本發(fā)明是一種檢測(cè)儀，特別涉及一種基于紅外圖像的便攜式電力設(shè)備故障識(shí)別檢測(cè)儀及其操作方法。

背景技術(shù)：

隨著電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，保障大電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，高效、準(zhǔn)確的電力設(shè)備故障診斷方法需求愈加迫切。由于電力設(shè)備的故障大多以發(fā)熱的形式表現(xiàn)出來(lái)，因此紅外圖像在電力設(shè)備故障診斷中有著廣泛的應(yīng)用。

目前基于紅外圖像的電力設(shè)備故障診斷方法主要有采用人工巡檢的方式，手持紅外熱像儀設(shè)備以人工經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，從而找出故障以及潛在故障設(shè)備。

現(xiàn)有基于紅外圖像的電力設(shè)備故障方法，一種采用人工巡檢的方式，手持紅外熱像儀設(shè)備以人工經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，從而找出故障以及潛在故障設(shè)備。但人工經(jīng)驗(yàn)往往都不太相同，對(duì)于經(jīng)驗(yàn)不足的新手就誤判的概率較大，而且人工判斷速度也較慢，對(duì)于大型的電站，人工判斷不僅效率低下，長(zhǎng)時(shí)間的工作也會(huì)導(dǎo)致誤判率增高，這都對(duì)電網(wǎng)安全可靠的運(yùn)行造成了不良影響；另一種主要將人工巡檢時(shí)采集的紅外圖像數(shù)據(jù)上傳數(shù)據(jù)服務(wù)中心，由計(jì)算機(jī)結(jié)合專家?guī)爝M(jìn)行故障診斷，診斷速度和準(zhǔn)確度較人工識(shí)別有了較大的提升，但是這樣往往需要在巡檢時(shí)將電站設(shè)備紅外圖像全部拍攝完畢，拿回機(jī)房上傳數(shù)據(jù)服務(wù)中心進(jìn)行分析診斷，再回去對(duì)故障設(shè)備進(jìn)行進(jìn)一步分析處理，這樣無(wú)法在巡檢時(shí)做到實(shí)時(shí)故障分析，巡檢人員無(wú)法實(shí)時(shí)獲得診斷結(jié)果，故障發(fā)現(xiàn)的及時(shí)性無(wú)法得到保障。

另有一種基于紅外成像測(cè)溫的電力設(shè)備故障分析與診斷系統(tǒng)，專利申請(qǐng)?zhí)枺?01520493768，該技術(shù)方案首先由在線式紅外成像測(cè)溫儀得到電力設(shè)備紅外圖像，并輸出包含溫度測(cè)量值的紅外圖像模擬信號(hào)；再由A/D轉(zhuǎn)換器將紅外圖模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并發(fā)送給監(jiān)控計(jì)算機(jī)；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置用于存儲(chǔ)紅外圖像；數(shù)據(jù)分析處理模塊用于對(duì)紅外圖像進(jìn)行故障分析處理。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，結(jié)構(gòu)緊湊，，主要針對(duì)電力設(shè)備巡檢時(shí)難以實(shí)時(shí)獲得故障情況的問(wèn)題，通過(guò)設(shè)計(jì)一種基于紅外圖像的便攜式電力設(shè)備故障識(shí)別檢測(cè)儀，為巡檢人員提供一種實(shí)時(shí)故障診斷設(shè)備，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障設(shè)備，方便對(duì)其進(jìn)行標(biāo)記與進(jìn)一步維護(hù)的一種基于紅外圖像的便攜式電力設(shè)備故障識(shí)別檢測(cè)儀及其操作方法。

本發(fā)明的上述技術(shù)問(wèn)題主要是通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決的：

一種基于紅外圖像的便攜式電力設(shè)備故障識(shí)別檢測(cè)儀，包括殼體和外接設(shè)備組件，所述的殼體中設(shè)有圖像處理組件和輸出設(shè)備，所述的殼體的一側(cè)端設(shè)有USB接口和SD卡擴(kuò)展接口，所述的殼體的另一側(cè)端設(shè)有電源開(kāi)關(guān)/復(fù)位、電源接口和紅外熱像儀接口；

所述的外接設(shè)備組件與殼體中的圖像處理組件呈單向連接，所述的圖像處理組件與輸出設(shè)備呈雙向連接；

所述的外接設(shè)備組件包括紅外熱像儀和擴(kuò)展SD卡，所述的紅外熱像儀與紅外熱像儀接口相連接，所述的擴(kuò)展SD卡插入至SD卡擴(kuò)展接口中；

所述的圖像處理組件包括處理器、內(nèi)存和高速圖像處理器；

所述的輸出設(shè)備包括人機(jī)交互觸摸屏，所述的人機(jī)交互觸摸屏嵌入至殼體中。

一種基于紅外圖像的便攜式電力設(shè)備故障識(shí)別檢測(cè)儀的診斷方法，按以步驟進(jìn)行：

(一)、原理分析：

首先通過(guò)ARM A9系列的飛思卡爾i.MX6Q，具有強(qiáng)大的運(yùn)算能量，運(yùn)行l(wèi)inux系統(tǒng)并搭載QT人機(jī)交互界面，通過(guò)操作界面讀取外接紅外熱像儀，采用FLIR T630紅外熱像儀，精度為0.04⁰C，測(cè)量范圍-40⁰C -150⁰C或者外接SD卡的電力設(shè)備紅外圖像；然后調(diào)用DSP6748系列圖像處理器，將紅外圖像進(jìn)行目標(biāo)分割，得到環(huán)境溫度和設(shè)備的最高溫度以及平均溫度，最后采用矩陣神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的診斷模型對(duì)紅外圖像進(jìn)行故障分析，并將診斷結(jié)果顯示在觸摸屏上，對(duì)故障設(shè)備進(jìn)行報(bào)警記錄，提醒巡檢人員進(jìn)一步分析診斷；

(二)、診斷方法：

(1)、巡檢模式：

設(shè)備開(kāi)機(jī)之后通過(guò)人機(jī)交互觸摸屏選擇巡檢模式，連接故障診斷設(shè)備和FLIR T630紅外熱像儀，將熱像儀對(duì)準(zhǔn)電力設(shè)備，觸摸屏就會(huì)實(shí)時(shí)顯示設(shè)備最高溫度、最低溫度以及平均溫度，并對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，當(dāng)評(píng)估值低于60分時(shí)還會(huì)自動(dòng)報(bào)警，提醒巡檢人員該設(shè)備處于故障狀態(tài)，需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步分析與維護(hù)；

(2)、故障診斷模式

設(shè)備開(kāi)機(jī)之后通過(guò)人機(jī)交互觸摸屏選擇故障診斷模式，同時(shí)插入SD內(nèi)存卡，操作系統(tǒng)界面，選擇存有電力設(shè)備紅外圖像的文件夾，點(diǎn)擊診斷分析，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)對(duì)文件夾內(nèi)所有紅外圖像進(jìn)行診斷分析，對(duì)其運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，并統(tǒng)計(jì)評(píng)估值低于60的設(shè)備數(shù)量及其圖片名稱，便于操作人員進(jìn)行進(jìn)一步分析處理。

其中：

外接輸入模塊：包括紅外熱像儀和擴(kuò)展SD卡，主要為本設(shè)備提供電力設(shè)備紅外圖像來(lái)源，為設(shè)備故障診斷提供原始數(shù)據(jù)；

圖像處理模塊：包括ARM A9雙核處理器運(yùn)行l(wèi)inux，為本設(shè)備提供系統(tǒng)支撐；DDR3內(nèi)存，實(shí)現(xiàn)紅外圖像高速存儲(chǔ)；DSP圖像處理芯片，實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備紅外圖像的高速處理。

人機(jī)交互模塊：包含一塊觸摸屏，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互功能，巡檢人員可以操作屏幕讀取電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并具有故障報(bào)警功能。

工作原理：包括外接輸入模塊、圖像處理模塊和人機(jī)交互模塊，通過(guò)ARM搭建linux系統(tǒng)，讀取外接紅外熱像儀或者外接SD卡的電力設(shè)備紅外圖像；然后調(diào)用DSP圖像處理器，采用矩陣神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的診斷模型對(duì)紅外圖像進(jìn)行故障分析；最后將診斷結(jié)果顯示在觸摸屏上。

ARM為A9雙核處理器，DSP為TMS320C6415高速圖像處理器，整個(gè)裝置體積小，方便攜帶。

解決電力設(shè)備紅外圖像故障診斷時(shí)，無(wú)法實(shí)時(shí)得到分析結(jié)果、診斷裝置無(wú)法隨身攜帶（隨身攜帶故障診斷裝置可以實(shí)時(shí)獲得診斷結(jié)果）等問(wèn)題，發(fā)明一種基于紅外圖像的便攜式電力設(shè)備故障識(shí)別檢測(cè)儀，可以實(shí)時(shí)獲得電力設(shè)備的診斷結(jié)果。

因此，本發(fā)明提供的一種基于紅外圖像的便攜式電力設(shè)備故障識(shí)別檢測(cè)儀及其操作方法，結(jié)構(gòu)緊湊，便捷式，具有實(shí)時(shí)顯示電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的評(píng)估結(jié)果，以及故障設(shè)備報(bào)警等功能。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的正面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的左側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明的右側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；

圖5是本發(fā)明的裝置操作界面圖；

圖6是本發(fā)明的巡檢模式界面圖；

圖7是本發(fā)明的故障診斷模式界面圖。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說(shuō)明。

實(shí)施例：如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6和圖7所示，一種基于紅外圖像的便攜式電力設(shè)備故障識(shí)別檢測(cè)儀，包括殼體1和外接設(shè)備組件2，所述的殼體1中設(shè)有圖像處理組件3和輸出設(shè)備4，所述的殼體1的一側(cè)端設(shè)有USB接口5和SD卡擴(kuò)展接口6，所述的殼體1的另一側(cè)端設(shè)有電源開(kāi)關(guān)/復(fù)位7、電源接口8和紅外熱像儀接口9；

所述的外接設(shè)備組件2與殼體1中的圖像處理組件3呈單向連接，所述的圖像處理組件3與輸出設(shè)備4呈雙向連接；

所述的外接設(shè)備組件2包括紅外熱像儀10和擴(kuò)展SD卡11，所述的紅外熱像儀10與紅外熱像儀接口9相連接，所述的擴(kuò)展SD卡11插入至SD卡擴(kuò)展接口6中；

所述的圖像處理組件3包括處理器12、內(nèi)存13和高速圖像處理器14；

所述的輸出設(shè)備4包括人機(jī)交互觸摸屏15，所述的人機(jī)交互觸摸屏15嵌入至殼體1中。

一種基于紅外圖像的便攜式電力設(shè)備故障識(shí)別檢測(cè)儀的診斷方法，按以步驟進(jìn)行：

(一)、原理分析：

首先通過(guò)ARM A9系列的飛思卡爾i.MX6Q，具有強(qiáng)大的運(yùn)算能量，運(yùn)行l(wèi)inux系統(tǒng)并搭載QT人機(jī)交互界面，通過(guò)操作界面讀取外接紅外熱像儀，采用FLIR T630紅外熱像儀，精度為0.04⁰C，測(cè)量范圍-40⁰C -150⁰C或者外接SD卡的電力設(shè)備紅外圖像；然后調(diào)用DSP6748系列圖像處理器，將紅外圖像進(jìn)行目標(biāo)分割，得到環(huán)境溫度和設(shè)備的最高溫度以及平均溫度，最后采用矩陣神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的診斷模型對(duì)紅外圖像進(jìn)行故障分析，并將診斷結(jié)果顯示在觸摸屏上，對(duì)故障設(shè)備進(jìn)行報(bào)警記錄，提醒巡檢人員進(jìn)一步分析診斷；

(二)、診斷方法：

(1)、巡檢模式：

設(shè)備開(kāi)機(jī)之后通過(guò)人機(jī)交互觸摸屏選擇巡檢模式，連接故障診斷設(shè)備和FLIR T630紅外熱像儀，將熱像儀對(duì)準(zhǔn)電力設(shè)備，觸摸屏就會(huì)實(shí)時(shí)顯示設(shè)備最高溫度、最低溫度以及平均溫度，并對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，當(dāng)評(píng)估值低于60分時(shí)還會(huì)自動(dòng)報(bào)警，提醒巡檢人員該設(shè)備處于故障狀態(tài)，需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步分析與維護(hù)；

(2)、故障診斷模式

設(shè)備開(kāi)機(jī)之后通過(guò)人機(jī)交互觸摸屏選擇故障診斷模式，同時(shí)插入SD內(nèi)存卡，操作系統(tǒng)界面，選擇存有電力設(shè)備紅外圖像的文件夾，點(diǎn)擊診斷分析，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)對(duì)文件夾內(nèi)所有紅外圖像進(jìn)行診斷分析，對(duì)其運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，并統(tǒng)計(jì)評(píng)估值低于60的設(shè)備數(shù)量及其圖片名稱，便于操作人員進(jìn)行進(jìn)一步分析處理。