数，不需要拆除均压电极，无排水、压力试验等后续作业，具有操作简单、测量准确、自动化程度高等优点。

为了达到以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种均压电极结垢程度原位光学检测装置，包括光学检测模块、图像计算模块和人机界面，所述光学检测模块和图像计算模块均与人机界面通过信号线连接；

所述光学检测模块用于获取均压电极结垢的待测图像；

所述图像计算模块包括图像识别模块和图像分析模块，所述图像识别模块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；

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

进一步地，所述光学检测模块包括光源控制器、光源探头和成像装置，所述光源控制器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。

进一步地，所述光源探头包括光纤导管以及与光纤导管连接的匀化器。

进一步地，所述成像装置包括依次设置的红外增强透镜、窄带滤波器和相机。

进一步地，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。

一种均压电极结垢程度原位光学检测方法，包括以下步骤：