[发明专利]直流导线模拟积污装置、表面状态的测量方法及系统

摘要

本发明公开了一种直流导线模拟积污装置、表面状态的测量方法及系统，该方法包括：采用预先建立的直流导线表面模拟积污装置，对待测导线的表面进行积污，获取预设积污条件下的直流导线样本；采集直流导线样本的表面图像，并对所采集的表面图像进行处理，获取对应的灰度图像；根据灰度图像得到灰度矩阵，并计算灰度矩阵的特征参数；分别建立灰度矩阵的各特征参数与对应的积污时间的函数关系、统计特征参数与对应的积污时间的函数关系，进而据此对待测导线的表面状态进行科学表征和量化。因此，实施本发明能够获得大量不同积污条件下的直流导线样本，并能实现对直流积污导线表面状态的科学表征和量化。 1

主权项

1.一种直流导线表面状态的测量方法，其特征在于，该方法包括：

采用预先建立的直流导线表面模拟积污装置，对待测导线的表面进行积污，获取预设积污条件下的直流导线样本；

采集所述直流导线样本的表面图像，并对所采集的表面图像进行处理，获取对应的灰度图像；

根据所述灰度图像得到灰度矩阵，并计算所述灰度矩阵的特征参数；

分别建立所述灰度矩阵的各特征参数与对应的积污时间的函数关系；

对计算得到的所述灰度矩阵的各特征参数进行加权计算，得到整体的统计特征参数，建立所述统计特征参数与对应的积污时间的函数关系；

根据得到的各个特征参数值及统计特征参数与对应的积污时间的函数关系，对所述待测导线的表面状态进行科学表征和量化。

2.根据权利要求1所述的直流导线表面状态的测量方法，其特征在于，还包括：

根据得到的各个特征参数值与对应的积污时间的函数关系、以及所述统计特征参数与对应的积污时间的函数关系，对实际运行的直流导线的表面状态进行预测；和/或，

分别建立各个特征参数值及统计特征参数与导线施加电压、颗粒物浓度的函数关系，用于对所述待测导线的表面状态进行科学表征和量化。

3.根据权利要求2所述的直流导线表面状态的测量方法，其特征在于，所述对所采集的表面图像进行处理，获取对应的灰度图像包括：

采用数字图像处理工具，提取所述表面图像中的灰度信息；

根据所述灰度信息，将所述表面图像转换为灰度图像。

4.根据权利要求3所述的直流导线表面状态的测量方法，其特征在于，所述根据所述灰度图像得到灰度矩阵，并计算所述灰度矩阵的特征参数包括：

采用邻域平均法，对所述灰度图像进行图像去燥处理；

将经过数字化处理以及图像去噪后的灰度图像表示成一个由像素灰度值组成的灰度矩阵；

基于得到的灰度矩阵G，求取多个特征参数，用来反映用于定量描述图像中的信息的纹理特征；其中，所述多个特征参数包括但不限于以下五个：

1)方差：在计算时，将灰度矩阵转化为列向量，再求得该列元素即矩阵中所有元素的标准差差值，用以描述矩阵中所有数据的变异程度或离散程度；

2)能量：为灰度矩阵中各元素的平方和，用于反映图像灰度分布的均匀程度和纹理的粗糙程度；

3)对比度：为灰度矩阵中关于对角线的惯性矩，用于反映矩阵值的分布情况，对比度的值代表图像纹理的深浅；

4)相关性：为度量灰度矩阵在某一方向相似程度的参数；

5)熵：为图像内容随机性的度量参数，用于度量图像信息量，熵的数值大小反映图像纹理复杂度。

5.根据权利要求4所述的直流导线表面状态的测量方法，其特征在于，所述各个特征参数与积污时间的函数关系包括：

1)方差F₁与积污时间t呈近似指数上升关系，采用函数关系式表达为：

其中，A₁、B₁、K₁为常数，A₁的取值范围为2.88～3.66，B₁的取值范围为400～420，K₁的取值范围为1300～1500；

2)能量F₂与积污时间t呈近似线性上升关系，采用函数关系式表达为：

F₂＝A₂t+B₂

其中，A₂、B₂为常数，A₂的取值范围为0.07～0.12，B₂的取值范围为0.34～0.41；

3)对比度F₃与积污时间t呈近似线性上升关系，采用函数关系式表达为：

F₃＝A₃t+B₃

其中，A₃、B₃为常数，A₃的取值范围为0.03～0.11，B₃的取值范围为0.02～0.11；

4)相关性F₄与积污时间t呈近似指数下降关系，采用函数关系式表达为：

其中，A₄、B₄、K₄为常数，A₄的取值范围为3.87～4.25，B₄的取值范围为2.06～3.19，K₄的取值范围为10.82～12.19；

5)熵F₅与积污时间t呈近似线性上升关系，采用函数关系式表达为：

F₅＝A₅t+B₅

其中，A₅、B₅为常数，A₅的取值范围为0.09～0.18，B₅的取值范围为0.63～0.74。

6.根据权利要求1至5任一项所述的直流导线表面状态的测量方法，其特征在于，用来反映图像的整体信息的全局的统计特征参数W与各个特征参数F_i之间的函数关系为：

其中，F_i为得到的各个特征参数，μ_i为各个特征参数所反映的图像信息在整个信息中的权重，F_i的取值范围为860～1240，μ_i的取值范围为0.20～0.90。

7.一种直流导线表面状态的测量系统，其特征在于，包括：

直流导线模拟积污装置，用于根据不同的积污条件对待测导线的表面进行积污；

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