基于紅外成像和溫度檢測的電纜老化位置檢測裝置屬于電力、紅外檢測技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電纜通常是由兩根或多根導線絞合而成，每組導線之間相互絕緣，外面包有絕緣的覆蓋層。電纜具有內(nèi)通電，外絕緣的特征。
這種結(jié)構(gòu)，有利于保護電纜，延長其使用壽命，但是仍然不能徹底避免電纜中導線發(fā)生氧化等老化問題。一旦電纜中的導線發(fā)生氧化等老化問題，將會影響線路的傳輸功能，嚴重時將造成電纜失效。
針對電纜中導線氧化等老化問題，對電纜制定了使用壽命，在達到使用壽命后，就會將電纜進行整體更換。然而，如果電纜在仍然具有良好性能的情況下進行整體更換，勢必會提高成本。解決這個問題的方法就是對電纜進行定期檢查，查找電纜中導線發(fā)生老化的位置，再對電纜進行更換。
發(fā)明專利《一種電力線老化紅外檢測裝置與檢測方法》，發(fā)現(xiàn)了電纜中的導線在老化后會使電纜的導熱性能會發(fā)生改變的特性，即電纜在老化后，軸向和橫向兩個方向的熱傳遞速度均不同，利用此特性，發(fā)明了一種基于導熱性能檢測的電纜老化位置紅外檢測裝置與檢測方法，為電纜老化位置檢測提供了新的檢測手段。然而，該發(fā)明具有以下缺點：
第一、所公開的裝置需要具有旋轉(zhuǎn)功能，且設(shè)置有九個紅外攝像頭，增加了裝置成本；
第二、所公開的方法步驟復雜，具有操作復雜的缺點；
第三、由于每個紅外圖像傳感器只能覆蓋三分之一圓周范圍內(nèi)，因此所得到的老化橫向位置也只能限定在三分之一圓周范圍內(nèi)，因此具有精度低的缺點。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的就是針對發(fā)明專利《一種電力線老化紅外檢測裝置與檢測方法》中裝置結(jié)構(gòu)復雜成本高、方法步驟多操作復雜、老化橫向位置精度低的問題，設(shè)計一種改進的電纜老化位置紅外檢測裝置。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開了一種基于紅外成像和溫度檢測的電纜老化位置檢測裝置，不僅能夠簡化發(fā)明專利《一種電力線老化紅外檢測裝置與檢測方法》中裝置的復雜性，而且能夠省略檢測步驟，同時還能提高檢測精度。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：
基于紅外成像和溫度檢測的電纜老化位置檢測裝置，包括從上到下依次設(shè)置不具有旋轉(zhuǎn)功能的上環(huán)形圈，中環(huán)形圈和下環(huán)形圈，所述中環(huán)形圈位于上環(huán)形圈和下環(huán)形圈的中間位置，電纜從上環(huán)形圈，中環(huán)形圈和下環(huán)形圈中穿過；上環(huán)形圈上均勻設(shè)置有多個溫度傳感器；中環(huán)形圈的內(nèi)部設(shè)置有起加熱功能的電阻絲，外部均勻設(shè)置有第一紅外攝像頭，第二紅外攝像頭，第三紅外攝像頭，第四紅外攝像頭，第五紅外攝像頭和第六紅外攝像頭；下環(huán)形圈上均勻設(shè)置有多個溫度傳感器；第一紅外攝像頭，第二紅外攝像頭，第三紅外攝像頭，第四紅外攝像頭，第五紅外攝像頭，第六紅外攝像頭和所有溫度傳感器的輸出傳遞給信號處理器。
一種在上述基于紅外成像和溫度檢測的電纜老化位置檢測裝置上實現(xiàn)的基于紅外成像和溫度檢測的電纜老化位置檢測方法，包括以下步驟：
步驟a、用中環(huán)形圈給電纜加熱；
步驟b、讓電纜自然冷卻，冷卻溫度高于加熱前溫度；
步驟c、確定老化橫向位置；
步驟d、確定老化軸向位置；
步驟e、根據(jù)老化橫向位置和軸向位置，確定空間位置。
上述基于紅外成像和溫度檢測的電纜老化位置檢測方法，所述步驟c包括以下步驟：
步驟c1、得到系列灰度數(shù)據(jù)
第一紅外攝像頭得到灰度數(shù)據(jù)k1，第二紅外攝像頭得到灰度數(shù)據(jù)k2，第三紅外攝像頭得到灰度數(shù)據(jù)k3，第四紅外攝像頭得到灰度數(shù)據(jù)k4，第五紅外攝像頭得到灰度數(shù)據(jù)k5，第六紅外攝像頭得到灰度數(shù)據(jù)k6；
步驟c2、從中環(huán)形圈所在水平面得到老化橫向位置
判斷|k1-k2|，|k2-k3|，|k3-k4|，|k4-k5|，|k5-k6|和|k6-k1|中相鄰或相隔的兩個最大值，如果：
|k1-k2|和|k2-k3|為相鄰的兩個最大值，老化位置位于第二紅外攝像頭所覆蓋的區(qū)域；
|k2-k3|和|k3-k4|為相鄰的兩個最大值，老化位置位于第三紅外攝像頭所覆蓋的區(qū)域；
|k3-k4|和|k4-k5|為相鄰的兩個最大值，老化位置位于第四紅外攝像頭所覆蓋的區(qū)域；
|k4-k5|和|k5-k6|為相鄰的兩個最大值，老化位置位于第五紅外攝像頭所覆蓋的區(qū)域；
|k5-k6|和|k6-k1｜為相鄰的兩個最大值，老化位置位于第六紅外攝像頭所覆蓋的區(qū)域；
|k6-k1|和|k1-k2|為相鄰的兩個最大值，老化位置位于第一紅外攝像頭所覆蓋的區(qū)域；
|k1-k2|和|k3-k4|為相隔的兩個最大值，老化位置位于第二紅外攝像頭和第三紅外攝像頭的交界；
|k2-k3|和｜k4-k5｜為相隔的兩個最大值，老化位置位于第三紅外攝像頭和第四紅外攝像頭的交界；
｜k3-k4|和|k5-k6|為相隔的兩個最大值，老化位置位于第四紅外攝像頭和第五紅外攝像頭的交界；
｜k4-k5｜和｜k6-k1｜為相隔的兩個最大值，老化位置位于第五紅外攝像頭和第六紅外攝像頭的交界；
｜k5-k6|和|k1-k2|為相隔的兩個最大值，老化位置位于第六紅外攝像頭和第一紅外攝像頭的交界；
|k6-k1|和|k2-k3|為相隔的兩個最大值，老化位置位于第一紅外攝像頭和第二紅外攝像頭的交界。
上述基于紅外成像和溫度檢測的電纜老化位置檢測方法，所述步驟d包括以下步驟：
步驟d1、用中環(huán)形圈給電纜加熱；
步驟d2、在規(guī)定的時間t內(nèi)，分別計算：
上環(huán)形圈的多個溫度傳感器采集到的溫度數(shù)據(jù)
下環(huán)形圈的多個溫度傳感器采集到的溫度數(shù)據(jù)
式中，tem_1i為上環(huán)形圈第i個溫度傳感器采集到的溫度數(shù)據(jù)，tem_2i為下環(huán)形圈第i個溫度傳感器采集到的溫度數(shù)據(jù)，n1為上環(huán)形圈中溫度傳感器的數(shù)量；n2為下環(huán)形圈中溫度傳感器的數(shù)量；
步驟d3、繪制t1(t)和t3(t)隨時間變化的曲線，如果：
t1(t)在t3(t)上方，將基于紅外成像和溫度檢測的電纜老化位置檢測裝置向下移動，重復步驟b1；
t1(t)在t3(t)下方，將基于紅外成像和溫度檢測的電纜老化位置檢測裝置向上移動，重復步驟b1；
t1(t)和t3(t)重合，老化軸向位置位于中環(huán)形圈所在平面。
有益效果：
第一、與發(fā)明專利《一種電力線老化紅外檢測裝置與檢測方法》相比，本發(fā)明基于紅外成像和溫度檢測的電纜老化位置檢測裝置的區(qū)別技術(shù)特征在于，上環(huán)形圈，中環(huán)形圈和下環(huán)形圈均不具有旋轉(zhuǎn)功能，而且只在中環(huán)形圈上設(shè)置有六個紅外攝像頭，在上環(huán)形圈和下環(huán)形圈上設(shè)置各有多個溫度傳感器，這種結(jié)構(gòu)下，由于節(jié)省了上環(huán)形圈，中環(huán)形圈和下環(huán)形圈的旋轉(zhuǎn)功能，并且由九個紅外攝像頭減少為六個紅外攝像頭，節(jié)省的三個攝像頭成本遠高于多個溫度傳感器的成本，因此不僅能夠降低裝置的復雜性，而且能夠降低裝置成本；
第二、與發(fā)明專利《一種電力線老化紅外檢測裝置與檢測方法》相比，本發(fā)明基于導熱性能檢測的電纜老化位置紅外檢測方法的區(qū)別技術(shù)特征在于，從中環(huán)形圈上的六個攝像頭得到得到系列灰度數(shù)據(jù)，再將相鄰兩個攝像頭灰度數(shù)據(jù)做差，得到六組差數(shù)據(jù)，最后通過從這些差中選擇相鄰或相隔的兩個差的最大值，直接確定老化橫向位置；這種方法，明顯簡化了系列灰度數(shù)據(jù)的計算比較判斷步驟，而且由于在中環(huán)形圈上均勻設(shè)置六個攝像頭，每個攝像頭僅需要覆蓋六分之一的區(qū)域即可，因此老化橫向位置能夠確定在六分之一圓周范圍內(nèi)，檢測精度提高了一倍。
附圖說明
圖1是本發(fā)明基于紅外成像和溫度檢測的電纜老化位置檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中：1上環(huán)形圈、2中環(huán)形圈、21第一紅外攝像頭、22第二紅外攝像頭、23第三紅外攝像頭、24第四紅外攝像頭、25第五紅外攝像頭、26第六紅外攝像頭、3下環(huán)形圈。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明具體實施方式作進一步詳細描述。
具體實施例一
本實施例是基于紅外成像和溫度檢測的電纜老化位置檢測裝置實施例。
本實施例的基于紅外成像和溫度檢測的電纜老化位置檢測裝置，結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，該基于紅外成像和溫度檢測的電纜老化位置檢測裝置包括從上到下依次設(shè)置不具有旋轉(zhuǎn)功能的上環(huán)形圈1，中環(huán)形圈2和下環(huán)形圈3，所述中環(huán)形圈2位于上環(huán)形圈1和下環(huán)形圈3的中間位置，電纜從上環(huán)形圈1，中環(huán)形圈2和下環(huán)形圈3中穿過；上環(huán)形圈1上均勻設(shè)置有多個溫度傳感器；中環(huán)形圈2的內(nèi)部設(shè)置有起加熱功能的電阻絲，外部均勻設(shè)置有第一紅外攝像頭21，第二紅外攝像頭22，第三紅外攝像頭23，第四紅外攝像頭24，第五紅外攝像頭25和第六紅外攝像頭26；下環(huán)形圈3上均勻設(shè)置有多個溫度傳感器；第一紅外攝像頭21，第二紅外攝像頭22，第三紅外攝像頭23，第四紅外攝像頭24，第五紅外攝像頭25，第六紅外攝像頭26和所有溫度傳感器的輸出傳遞給信號處理器。
具體實施例二
本實施例是基于紅外成像和溫度檢測的電纜老化位置檢測方法實施例。
本實施例的基于紅外成像和溫度檢測的電纜老化位置檢測方法，在具體實施例一所述的基于紅外成像和溫度檢測的電纜老化位置檢測裝置上實現(xiàn)，該方法包括以下步驟：
步驟a、用中環(huán)形圈2給電纜加熱；
步驟b、讓電纜自然冷卻，冷卻溫度高于加熱前溫度；
步驟c、確定老化橫向位置；
步驟d、確定老化軸向位置；
步驟e、根據(jù)老化橫向位置和軸向位置，確定空間位置。
具體實施例三
本實施例是基于紅外成像和溫度檢測的電纜老化位置檢測方法實施例。
本實施例的基于紅外成像和溫度檢測的電纜老化位置檢測方法，在具體實施例一的基礎(chǔ)上，進一步限定所述步驟c包括以下步驟：
步驟c1、得到系列灰度數(shù)據(jù)
第一紅外攝像頭21得到灰度數(shù)據(jù)k1，第二紅外攝像頭22得到灰度數(shù)據(jù)k2，第三紅外攝像頭23得到灰度數(shù)據(jù)k3，第四紅外攝像頭24得到灰度數(shù)據(jù)k4，第五紅外攝像頭25得到灰度數(shù)據(jù)k5，第六紅外攝像頭26得到灰度數(shù)據(jù)k6；
步驟c2、從中環(huán)形圈所在水平面得到老化橫向位置
判斷|k1-k2|，|k2-k3|，|k3-k4|，|k4-k5|，|k5-k6|和|k6-k1|中相鄰或相隔的兩個最大值，如果：
|k1-k2|和|k2-k3|為相鄰的兩個最大值，老化位置位于第二紅外攝像頭22所覆蓋的區(qū)域；
|k2-k3|和|k3-k4|為相鄰的兩個最大值，老化位置位于第三紅外攝像頭23所覆蓋的區(qū)域；
|k3-k4|和|k4-k5|為相鄰的兩個最大值，老化位置位于第四紅外攝像頭24所覆蓋的區(qū)域；
｜k4-k5|和|k5-k6｜為相鄰的兩個最大值，老化位置位于第五紅外攝像頭25所覆蓋的區(qū)域；
|k5-k6|和|k6-k1|為相鄰的兩個最大值，老化位置位于第六紅外攝像頭26所覆蓋的區(qū)域；
|k6-k1|和|k1-k2|為相鄰的兩個最大值，老化位置位于第一紅外攝像頭21所覆蓋的區(qū)域；
|k1-k2|和|k3-k4|為相隔的兩個最大值，老化位置位于第二紅外攝像頭22和第三紅外攝像頭23的交界；
|k2-k3|和｜k4-k5|為相隔的兩個最大值，老化位置位于第三紅外攝像頭23和第四紅外攝像頭24的交界；
|k3-k4|和|k5-k6|為相隔的兩個最大值，老化位置位于第四紅外攝像頭24和第五紅外攝像頭25的交界；
|k4-k5|和|k6-k1|為相隔的兩個最大值，老化位置位于第五紅外攝像頭25和第六紅外攝像頭26的交界；
|k5-k6|和|k1-k2|為相隔的兩個最大值，老化位置位于第六紅外攝像頭26和第一紅外攝像頭21的交界；
|k6-k1|和|k2-k3|為相隔的兩個最大值，老化位置位于第一紅外攝像頭21和第二紅外攝像頭22的交界。
具體實施例四
本實施例是基于紅外成像和溫度檢測的電纜老化位置檢測方法實施例。
本實施例的基于紅外成像和溫度檢測的電纜老化位置檢測方法，在具體實施例一的基礎(chǔ)上，進一步限定所述步驟d包括以下步驟：
步驟d1、用中環(huán)形圈2給電纜加熱；
步驟d2、在規(guī)定的時間t內(nèi)，分別計算：
上環(huán)形圈1的多個溫度傳感器采集到的溫度數(shù)據(jù)
下環(huán)形圈3的多個溫度傳感器采集到的溫度數(shù)據(jù)
式中，tem_1i為上環(huán)形圈1第i個溫度傳感器采集到的溫度數(shù)據(jù)，tem_2i為下環(huán)形圈3第i個溫度傳感器采集到的溫度數(shù)據(jù)，n1為上環(huán)形圈1中溫度傳感器的數(shù)量；n2為下環(huán)形圈1中溫度傳感器的數(shù)量；
步驟d3、繪制t1(t)和t3(t)隨時間變化的曲線，如果：
t1(t)在t3(t)上方，將基于紅外成像和溫度檢測的電纜老化位置檢測裝置向下移動，重復步驟b1；
t1(t)在t3(t)下方，將基于紅外成像和溫度檢測的電纜老化位置檢測裝置向上移動，重復步驟b1；
t1(t)和t3(t)重合，老化軸向位置位于中環(huán)形圈2所在平面。