絕緣子表面污穢粒徑分布的檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種絕緣子表面污穢粒徑分布的檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]不同地區(qū)的絕緣子表面的污穢狀態(tài)是不一致的，污穢的粒徑分布是對絕緣子表面污穢特征進行評估的一個重要指標(biāo)。對于污穢的粒徑分布，現(xiàn)在大多數(shù)是通過激光粒度儀來測量得到。
[0003]激光粒度儀是根據(jù)顆粒能使激光產(chǎn)生散射這一物理現(xiàn)象測試粒徑分布的。由于激光具有很好的單色性和極強的方向性，所以一束平行的激光在沒有阻礙的無限空間中將會照射到無限遠的地方，并且在傳播過程中很少有發(fā)散的現(xiàn)象。當(dāng)光束遇到顆粒阻擋時，一部分光將發(fā)生散射現(xiàn)象。散射光的傳播方向?qū)⑴c主光束的傳播方向形成一個夾角θ ο散射理論和實驗結(jié)果都告訴我們，散射角Θ的大小與顆粒的大小有關(guān)，顆粒越大，產(chǎn)生的散射光的Θ角就越??；顆粒越小，產(chǎn)生的散射光的Θ角就越大。散射光的強度代表該粒徑顆粒的數(shù)量。這樣，在不同的角度上測量散射光的強度，就可以得到樣品的粒徑分布了。
[0004]利用激光粒度儀，我們需要收集到絕緣子表面的一定量污穢(Ig以上)，這樣就可以很輕松地對絕緣子表面污穢的粒徑分布進行測量。激光粒度儀進行一次分析所需要的污穢質(zhì)量為Ig以上，要收集到足夠的污穢才可以進行試驗分析。
[0005]激光粒度儀進行粒徑分布分析快速方便，可是需要的污穢量也較多，對于輕污穢地區(qū)，很難收集到足夠的污穢，或者收集過程中工作量太大，因此方法很難應(yīng)用于輕污穢地區(qū)或者積污時間較短的絕緣子進行粒徑分布的測量工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種絕緣子表面污穢粒徑分布的檢測方法，彌補現(xiàn)有激光粒度儀測量方法的不足，能夠?qū)ξ鄯x等級較低、積污期較短等地區(qū)的絕緣子表面污穢粒徑分布進行測量和分析。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0008]—種絕緣子表面污穢粒徑分布的檢測方法，包括以下步驟:
[0009]S1、判斷待檢的絕緣子表面的污穢量，當(dāng)判斷絕緣子表面的污穢量不低于預(yù)定量時，進入步驟S2，當(dāng)判斷絕緣子表面的污穢量低于預(yù)定量時，進入步驟S3;
[0010]S2、利用激光粒度儀對絕緣子表面污穢的粒徑分布進行測量；
[0011]S3、利用電子顯微鏡拍攝絕緣子表面的圖像，分析所述圖像以對絕緣子表面污穢的粒徑分布進行統(tǒng)計，測出絕緣子表面污穢的粒徑分布。
[0012]進一步地:
[0013]步驟S2包括:
[0014]收集絕緣子表面的污穢，將收集好的污穢加入到用超聲離散的去離子水中；
[0015]利用激光粒度儀檢測去離子水中的遮光度，當(dāng)遮光度達到10%后，通過激光粒度儀對去離子水中的污穢的粒徑分布進行測量。
[0016]步驟S2中，利用激光粒度儀對絕緣子表面污穢的粒徑分布進行測量包括:
[0017]S21、檢測激光主光束經(jīng)過絕緣子表面的污穢時引起的不同角度的散射光的光強，其中所述角度為散射光與主光束之間的夾角；
[0018]S22、基于散射光的角度與顆粒粒徑的對應(yīng)關(guān)系，并根據(jù)檢測到的不同角度的散射光的強度與不同粒徑顆粒的數(shù)量的對應(yīng)關(guān)系，確定絕緣子表面污穢的粒徑分布。
[0019]在激光主光束經(jīng)過絕緣子表面的污穢后的路徑上設(shè)置一個富氏透鏡，在所述富氏透鏡的后焦平面上設(shè)置一組多元光電探測器，使不同角度的散射光通過所述富氏透鏡照射到所述多元光電探測器上，散射光的光信號由所述多元光電探測器轉(zhuǎn)換成電信號，再基于所述電信號分析出絕緣子表面污穢的粒徑分布。
[0020]步驟S3包括:
[0021]用導(dǎo)電膠帶粘取絕緣子表面的污穢，粘取過程保持污穢顆粒的原有形貌和大??；
[0022]用電子顯微鏡從至少一個角度拍攝所述導(dǎo)電膠帶上的污穢的圖像。
[0023]步驟S3中，分析所述圖像以對絕緣子表面污穢的粒徑分布進行統(tǒng)計包括:對微粒圖像進行二值化處理并對不同粒徑顆粒的數(shù)量進行統(tǒng)計，通過統(tǒng)計獲得被測量絕緣子表面污穢的粒徑分布。
[0024]所述電子顯微鏡為掃描電鏡，步驟S3包括:
[0025]S31、所述掃描電鏡的電子槍發(fā)射出來的電子束在加速電壓的作用下，經(jīng)過電磁透鏡系統(tǒng)匯聚，形成一個細的電子束聚焦在樣品表面;在末級透鏡上安裝的掃描線圈使電子束在樣品表面掃描;所述電子束與樣品交互作用產(chǎn)生的信號被相應(yīng)的接收器接收，經(jīng)放大后送到顯像管的柵極上，調(diào)制顯像管的亮度；
[0026]S32、電子束打到樣品上時，對應(yīng)地在顯像管熒光屏上出現(xiàn)亮點，采用逐點成像的方法，根據(jù)樣品表面不同的特征，按順序成比例地轉(zhuǎn)換出視頻信號，完成一幀特征圖像；
[0027]S33、對顯像管熒光屏上顯示的樣品表面的特征圖像進行分析，測出絕緣子表面污穢的粒徑分布。
[0028]步驟S31中，電子槍發(fā)射出來的電子束經(jīng)過二至三個電磁透鏡所組成的電磁透鏡系統(tǒng)匯聚，形成直徑為5nm的電子束。
[0029]本發(fā)明的有益效果:
[0030]本發(fā)明根據(jù)實際收集到污穢量的不同而選擇合適的測量方式，能夠?qū)ξ鄯x等級較低、積污期較短等地區(qū)的絕緣子表面污穢粒徑分布進行測量和分析，從而克服了現(xiàn)有激光粒度儀測量方法的不足。利用本發(fā)明提供的檢測方法對絕緣子表面污穢粒徑分布進行測量，具有以下優(yōu)點:
[0031 ] 1、改善了現(xiàn)有的激光粒度儀測量方法。
[0032]2、引入了電鏡分析法對污穢粒徑分布進行分析，能夠覆蓋到所有地區(qū)的污穢粒徑分布測量。
[0033]3、將電鏡分析引入到粒徑分布的分析中，可以將粒徑分布的測量結(jié)果更直觀的展現(xiàn)出來。尤其是，基于電鏡分析法，可利用計算機圖像識別技術(shù)對顆粒圖像進行分析統(tǒng)計，從而可以獲得與原理示意圖法相似的曲線，由此更好地對絕緣子表面污穢粒徑分布進行分析和判斷。
【附圖說明】
[0034]圖1激光束在無阻礙狀態(tài)下的傳播示意圖。
[0035]圖2為本發(fā)明實施例中不同粒徑的顆粒產(chǎn)生不同角度的散射光示意圖。
[0036]圖3為本發(fā)明實施例中的激光粒度儀原理示意圖；
[0037]圖4為基于掃描電鏡圖像的實例測量結(jié)果示意圖；
[0038]圖5為基于激光粒度儀測量實例中的污穢樣品顆粒參數(shù)分析圖表；
[0039]圖6為基于激光粒度儀測量得到污穢的粒徑分布曲線。
【具體實施方式】
[0040]以下對本發(fā)明的實施方式作詳細說明。應(yīng)該強調(diào)的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應(yīng)用。
[0041 ] 在一種實施例中，一種絕緣子表面污穢粒徑分布的檢測方法，包括以下步驟:
[0042]S1、判斷待檢的絕緣子表面的污穢量，當(dāng)判斷絕緣子表面的污穢量不低于預(yù)定量時，進入步驟S2，當(dāng)判斷絕緣子表面的污穢量低于預(yù)定量時，進入步驟S3;
[0043]S2、利用激光粒度儀對絕緣子表面污穢的粒徑分布進行測量；
[0044]S3、利用電子顯微鏡拍攝絕緣子表面的圖像，分析所述圖像以對絕緣子表面污穢的粒徑分布進行統(tǒng)計，測出絕緣子表面污穢的粒徑分布。
[0045]步驟SI中，可根據(jù)實際需要來定義所述預(yù)定量，根據(jù)現(xiàn)場絕緣子表面實際狀態(tài)選擇測量方式。不管是采用步驟S2和還是步驟S3，執(zhí)行收集好污穢之后均可以長時間保留而不需立即開始測量。
[0046]在優(yōu)選的實施例中，步驟S2包括:
[0047]收集絕緣子表面的污穢，將收集好的污穢加入到用超聲離散的去離子水中；
[0048]利用激光粒度儀檢測去離子水中的遮光度，當(dāng)遮光度達到10%后，通過激光粒度儀對去離子水中的污穢的粒徑分布進行測量。
[0049]在優(yōu)選的實施例中，步驟S2中，利用激光粒度儀對絕緣子表面污穢的粒徑分布進行測量包括:
[0050]S21、檢測激光主光束經(jīng)過絕緣子表面的污穢時引起的不同角度的散射光的光強，其中所述角度為散射光與主光束之間的夾角；
[0051]S22、基于散射光的角度與顆粒粒徑的對應(yīng)關(guān)系，并根據(jù)檢測到的不同角度的散射光的強度與不同粒徑顆粒的數(shù)量的對應(yīng)關(guān)系，確定絕緣子表面污穢的粒徑分布。
[0052]在優(yōu)選的實施例中，在激光主光束經(jīng)過絕緣子表面的污穢后的路徑上設(shè)置一個富氏透鏡I，在所述富氏透鏡I的后焦平面上設(shè)置一組多元光電探測器2，使不同角度的散射光通過所述富氏透鏡I照射到所述多元光電探測器2上，散射光的光信號由所述多元光電探測器2轉(zhuǎn)換成電信號，再基于所述電信號分析出絕緣子表面污穢的粒徑分布。
[0053]在優(yōu)選的實施例中，步驟S3包括:
[0054]用導(dǎo)電膠帶粘取絕緣子表面的污穢，粘取過程保持污穢顆粒的原有形貌和大?。?br>[0055]用電子顯微鏡從至少一個角度拍攝所述導(dǎo)電膠帶上的污穢的圖像。
[0056]在優(yōu)選的實施例中，步驟S3中，分析所述圖像以對絕緣子表面污穢的粒徑分布進行統(tǒng)計包括:對微粒圖像進行二值化處理并對不同粒徑顆粒的數(shù)量進行統(tǒng)計，通過統(tǒng)計獲得被測量絕緣子表面污穢的粒徑分布。
[0057]對微粒圖像進行二值化處理并進行統(tǒng)計，可采用已有的圖像識別軟件和計算機統(tǒng)計軟件對照片進行自