一种基于红外热成像技术的配电柜故障检测装置和检测方法与流程

1.本发明涉及配电柜技术领域，更具体地说，本发明涉及一种基于红外热成像技术的配电柜故障检测装置。


背景技术：

2.配电柜是动力配电系统中的重要设备，广泛应用于变电站、企业和居住区中，配电柜由于设备老化、线路老化、环境恶劣等问题，有时会发生故障，需要安排检修人员及时进行检修，故障发现地不及时可能会造成安全事故，而故障发生时或故障发生前，接线点和元器件常常会因为异常而产生高温，或因为用电器损坏或线路断路造成线路不通。目前通常的技术手段是人工持红外热像仪对其进行热工巡检，但是这种方式工作量大，同时不能及时发现异常或缺陷。
3.例如：中国发明专利201310359076.9公开了一种红外热成像在线监控系统。包括红外热像终端、复数个信号传输模块、一红外热像监控客户端、一报警装置，所述复数个红外热像终端设置在所述可选择关键设备的关键部位周边，每个红外热像终端均通过一信号传输模块连接至所述红外热像监控客户端，所述红外热像监控客户端再连接所述报警装置。又如：中国发明专利201210531381.7公开了一种变压器温度校验测试装置及温度监控系统故障查验方法，包括电阻输入端子、功能转换手把、温度变送器输入端子、模拟被测试装置热敏电阻的由多个电阻组成的高精度电阻组、模拟被测试装置温度变送器的温度变送器、直流电源端子、温度变送器输出端子及箱体；电阻输入端子、温度变送器输入端子、高精度电阻组、温度变送器的电阻输入端子分别接功能转换手把的相关端子相接，温度变送器的电阻输出端子与直流电源端子分别与温度变送器输出端子、直流电源端子相接。
4.然而，上述现有技术中仍存在改进的空间，即由于配电柜内元器件安装位置不一，可能安装较为分散，温度检测点不易确定，容易造成温度检测不准确，不便于维修人员尽快确定待维修点，从而加剧检修工作量，给使用者使用带来不便和维修时间的增长。
5.有鉴于此，本发明提出一种基于红外热成像技术的配电柜故障检测装置和检测方法，以至少解决上述现有技术中存在的技术问题。


技术实现要素：

6.为了克服现有技术的上述缺陷，本发明公开一种基于红外热成像技术的配电柜故障检测装置和检测方法，本发明所要解决的技术问题是：如何更便捷的排查配电箱的维修点，从而缩短维修时长。
7.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于红外热成像技术的配电柜故障检测装置，包括检测主机，所述检测主机底部可拆卸活动连接标平组件；
8.所述检测主机包括主机本体，所述主机本体后侧面固定设有触摸显示屏，所述主机本体前端中部固定设有摄像镜头，所述摄像镜头一侧设有激光灯头，所述激光灯头与主机本体固定连接；
9.所述主机本体包括主体外壳，所述主体外壳内部设有pcb线路板和蓄电池，所述pcb线路板上设有文件存储模块、处理单元、色彩生成模块、图形比对模块、图形生成模块、图形裁剪模块、温度比对模块和热红外成像模块；
10.其中，所述pcb线路板用于文件存储模块、处理单元、色彩生成模块、图形比对模块、图形生成模块、图形裁剪模块、温度比对模块和热红外成像模块的集成组装；
11.所述文件存储模块用于存储拍摄图形及比对后生产的图形文件；
12.所述处理单元用于检测主机内各电器件的信息处理；
13.所述色彩生成模块用于处理摄像镜头拍摄后的图形，从而生产仅凸出错误点的排查图形；
14.所述图形比对模块用于两组图形间的差别比较；
15.所述图形生成模块用于生产科查看图形，便于直接从触摸显示屏进行观测；
16.所述图形裁剪模块与触摸显示屏电性连接，通过触摸显示屏与图形裁剪模块的配合使用对摄像镜头拍摄的图形进行大小裁剪；
17.所述温度比对模块用于对裁剪后的热红外图形进行温度比较，为色彩生成模块的工作提供处理信息；
18.所述热红外成像模块用于对摄像镜头拍摄的图片进行热红外图形的生成。
19.在一个优选地实施方式中，所述蓄电池用于检测主机的能源供应，且主体外壳位置设有与蓄电池相连的充电口，便于使用者对蓄电池进行充电使用。
20.在一个优选地实施方式中，所述激光灯头与摄像镜头中心线处于同一水平线，便于使用者拍摄时确定像镜头与配电柜中心点的位置统一，从而确保拍摄图形错位变形。
21.在一个优选地实施方式中，所述主机本体顶部固定设有气泡水平仪，所述主机本体底部与标平组件连接处开设有安装槽，用于确定主机本体的水平度。
22.在一个优选地实施方式中，所述标平组件包括放置底座，所述放置底座顶部中心处固定设有支撑杆，所述支撑杆远离放置底座一端固定设有安装座，所述安装座上均匀固定设有平衡旋钮调节，所述安装座远离一端中心处固定设有安装柱，使用标平组件可对检测主机水平进行调整，保证拍摄时的水平不倾斜，从而避免倾斜拍摄造成图像生成时的用电器在图像上的错位。
23.在一个优选地实施方式中，所述安装槽内壁设有螺纹，所述安装柱外壁设有螺纹，所述安装柱通过螺纹与安装槽螺纹连接，便于使用者对检测主机与标平组件的组装。
24.在一个优选地实施方式中，所述支撑杆设置为伸缩杆，且支撑杆上设有定位调节固定钮，便于使用者根据实际需求调整伸缩杆的高度。
25.本发明还公开了一种基于红外热成像技术的配电柜故障检测装置的检测方法，具体包括如下检测步骤：
26.s1、图像拍摄：使用者通过摄像镜头对准待检测的配电柜拍摄照片，拍摄得到的照片经由触摸显示屏显示，随后使用者通过触摸显示屏上图形上配电柜外形为基础进行大小选定，在图形裁剪模块的作用下得到图胚；
27.s2、初步图像生成：步骤s1中得到的图胚在热红外成像模块作用下生成热外图形的初步图像；
28.s3、二轮图像生成：温度比对模块将步骤s2中生成的初步图像中箱体内侧的温度
与各处理器间形成的热外图形点进行温度比对，由色彩生成模块将温度与箱体内侧的温度区域进行色彩去除处理，得到黑白区域；由色彩生成模块将高于箱体内侧的温度20℃以上区域进行色彩加重处理，得到渲染区域，由图形生成模块将黑白区域与渲染区域连同未改变区域共同生成二轮图像，并存储于文件存储模块内；
29.s4、排查、维修：步骤s3中得到的二轮图像由触摸显示屏显示，使用者根据二轮图像进行配电柜的故障检修，由黑白区域指示检测该区域用电器断路情况、由渲染区域指示检测该区域用电器短路、过载和接触不良的情况；
30.s5、次轮检测：待步骤s4中各处由黑白区域和渲染区域组成的异样区域用电器排查、维修完成后，再次经由摄像镜头和热红外成像模块工作再次进行拍摄该检测后的配电柜，生成热外图形的次轮图像；
31.s6、图像次轮比对：图形比对模块将步骤s5中得到的次轮图像与二轮图像进行图像重叠比对，由色彩生成模块生成异样区域判定标记的三轮图像并于触摸显示屏显示；
32.若三轮图像异样区域判定合格，则结束检测工作；
33.若三轮图像异样区域判定不合格，则根据三轮图像重复步骤s-s步骤检测工作直至合格。
34.本发明的技术效果和优点：
35.1、本发明通过检测主机对配电柜多次红外图像的整合和比对，将拍摄后的红外图像进行异常区域进行色彩处理，可进一步凸显待排查区域，减少检修工作量，根据标记了异常区域的图像进行配电柜的故障检修，并对维修后的配电柜进行再次拍摄比对从而确保异样区域维修工作合格，从而更便捷的排查配电箱的维修点，缩短维修时长；
36.2、本发明通过标平组件的设置，有利于将检测主机进行水平调整，确保摄像镜头拍摄的水平度，避免仰拍或倾斜拍摄造成图像的变形及扭曲影响后续异常用电器指示点错位的问题，从而进一步的缩短检修时长。
附图说明
37.图1为本发明的整体结构示意图。
38.图2为本发明的检测主机第一视角结构示意图。
39.图3为本发明的检测主机第二视角结构示意图。
40.图4为本发明的模块结构示意图。
41.图5为本发明的使用流程示意图。
42.图6为本发明的标平组件结构示意图。
43.附图标记为：1检测主机、11主机本体、111pcb线路板、112蓄电池、113文件存储模块、114处理单元、115色彩生成模块、116图形比对模块、117图形生成模块、118图形裁剪模块、119温度比对模块、1110热红外成像模块、12触摸显示屏、13摄像镜头、14气泡水平仪、15激光灯头、16安装槽、2标平组件、21放置底座、22支撑杆、23安装座、24平衡旋钮调节、25安装柱。
具体实施方式
44.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅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。
45.实施例1
46.请参阅图1-5所示，本实施例公开了一种基于红外热成像技术的配电柜故障检测装置，包括检测主机1，所述检测主机1底部可拆卸活动连接标平组件2；
47.所述检测主机1包括主机本体11，所述主机本体11后侧面固定设有触摸显示屏12，所述主机本体11前端中部固定设有摄像镜头13，所述摄像镜头13一侧设有激光灯头15，所述激光灯头15与主机本体11固定连接；
48.所述主机本体11包括主体外壳，所述主体外壳内部设有pcb线路板111和蓄电池112，所述pcb线路板111上设有文件存储模块113、处理单元114、色彩生成模块115、图形比对模块116、图形生成模块117、图形裁剪模块118、温度比对模块119和热红外成像模块1110；
49.其中，所述pcb线路板111用于文件存储模块113、处理单元114、色彩生成模块115、图形比对模块116、图形生成模块117、图形裁剪模块118、温度比对模块119和热红外成像模块1110的集成组装；
50.所述蓄电池112用于检测主机1的能源供应，且主体外壳位置设有与蓄电池112相连的充电口，便于使用者对蓄电池112进行充电使用；
51.所述文件存储模块113用于存储拍摄图形及比对后生产的图形文件；
52.所述处理单元114用于检测主机1内各电器件的信息处理；
53.所述色彩生成模块115用于处理摄像镜头13拍摄后的图形，从而生产仅凸出错误点的排查图形；
54.所述图形比对模块116用于两组图形间的差别比较；
55.所述图形生成模块117用于生产科查看图形，便于直接从触摸显示屏12进行观测；
56.所述图形裁剪模块118与触摸显示屏12电性连接，通过触摸显示屏12与图形裁剪模块118的配合使用对摄像镜头13拍摄的图形进行大小裁剪；
57.所述温度比对模块119用于对裁剪后的热红外图形进行温度比较，为色彩生成模块115的工作提供处理信息；
58.所述热红外成像模块1110用于对摄像镜头13拍摄的图片进行热红外图形的生成。
59.进一步地，参阅图1-3和图6所示，所述主机本体11顶部固定设有气泡水平仪14，所述主机本体11底部与标平组件2连接处开设有安装槽16，用于确定主机本体11的水平度；所述激光灯头15与摄像镜头13中心线处于同一水平线，便于使用者拍摄时确定像镜头与配电柜中心点的位置统一，从而确保拍摄图形错位变形；
60.进一步地，所述标平组件2包括放置底座21，所述放置底座21顶部中心处固定设有支撑杆22，所述支撑杆22远离放置底座21一端固定设有安装座23，所述安装座23上均匀固定设有平衡旋钮调节24，所述安装座23远离一端中心处固定设有安装柱25，使用标平组件2可对检测主机1水平进行调整，保证拍摄时的水平不倾斜，从而避免倾斜拍摄造成图像生成时的用电器在图像上的错位；所述安装槽16内壁设有螺纹，所述安装柱25外壁设有螺纹，所述安装柱25通过螺纹与安装槽16螺纹连接，便于使用者对检测主机1与标平组件2的组装；
所述支撑杆22设置为伸缩杆，且支撑杆22上设有定位调节固定钮，便于使用者根据实际需求调整伸缩杆的高度。
61.使用者在进行检修前，先通安装柱25与安装槽16的螺纹连接完成过检测主机1与标平组件2的组装，将放置底座21放置到待检测配电柜前侧地面进行支撑，调节支撑杆22高度直至激光灯头15的照射点与配电柜中心点相近，随后经由平衡旋钮调节24和气泡水平仪14将检测主机1进行水平调整，确保摄像镜头13拍摄的水平度，避免仰拍或倾斜拍摄造成图像的变形及扭曲影响后续异常用电器指示点错位的问题，从而进一步的缩短检修时长。
62.实施例2：
63.本实施例公开了一种基于红外热成像技术的配电柜故障检测检测方法，具体检测步骤如下：
64.s1、图像拍摄：使用者通过摄像镜头13对准待检测的配电柜拍摄照片，拍摄得到的照片经由触摸显示屏12显示，随后使用者通过触摸显示屏12上图形上配电柜外形为基础进行大小选定，在图形裁剪模块118的作用下得到图胚，通过图像裁剪去掉拍摄图像中配电柜外界无效区域干涉，减少干扰项；
65.s2、初步图像生成：步骤s1中得到的图胚在热红外成像模块1110作用下生成热外图形的初步图像；
66.s3、二轮图像生成：温度比对模块119将步骤s2中生成的初步图像中箱体内侧的温度(即理解为配电柜内常温)与各处理器间形成的热外图形点进行温度比对，由色彩生成模块115将温度与箱体内侧的温度区域进行色彩去除处理，得到黑白区域；由色彩生成模块115将高于箱体内侧的温度20℃以上区域进行色彩加重处理，得到渲染区域，由图形生成模块117将黑白区域与渲染区域连同未改变区域共同生成二轮图像，并存储于文件存储模块113内；因各用电器正常工作均会产生热量造成温度升高，而断路位置无热量产生，则与常温相当，短路或过载原因区域的用电器温度大幅度升高，对该部分区域进行去色和渲染处理，而正常工作少量升温的用电器区域不做处理，可进一步凸显待排查区域，减少检修工作量；
67.s4、排查、维修：步骤s3中得到的二轮图像由触摸显示屏12显示，使用者根据二轮图像进行配电柜的故障检修，由黑白区域指示检测该区域用电器断路情况、由渲染区域指示检测该区域用电器短路、过载和接触不良的情况；
68.s5、次轮检测：待步骤s4中各处由黑白区域和渲染区域组成的异样区域用电器排查、维修完成后，再次经由摄像镜头13和热红外成像模块1110工作再次进行拍摄该检测后的配电柜，生成热外图形的次轮图像；
69.s6、图像次轮比对：图形比对模块116将步骤s5中得到的次轮图像与二轮图像进行图像重叠比对，由色彩生成模块115生成异样区域判定标记的三轮图像并于触摸显示屏12显示；通过次轮图像与二轮图像比对后温度下降成与正常用电器温度相当，则在三轮图像中原异常区域位置打“o”，若通过次轮图像与二轮图像比对后温度下降成与正常用电器温度不相当，则在三轮图像中原异常区域位置打
“×”
，便于使用者对维修点情况进行直观判定；
70.若三轮图像异样区域判定合格，则结束检测工作；
71.若三轮图像异样区域判定不合格，则根据三轮图像重复步骤s4-s6步骤检测工作
直至合格。
72.最后应说明的几点是：首先，在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；
73.其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；
74.最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。