国网江苏省电力有限公司南通供电分公司;江苏海泰智控科技有限公司陈鹏获国家专利权
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龙图腾网获悉国网江苏省电力有限公司南通供电分公司;江苏海泰智控科技有限公司申请的专利一种基于光散射法的油浸变压器气体继电器乙炔产气速率检测方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120232845B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-12发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510725381.8,技术领域涉及:G01N21/51;该发明授权一种基于光散射法的油浸变压器气体继电器乙炔产气速率检测方法及系统是由陈鹏;冯新民;张松波;钱聪;夏顾锋;吉露露;郁海彭;朱富云;冯迎春;戚纪锁;张展设计研发完成,并于2025-06-03向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于光散射法的油浸变压器气体继电器乙炔产气速率检测方法及系统在说明书摘要公布了:本发明涉及油浸式变压器状态监测技术领域,具体涉及一种基于光散射法的油浸变压器气体继电器乙炔产气速率检测方法及系统,该方法包括:确定光源单元的入射位置,并且所述光源单元发出的激光信号入射至气体继电器中一侧的观察窗上,传感器单元捕获不同角度的散射光强信号,处理单元对所述散射光强信号依据米氏散射原理计算出气泡粒径分布;机器视觉单元对所述气体继电器中的气泡群进行拍摄,并通过处理单元中的匹配窗口相关性方法监测气泡上升速率,从而结合所述气泡粒径分布和气泡上升速率得到对应的产气速率。本发明采用基于光散射法和高速摄像技术,能够实现对气泡动态变化的精确监测。
本发明授权一种基于光散射法的油浸变压器气体继电器乙炔产气速率检测方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种基于光散射法的油浸变压器气体继电器乙炔产气速率检测方法,其特征在于,该方法包括: 将已知粒径分布的聚苯乙烯颗粒掺杂于变压器油中,并引入气体继电器内; 确定光源单元的入射位置,并且所述光源单元发出的激光信号入射至气体继电器中一侧的观察窗上,传感器单元在气体继电器中另一侧的观察窗对散射光进行处理,从而捕获不同角度的散射光强信号,处理单元对所述散射光强信号依据米氏散射原理计算出气泡粒径分布; 机器视觉单元对所述气体继电器中的气泡群进行拍摄,并通过处理单元中的匹配窗口相关性方法监测气泡上升速率,从而结合所述气泡粒径分布和气泡上升速率得到对应的产气速率,所述匹配窗口相关性方法首先选取所述机器视觉单元拍摄到的气泡群图像进行由粗网格到细网格的速度场计算,然后在满足分辨率的要求后再对单个气泡的速度进行追踪测量; 所述匹配窗口相关性方法具体包括: 将连续拍摄的多张图片转换为灰度图像,采用所述灰度图像减去无气体流动的背景图像,得到只有气泡信息的灰度图像,并对其进行降噪; 以图像中的目标气泡群为中心,选取一个矩形窗口,以当前窗口的四个角为中心选取四个同样尺寸的窗口B、C、D、E,并分别计算窗口B、C、D、E对应的灰度分布矩阵,所述灰度分布矩阵为将对应窗口的每一个像素块的灰度值提取后形成的矩阵; 分别对这四个窗口B、C、D、E在当前帧的灰度分布矩阵与下一帧中该窗口附近相同大小区域的矩阵进行滑动匹配,从而在下一帧图片中找到与当前帧局部窗口互相关程度最高的窗口,此时互相关峰值的位置即为当前窗口的坐标偏移量,所述窗口附近相同大小区域为以理论最大位移为初次搜索半径,以一个像素点为步长进行上下左右四个方向的滑动; 根据B、C、D、E窗口的坐标偏移量得到对应窗口的速度,并以B、C、D、E四个窗口的速度作为A窗口四个角的速度; 以气泡在油中的最大速度作为速度阈值,若得到的A窗口的四个角的速度中的任何一个或多个大于所述速度阈值,则对其进行丢弃,并扩大窗口的尺寸后重新计算对应速度,否则,进行下一步的细网格速度测量; 所述细网格速度测量对应的方法步骤包括: 在矩形窗口A中,以目标气泡为中心选取一个比A窗口小的矩形窗口,所述矩形窗口包括至多一个气泡; 记细网格对应的尺寸为,对应的中心坐标为,则细网格在矩形窗口A中的归一化坐标表示为:;根据归一化坐标计算A窗口四个角对应的权重,从而根据A窗口四个角对应的速度得到当前细网格的速度; 采用得到的细网格速度预测对应的细网格位移,以得到的位移为搜索半径,以一个像素点为步长,使得矩形窗口作出上下左右的位置偏移,根据二次拟合后的互相关函数峰值找到与矩形窗口匹配程度最高的偏移窗口,并得到矩形窗口和与其匹配程度最高的窗口中的对应气泡的轮廓长度,若轮廓长度变化率大于10%或细网格速度大于对应阈值,则重新选取目标气泡进行测速; 若当前细网格中包括多于一个气泡,则进一步减小当前细网格的尺寸进行速度测量,直至定位至单个气泡,并进行速度的测量。
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