基于輻射數(shù)字dr成像技術(shù)識別電力器材內(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)的無損檢測方法應(yīng)用，尤其設(shè)及一種基于福 射數(shù)字DR成像的識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 的生活水平和發(fā)展水平的一種標(biāo)志，也是一個國家的重要基礎(chǔ)建設(shè)設(shè)施，是國民經(jīng)濟各行 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，其每一個環(huán)節(jié)對于 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] 在目前市場下，有些變壓器及電力器材制造商為追逐商業(yè)利潤，罔顧國家法律的 規(guī)定，置社會公眾利益于不顧，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)運行及使用帶來嚴(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。在整個電力系統(tǒng)中，變壓器數(shù)量多、性能好、運行安全可靠，其地位十分重 要，但有一些制造商，使用侶制線圈代替銅質(zhì)線圈作為電力變壓器線圈繞組，功能上雖然無 法直接識別出其差異，但線圈阻抗增大，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)重影響了國民的利益。由于線圈焊接在變壓器外殼內(nèi)部，且線圈外還有一層絕 緣層包圍，通過其他電氣試驗W及物理檢測難W進行鑒別，W往只能進行切割取樣進行分 析，但是運種檢測方式普及率極低，檢測成本巨大。
[0005] 而福射數(shù)字DR成像技術(shù)是一種無損檢測技術(shù)，在不拆解工件的情況下即可識別其 內(nèi)部結(jié)構(gòu)甚至其物質(zhì)參數(shù)。DR成像類似于傳統(tǒng)的X光拍片，不同之處是X光拍片是對某一固 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成像是使射線從單一 方向W掃描方式穿過被檢測物體，對檢測的信息進行重建后，W二維圖像形式展現(xiàn)所檢測 方向的密度分布。
[0006] 現(xiàn)可見利用X射線技術(shù)對變壓器材質(zhì)進行無損檢測的方法，但均不太成熟，且操作 流程復(fù)雜，作業(yè)繁瑣，較缺乏實用性，如中國專利CN102749342B所公開的"配電變壓器非 解體線圈材質(zhì)無損鑒別方法"，該發(fā)明運用膠片成像技術(shù)，在不同X射線管電壓下獲取底片 黑度，繪制出膠片特性曲線，再與數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行匹配，從而判別出線圈的材質(zhì)，但此 方法檢測效率不高，且運用多種電壓W及獲取黑度測量值過程繁瑣，而且射線源能量低，無 法穿透W及識別變壓器中的二級線圈。
[0007] 又如公布號為CN104502371A的發(fā)明申請所公開的"干式Ξ相配電變壓器非拆解 繞組線圈材質(zhì)無損鑒別方法"、W及公布號為CN104502369A所公開的發(fā)明申請"立體卷鐵 忍油浸Ξ相配電電壓器非解體線圈材質(zhì)鑒別方法"，此兩個發(fā)明均是前一個發(fā)明的具體實 現(xiàn)及完善，但該兩個發(fā)明依然在檢測效率上沒有提高，并且對于工件的擺放位置有精確的 要求和嚴(yán)格規(guī)定，從而使得識別過程變得更加復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種用于識別變壓器及電力器材內(nèi)部材質(zhì)屬性 的快捷有效方法。該方法是運用射線福射數(shù)字DR成像技術(shù)，獲取被檢測變壓器及電力器材 工件的DR圖像，結(jié)合不同材質(zhì)對于射線吸收系數(shù)不同的原理，獲取不同材質(zhì)的內(nèi)部參數(shù)對 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)，對電力器材進行福射成像，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引對于步驟1)，由于射線能量的局限性，它只可能穿透指定厚度的材質(zhì)。因此，當(dāng)對 電力器材進行DR掃描時，應(yīng)盡量從射線可W穿透的方向進行掃描。又由于需要辨別的材質(zhì) 主要位于整個電力器材的中屯、部位。因此，在對電力器材進行射線福射DR成像操作時，必須 使射線穿過電力器材的中屯、。根據(jù)電力器材的機械結(jié)構(gòu)，識別其不同材質(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行擺放。如果上述方 向無法識別材質(zhì)，則應(yīng)選取射線可穿透且可識別材質(zhì)的方向，作為電力器材擺放和掃描的 方向。
[0016] 對于步驟2)，獲得的DR圖像為其檢測方向密度分布數(shù)據(jù)。根據(jù)該圖，操作人員可W 了解到整體工件某個方向的總體密度概況。因為射線穿過工件時會進行衰減，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，說明該區(qū)域的密度越大。
[0017] 對于步驟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區(qū)域的灰度值，運幾個區(qū)域 至少包含有材質(zhì)可能有問題的區(qū)域、材質(zhì)必須是已知的區(qū)域。對于某種材質(zhì)區(qū)域，如果其射 線方向深度不同，也可對不同深度區(qū)域提取灰度值。
[0019] 針對變壓器來說，在截取的DR圖像區(qū)域中，應(yīng)至少包括鐵忍、一級線圈、二級線圈 Ξ個區(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] 對于步驟4)，可根據(jù)表1進行識別判斷。表1為不同射線能量下射線衰減系數(shù)表，由 此表可知在給定射線的衰減值W及對應(yīng)物質(zhì)的衰減系數(shù)情況下，可W根據(jù)公式獲得對應(yīng)物 質(zhì)的長度。但是由于射線受到空氣噪聲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)的射線衰減系數(shù)差別比較大，即同樣 厚度的不同材質(zhì)，射線能量的衰減值有幾倍的差距。根據(jù)運一原理，可W對不同區(qū)域的灰度 差異值進行比較，從而判斷其材質(zhì)屬性。
[0022] 表1不同射線能量下射線衰減系數(shù)表
[0023]
[0024] 本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明運用數(shù)字DR成像技術(shù)，在同一射線管電壓下獲取 圖像，直接獲取特定區(qū)域的灰度值，根據(jù)灰度值差異比較來鑒別材質(zhì)。因不需要對器件擺放 位置精確設(shè)定，整個操作流程方便快捷，效率高，所采用射線源能量高，一般可識別變壓器 及電力器材的全部內(nèi)部材質(zhì)，且受操作員人為因素影響小，結(jié)果準(zhǔn)確，在不需要對變壓器及 電力器材進行物理破壞的情況下，即可高效率的檢測出其內(nèi)部材質(zhì)的屬性，操作方便，檢測 效率高，檢測周期短，成本低，實用性強。
【附圖說明】
[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。
【具體實施方式】
[0030] 下面結(jié)合參見附圖進一步說明本發(fā)明的【具體實施方式】。
[0031] -種基于福射數(shù)字DR成像技術(shù)識別電力器材內(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)，對電力器材進行福射成像，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