基于輻射數(shù)字dr成像技術(shù)識(shí)別電力器材內(nèi)部材質(zhì)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明設(shè)及一種福射數(shù)字DR成像技術(shù)的無(wú)損檢測(cè)方法應(yīng)用，尤其設(shè)及一種基于福 射數(shù)字DR成像的識(shí)別變壓器及電力器材內(nèi)部材質(zhì)的方法。
【背景技術(shù)】
[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(shè)備，早已成為社會(huì) 的生活水平和發(fā)展水平的一種標(biāo)志，也是一個(gè)國(guó)家的重要基礎(chǔ)建設(shè)設(shè)施，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行 業(yè)的基礎(chǔ)。從發(fā)電設(shè)備，到變電設(shè)備，然后到輸電設(shè)備，最后到用電設(shè)備，其每一個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)于 能源的利用率、環(huán)境影響W及城市規(guī)劃有著很大的影響。
[0003] 在目前市場(chǎng)下，有些變壓器及電力器材制造商為追逐商業(yè)利潤(rùn)，罔顧國(guó)家法律的 規(guī)定，置社會(huì)公眾利益于不顧，在變壓器及電力器材的材質(zhì)制作上W次充好，W劣代良，極 大影響整個(gè)環(huán)節(jié)的連通性W及資源的有效利用性，給電力系統(tǒng)運(yùn)行及使用帶來(lái)嚴(yán)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(yīng)電器。在整個(gè)電力系統(tǒng)中，變壓器數(shù)量多、性能好、運(yùn)行安全可靠，其地位十分重 要，但有一些制造商，使用侶制線(xiàn)圈代替銅質(zhì)線(xiàn)圈作為電力變壓器線(xiàn)圈繞組，功能上雖然無(wú) 法直接識(shí)別出其差異，但線(xiàn)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(yán)重影響了國(guó)民的利益。由于線(xiàn)圈焊接在變壓器外殼內(nèi)部，且線(xiàn)圈外還有一層絕 緣層包圍，通過(guò)其他電氣試驗(yàn)W及物理檢測(cè)難W進(jìn)行鑒別，W往只能進(jìn)行切割取樣進(jìn)行分 析，但是運(yùn)種檢測(cè)方式普及率極低，檢測(cè)成本巨大。
[0005] 而福射數(shù)字DR成像技術(shù)是一種無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，在不拆解工件的情況下即可識(shí)別其 內(nèi)部結(jié)構(gòu)甚至其物質(zhì)參數(shù)。DR成像類(lèi)似于傳統(tǒng)的X光拍片，不同之處是X光拍片是對(duì)某一固 定區(qū)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(xiàn)從單一 方向W掃描方式穿過(guò)被檢測(cè)物體，對(duì)檢測(cè)的信息進(jìn)行重建后，W二維圖像形式展現(xiàn)所檢測(cè) 方向的密度分布。
[0006] 現(xiàn)可見(jiàn)利用X射線(xiàn)技術(shù)對(duì)變壓器材質(zhì)進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)的方法，但均不太成熟，且操作 流程復(fù)雜，作業(yè)繁瑣，較缺乏實(shí)用性，如中國(guó)專(zhuān)利CN102749342B所公開(kāi)的"配電變壓器非 解體線(xiàn)圈材質(zhì)無(wú)損鑒別方法"，該發(fā)明運(yùn)用膠片成像技術(shù)，在不同X射線(xiàn)管電壓下獲取底片 黑度，繪制出膠片特性曲線(xiàn)，再與數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，從而判別出線(xiàn)圈的材質(zhì)，但此 方法檢測(cè)效率不高，且運(yùn)用多種電壓W及獲取黑度測(cè)量值過(guò)程繁瑣，而且射線(xiàn)源能量低，無(wú) 法穿透W及識(shí)別變壓器中的二級(jí)線(xiàn)圈。
[0007] 又如公布號(hào)為CN104502371A的發(fā)明申請(qǐng)所公開(kāi)的"干式Ξ相配電變壓器非拆解 繞組線(xiàn)圈材質(zhì)無(wú)損鑒別方法"、W及公布號(hào)為CN104502369A所公開(kāi)的發(fā)明申請(qǐng)"立體卷鐵 忍油浸Ξ相配電電壓器非解體線(xiàn)圈材質(zhì)鑒別方法"，此兩個(gè)發(fā)明均是前一個(gè)發(fā)明的具體實(shí) 現(xiàn)及完善，但該兩個(gè)發(fā)明依然在檢測(cè)效率上沒(méi)有提高，并且對(duì)于工件的擺放位置有精確的 要求和嚴(yán)格規(guī)定，從而使得識(shí)別過(guò)程變得更加復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種用于識(shí)別變壓器及電力器材內(nèi)部材質(zhì)屬性 的快捷有效方法。該方法是運(yùn)用射線(xiàn)福射數(shù)字DR成像技術(shù)，獲取被檢測(cè)變壓器及電力器材 工件的DR圖像，結(jié)合不同材質(zhì)對(duì)于射線(xiàn)吸收系數(shù)不同的原理，獲取不同材質(zhì)的內(nèi)部參數(shù)對(duì) 比關(guān)系，從而鑒別該材質(zhì)的屬性。
[0009] 本發(fā)明技術(shù)方案包含一套福射成像系統(tǒng)、獲取的相關(guān)DR圖像、截取相關(guān)區(qū)域、獲取 相關(guān)區(qū)域灰度值、W及根據(jù)物質(zhì)間的差異進(jìn)行比較鑒別物質(zhì)的方法，其具體技術(shù)方案如下：
[0010] -種基于福射數(shù)字DR成像技術(shù)識(shí)別電力器材內(nèi)部材質(zhì)的方法，包括W下步驟：
[0011] 1)采用福射成像系統(tǒng)，對(duì)電力器材進(jìn)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(qū)域作為后期識(shí)別區(qū)域，該區(qū)域包含材質(zhì)固定區(qū)域 和材質(zhì)可能被替換區(qū)域；
[0013] 3)提取不同區(qū)域的圖像灰度值；
[0014] 4)根據(jù)圖像灰度值的差異，判別電力器材內(nèi)部材質(zhì)屬性。
[001引對(duì)于步驟1)，由于射線(xiàn)能量的局限性，它只可能穿透指定厚度的材質(zhì)。因此，當(dāng)對(duì) 電力器材進(jìn)行DR掃描時(shí)，應(yīng)盡量從射線(xiàn)可W穿透的方向進(jìn)行掃描。又由于需要辨別的材質(zhì) 主要位于整個(gè)電力器材的中屯、部位。因此，在對(duì)電力器材進(jìn)行射線(xiàn)福射DR成像操作時(shí)，必須 使射線(xiàn)穿過(guò)電力器材的中屯、。根據(jù)電力器材的機(jī)械結(jié)構(gòu)，識(shí)別其不同材質(zhì)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?qū)﹄娏ζ鞑倪M(jìn)行擺放。如果上述方 向無(wú)法識(shí)別材質(zhì)，則應(yīng)選取射線(xiàn)可穿透且可識(shí)別材質(zhì)的方向，作為電力器材擺放和掃描的 方向。
[0016] 對(duì)于步驟2)，獲得的DR圖像為其檢測(cè)方向密度分布數(shù)據(jù)。根據(jù)該圖，操作人員可W 了解到整體工件某個(gè)方向的總體密度概況。因?yàn)樯渚€(xiàn)穿過(guò)工件時(shí)會(huì)進(jìn)行衰減，且衰減系數(shù) 與物質(zhì)的密度成一定正比例關(guān)系，圖像某塊越黑，說(shuō)明該區(qū)域的密度越大。
[0017] 對(duì)于步驟3)，在截取的DR圖像區(qū)域中，盡可能使其包含有某一種或多種固定材質(zhì) (固定材質(zhì)即不會(huì)被生產(chǎn)商替換的材質(zhì)）。
[0018] 根據(jù)電力器材的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，需要在圖像上獲得幾個(gè)區(qū)域的灰度值，運(yùn)幾個(gè)區(qū)域 至少包含有材質(zhì)可能有問(wèn)題的區(qū)域、材質(zhì)必須是已知的區(qū)域。對(duì)于某種材質(zhì)區(qū)域，如果其射 線(xiàn)方向深度不同，也可對(duì)不同深度區(qū)域提取灰度值。
[0019] 針對(duì)變壓器來(lái)說(shuō)，在截取的DR圖像區(qū)域中，應(yīng)至少包括鐵忍、一級(jí)線(xiàn)圈、二級(jí)線(xiàn)圈 Ξ個(gè)區(qū)域，并分別獲取Ξ者相應(yīng)的灰度值63、62、61。如果圖像大小允許，應(yīng)截取一整圈娃鋼 (或鐵忍）區(qū)域。在截取的區(qū)域內(nèi)，應(yīng)至少獲取W上Ξ個(gè)區(qū)域的灰度值，且選取的區(qū)域應(yīng)盡量 在該區(qū)域的中屯、。
[0020] 對(duì)于步驟4)，可根據(jù)表1進(jìn)行識(shí)別判斷。表1為不同射線(xiàn)能量下射線(xiàn)衰減系數(shù)表，由 此表可知在給定射線(xiàn)的衰減值W及對(duì)應(yīng)物質(zhì)的衰減系數(shù)情況下，可W根據(jù)公式獲得對(duì)應(yīng)物 質(zhì)的長(zhǎng)度。但是由于射線(xiàn)受到空氣噪聲W及材質(zhì)外部其他物質(zhì)的干擾，后期獲得的能量數(shù) 值與理論值有一定的差異。
[0021] -般電力器材中被替換的材質(zhì)與所規(guī)定材質(zhì)的射線(xiàn)衰減系數(shù)差別比較大，即同樣 厚度的不同材質(zhì)，射線(xiàn)能量的衰減值有幾倍的差距。根據(jù)運(yùn)一原理，可W對(duì)不同區(qū)域的灰度 差異值進(jìn)行比較，從而判斷其材質(zhì)屬性。
[0022] 表1不同射線(xiàn)能量下射線(xiàn)衰減系數(shù)表
[0023]
[0024] 本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明運(yùn)用數(shù)字DR成像技術(shù)，在同一射線(xiàn)管電壓下獲取 圖像，直接獲取特定區(qū)域的灰度值，根據(jù)灰度值差異比較來(lái)鑒別材質(zhì)。因不需要對(duì)器件擺放 位置精確設(shè)定，整個(gè)操作流程方便快捷，效率高，所采用射線(xiàn)源能量高，一般可識(shí)別變壓器 及電力器材的全部?jī)?nèi)部材質(zhì)，且受操作員人為因素影響小，結(jié)果準(zhǔn)確，在不需要對(duì)變壓器及 電力器材進(jìn)行物理破壞的情況下，即可高效率的檢測(cè)出其內(nèi)部材質(zhì)的屬性，操作方便，檢測(cè) 效率高，檢測(cè)周期短，成本低，實(shí)用性強(qiáng)。
【附圖說(shuō)明】
[0025] 圖1為變壓器擺放圖。
[00%]圖2為變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖3為變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)俯視示意圖。
[002引圖4為DR掃描數(shù)據(jù)圖。
[0029] 圖5為變壓器材質(zhì)判別流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 下面結(jié)合參見(jiàn)附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。
[0031] -種基于福射數(shù)字DR成像技術(shù)識(shí)別電力器材內(nèi)部材質(zhì)的方法，包括W下步驟：
[0032] 1)采用福射成像系統(tǒng)，對(duì)電力器材進(jìn)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(qū)域作為后期識(shí)別區(qū)域，該區(qū)域包含材質(zhì)固定區(qū) 域和材質(zhì)可能被替換區(qū)域；
[0034] 3)提