一种基于热成像技术监测风电机组刹车失效的方法及装置与流程

1.本发明涉及风力发电技术领域，具体涉及一种基于热成像技术监测风电机组刹车失效的方法及装置。


背景技术：

2.风力发电机是把风的动能转变成机械动能，再把机械能转化为电力动能，这就是风力发电。风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风车技术，大约是每秒三米的微风速度(微风的程度)，便可以开始发电。风力发电正在世界上形成一股热潮，因为风力发电不需要使用燃料，也不会产生辐射或空气污染，风力发电所需要的装置，称作风力发电机组。风力发电机组的高速制动器与高速轴刹车盘配合，用于紧急刹车或者临时维护刹车。高速制动器可采用液压方式抱闸或松闸。在松闸时，高速制动器的制动闸片不与高速轴刹车盘接触。现有技术，采用热敏电阻保护电路对电机组刹车盘进行过热保护，但这种方式不能检测故障原因，同时采用热敏电阻保护电路解决故障时，由于热敏电阻是一次性不可修复的温度过热熔断保护器，因此热敏电阻熔断后需要对电路进行更换，而更换过程中风电机组无法进行工作。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种基于热成像技术监测风电机组刹车失效的方法及装置，以解决现有技术不能检测故障原因，更换过程中风电机组无法进行工作的问题。
4.一方面，本发明提供一种基于热成像技术监测风电机组刹车失效的方法，包括：
5.在风电机组刹车盘对应的位置处安装热成像仪；
6.将热成像仪收集到的数据传输到控制系统；
7.图像分割、特征提取；图像分割、特征提取，包括：对风电机组刹车盘温度图像进行灰度化处理；对灰度化的风电机组刹车盘温度图像进行灰度转换，灰度转换包括：对风电机组刹车盘温度图像进行灰度拉伸，使灰度级占据像素值0
‑‑
255整个区域；对灰度化处理后的风电机组刹车盘温度图像进行图像分割，将灰度化处理后的风电机组刹车盘温度图像进行图像分割成若干个特定的、具有独特性质的区域；对图像分割后的风电机组刹车盘温度图像进行特征提取，对特定的区域进行特征提取，即风电机组刹车盘处的区域；
8.预设各项温度数值；
9.将实际监测的温度数据与预设温度数据对比；
10.根据结果分析发出警报。
11.进一步的，在风电机组刹车盘对应的位置处安装热成像仪，包括：
12.在风电机组刹车盘对应的位置处安装热成像仪，热成像仪具有夜视功能，热成像仪通过传输模块连接到控制系统。
13.进一步的，将热成像仪收集到的数据传输到控制系统，包括：
14.热成像仪对风电机组刹车盘出温度情况的数据进行收集，将热成像仪收集到的数
据传输到控制系统。
15.进一步的，预设各项温度数值，包括：
16.像素值0
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255整个区域中，每个数据代表一个温度的数据，其中0为最低值，255为最高值，预设正常工作时风电机组刹车盘温度范围为a，实际监测的电机组刹车盘温度为b，一级警报时风电机组刹车盘温度范围为c，二级警报时风电机组刹车盘温度范围为d，极限值时风电机组刹车盘温度范围为e，其中，正常工作时风电机组刹车盘温度范围a，实际监测的电机组刹车盘温度b，一级警报时风电机组刹车盘温度范围c，二级警报时风电机组刹车盘温度范围d，风电机组刹车盘温度极限值e均在像素值0
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255整个区域中。
17.进一步的，将实际监测的温度数据与预设温度数据对比，包括：
18.将实际监测的电机组刹车盘温度b与正常工作时风电机组刹车盘温度范围a进行对比，若实际监测的电机组刹车盘温度b在正常工作时风电机组刹车盘温度范围a内则无需报警，若实际监测的电机组刹车盘温度b大于正常工作时风电机组刹车盘温度范围a，且在一级警报时风电机组刹车盘温度范围c内，则控制系统控制报警模块发出一级警报，若实际监测的电机组刹车盘温度b大于一级警报时风电机组刹车盘温度范围c，在二级警报时风电机组刹车盘温度范围d内，则控制系统控制报警模块发出二级警报，若实际监测的电机组刹车盘温度b大于二级警报时风电机组刹车盘温度范围d，达到风电机组刹车盘温度极限值e，则启动过热保护，并发出三级警报。
19.进一步的，根据结果分析发出警报，包括：
20.收到一级警报信号时发出一级警报，记录时间，记录温度，反馈到给控制系统，由控制系统记录到显示模块上；
21.收到二级警报信号时发出二级警报，记录时间，记录温度，反馈到给控制系统，由控制系统记录到显示模块上；
22.收到三级警报信号时发出三级警报，记录时间，记录温度，反馈到给控制系统，由控制系统记录到显示模块上。
23.另一方面，本发明提供一种基于热成像技术监测风电机组刹车失效的装置，包括：
24.热成像仪，用于收集风电机组刹车盘处的温度情况数据；
25.传输模块，用于将热成像仪收集到的风电机组刹车盘处的温度情况数据进行传输；
26.控制系统，用于接收热成像仪收集到的风电机组刹车盘处的温度情况数据，并对收集到的风电机组刹车盘处的温度情况数据进行处理，根据对比结果，使报警模块发出警报；
27.显示模块，用于显示报警次数，显示报警时间，显示报警温度；
28.对比模块，用于将收集到的风电机组刹车盘处的温度情况数据与预设的温度数据进行对比；
29.报警模块，用于根据对比结果，发出警报。
30.本发明的有益效果如下：本发明提供一种基于热成像技术监测风电机组刹车失效的方法及装置，通过设备安装：在风电机组刹车盘对应的位置处安装热成像仪；图像采集：将热成像仪收集到的数据传输到控制系统；图像预处理：图像分割、特征提取；图像分析：预设各项温度数值；对比结果：将实际监测的温度数据与预设温度数据对比；发出警报：根据
结果分析发出警报；解决了现有技术不能检测故障原因的问题，同时通过一级警报、二级警报、三级警报的作用，从源头杜绝了电机组刹车盘温度过高问题的发生，进而解决了因更换问题，使得风电机组无法正常工作而造成损失的问题，达到了节省人力物力的目的。
附图说明
31.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
32.图1为本发明提供的一种基于热成像技术监测风电机组刹车失效的方法的流程图；
33.图2为本发明提供的一种基于热成像技术监测风电机组刹车失效的方法的思路总图；
34.图3为本发明提供的一种基于热成像技术监测风电机组刹车失效的装置的示意图。
具体实施方式
35.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。以下结合附图，详细说明本发明各实施例提供的技术方案。
36.请参阅图1至图2，本发明实施例提供一种基于热成像技术监测风电机组刹车失效的方法，包括：
37.s101：设备安装：在风电机组刹车盘对应的位置处安装热成像仪。
38.本实施例中设备安装：在风电机组刹车盘对应的位置处安装热成像仪，包括：
39.在风电机组刹车盘对应的位置处安装热成像仪，热成像仪具有夜视功能，自然界中的一切物体，无论是北极冰川，还是火焰、人体，甚至极寒冷的宇宙深空，只要它们的温度高于绝对零度-273℃，都会有红外辐射，这是由于物体内部分子热运动。其辐射能量正比于自身温度的四次方成正比，辐射出的波长与其温度成反比。红外成像技术就是根据探测到的物体的辐射能量的高低，热成像具有响应快速、对目标温度无扰动、可远距离或者对不易接触到的目标测温、温度分布直观可见等优点，应用在风电机组刹车盘处可完美契合，防止温度的波动对结果造成影响；
40.热成像仪通过传输模块连接到控制系统。
41.s102：图像采集：将热成像仪收集到的数据传输到控制系统。
42.本实施例中图像采集：将热成像仪收集到的数据传输到控制系统，包括：
43.热成像仪对风电机组刹车盘出温度情况的数据进行收集，将热成像仪收集到的数据传输到控制系统。
44.s103:图像预处理：图像分割、特征提取。
45.本实施例中图像预处理：图像分割、特征提取，包括：
46.对风电机组刹车盘温度图像进行灰度化处理；
47.对灰度化的风电机组刹车盘温度图像进行灰度转换，灰度转换包括：对风电机组刹车盘温度图像进行灰度拉伸，使灰度级占据像素值0
‑‑
255整个区域；
48.对灰度化处理后的风电机组刹车盘温度图像进行图像分割，将灰度化处理后的风电机组刹车盘温度图像进行图像分割成若干个特定的、具有独特性质的区域,在待分割的每个区域中选择一个种子点作为增长的起始点；在种子点的领域中搜索与种子点的相似特征度满足指定增长准则的像素；将像素与种子点所在区域合并；将合并得到的新像素作为新的种子点，继续以上搜索和合并过程，直到没有可以合并的新像为止。区域增长的基本思想是将具有相似性质的像素集合起来构成区域。首先在待分割的每个区域中选择一个种子点作为增长的起始点，然后在种子点的领域中搜索那些与种子点的相似特征度满足指定增长准则的象素，并与种子点所在区域合并。此时将新合并的像素作为新的种子点，继续以上搜索和合并过程，直到没有可以合并的像素为止。本文的算法中采用区域增长算法来确定候选的字符区域；
49.对图像分割后的风电机组刹车盘温度图像进行特征提取，对特定的区域进行特征提取，即风电机组刹车盘处的区域,特征提取对某一模式的组测量值进行变换，以突出该模式具有代表性特征的一种方法。通过影像分析和变换，以提取所需特征的方法。把图像上的点分为不同的子集，这些子集往往属于孤立的点、连续的曲线或者连续的区域，并检查每个像素来确定该像素是否代表一个特征。
50.s104:图像分析：预设各项温度数值。
51.本实施例中图像分析：预设各项温度数值，包括：
52.像素值0
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255整个区域中，每个数据代表一个温度的数据，其中0为最低值，255为最高值，预设正常工作时风电机组刹车盘温度范围为a，实际监测的电机组刹车盘温度为b，一级警报时风电机组刹车盘温度范围为c，二级警报时风电机组刹车盘温度范围为d，极限值时风电机组刹车盘温度范围为e，其中，a＜c＜d＜e，正常工作时风电机组刹车盘温度范围a，实际监测的电机组刹车盘温度b，一级警报时风电机组刹车盘温度范围c，二级警报时风电机组刹车盘温度范围d，风电机组刹车盘温度极限值e均在像素值0
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255整个区域中。
53.s105:对比结果：将实际监测的温度数据与预设温度数据对比。
54.本实施例中对比结果：将实际监测的温度数据与预设温度数据对比，包括：
55.将实际监测的电机组刹车盘温度b与正常工作时风电机组刹车盘温度范围a进行对比，若实际监测的电机组刹车盘温度b在正常工作时风电机组刹车盘温度范围a内则无需报警，若实际监测的电机组刹车盘温度b大于正常工作时风电机组刹车盘温度范围a，且在一级警报风电机组刹车盘温度范围c内，则控制系统控制报警模块发出一级警报，若实际监测的电机组刹车盘温度b大于一级警报风电机组刹车盘温度范围c，在二级警报风电机组刹车盘温度范围d内，则控制系统控制报警模块发出二级警报，若实际监测的电机组刹车盘温度b大于二级警报风电机组刹车盘温度范围d，达到风电机组刹车盘温度极限值e，则启动过热保护，并发出三级警报。
56.s106:发出警报：根据结果分析发出警报。
57.收到一级警报信号时发出一级警报，记录时间，记录温度，反馈到给控制系统，由
控制系统记录到显示模块上；
58.收到二级警报信号时发出二级警报，记录时间，记录温度，反馈到给控制系统，由控制系统记录到显示模块上；
59.收到三级警报信号时发出三级警报，记录时间，记录温度，反馈到给控制系统，由控制系统记录到显示模块上。
60.本实施例中发出警报：根据结果分析发出警报，包括：
61.请参阅图3，本发明提供一种基于热成像技术监测风电机组刹车失效的装置，包括：
62.热成像仪601：收集风电机组刹车盘处的温度情况数据；
63.传输模块602：将热成像仪收集到的风电机组刹车盘处的温度情况数据进行传输；
64.控制系统603：接收热成像仪收集到的风电机组刹车盘处的温度情况数据，并对收集到的风电机组刹车盘处的温度情况数据进行处理，根据对比结果，使报警模块发出警报；
65.显示模块604：显示报警次数，显示报警时间，显示报警温度；
66.对比模块605：将收集到的风电机组刹车盘处的温度情况数据与预设的温度数据进行对比；
67.报警模块606：根据对比结果，发出警报。
68.本发明提供一种基于热成像技术监测风电机组刹车失效的方法及装置，使用原理：首先进行设备安装，由热成像仪采集风电机组刹车盘对应的位置处的温度图像数据，热成像仪收集到的风电机组刹车盘对应的位置处的温度图像数据输到控制系统，控制系统将热成像仪收集到的风电机组刹车盘对应的位置处的温度图像进行预处理的操作，预设正常工作时风电机组刹车盘温度范围为a，实际监测的电机组刹车盘温度为b，一级警报时风电机组刹车盘温度范围为c，二级警报时风电机组刹车盘温度范围为d，极限值时风电机组刹车盘温度范围为e，将实际监测的电机组刹车盘温度b与正常工作时风电机组刹车盘温度范围a进行对比，若实际监测的电机组刹车盘温度b在正常工作时风电机组刹车盘温度范围a内则无需报警，若实际监测的电机组刹车盘温度b大于正常工作时风电机组刹车盘温度范围a，且在一级警报风电机组刹车盘温度范围c内，则控制系统控制报警模块发出一级警报，若实际监测的电机组刹车盘温度b大于一级警报风电机组刹车盘温度范围c，在二级警报风电机组刹车盘温度范围d内，则控制系统控制报警模块发出二级警报，若实际监测的电机组刹车盘温度b大于二级警报风电机组刹车盘温度范围d，达到风电机组刹车盘温度极限值e，则启动过热保护，并发出三级警报，通过各级警报可有效地减少电路更换的问题。
69.本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分的方法。
70.以上的本发明实施方式并不构成对本发明保护范围的限定。