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基于高光譜技術(shù)的陶瓷絕緣子污穢等級檢測

作者:彩譜科技

本研究應用了900-1700 nm的高光譜相機,可采用杭州彩譜科技有限公司產(chǎn)品FS15進行相關(guān)研究。包含可見光(400-700nm)、近紅外(400-1000nm)和短波近紅外(900-1700nm)3種光譜區(qū)域,廣泛應用于印刷,紡織等各種工業(yè)制品的表面顏色紋理檢測(顏色測量單像素重復性可達dE*ab<0.1),成分識別,物質(zhì)鑒別,機器視覺,農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)等領(lǐng)域。


電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行一直受輸電線路絕緣子污穢閃絡問題的影響。污閃問題嚴重時,會引起大面積、長時間的停電,造成巨大的經(jīng)濟損失。因此,在污閃事故發(fā)生之前,對絕緣子絕緣狀態(tài)進行有效監(jiān)測及評估具有重要意義。陶瓷絕緣子作為最早應用的絕緣子,在電力系統(tǒng)中使用較廣,其污穢檢測主要采用傳統(tǒng)檢測方法,如等值鹽密法、泄漏電流法、表面污層電導法等。但這些方法耗時長、效率低,應用具有一定的局限性。陶瓷絕緣子表面存在釉質(zhì),在采集其高光譜圖像時會出現(xiàn)反光現(xiàn)象,對譜線信息有較大影響。因此,文中首先通過直方圖均衡化處理去除反光干擾;然后采集不同污穢等級的陶瓷片樣本的高光譜圖像,對其進行預處理,去除噪聲干擾;接著通過連續(xù)投影算法(successive projections algorithm,SPA)對樣本譜線進行特征提取;最后基于SVM模型根據(jù)特征譜線建立污穢檢測模型,對待測樣本進行污穢等級劃分,實現(xiàn)陶瓷絕緣子非接觸式污穢等級檢測。


結(jié)論如下:

(1) 陶瓷絕緣子表面污穢等級不同時,其高光譜譜線在幅值上存在明顯差異,這種幅值差異能夠作為污穢等級判定的標準;

(2) 直方圖均衡化處理能夠有效弱化陶瓷絕緣子自身材質(zhì)原因所造成的反光現(xiàn)象,提高陶瓷絕緣子高光譜數(shù)據(jù)的準確性;

(3) 文中方法能夠?qū)崿F(xiàn)陶瓷絕緣片人工污穢樣本的污穢等級檢測,準確率可達95%,為實現(xiàn)陶瓷絕緣子污穢等級檢測提供了技術(shù)參考。



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