基于图像湿度识别的变压器油枕除湿装置及其除湿方法与流程

[0001]
本发明属于除湿装置技术领域，具体涉及基于图像湿度识别的变压器油枕除湿装置及其除湿方法。


背景技术：

[0002]
随着社会发展，自动化设备替代人工完成任务的趋势日益明显，而自动化设备的精密度也日益提高，各种高危险工作中对去人工化的要求也在逐渐提高；一般储油柜上部的空气由一通风管道与外部相连，为了防止空气中的水分通过通风管道进入储油柜中降低绝缘油的绝缘性能，通风管道中一般会放置干燥剂来除湿，但是随着干燥剂吸收水分的增加，其除湿效果也在不断下降，甚至在吸水饱和后还会自己释放出水分进入储油柜影响绝缘油性能，通常可以通过更换干燥剂解决上述问题，但是由于更换储油柜的通风管道中的干燥剂存在一定的风险且麻烦，因此，本发明提出一种对变压器的油枕干燥剂自动除湿装置，能够大幅减少变压器日常维护中的人工参与度，达到取代人工更换干燥剂这一流程的效果，同时大大降低绝缘油的劣化速度。


技术实现要素：

[0003]
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，而提供一种结构合理，操作使用方便，能够取代人工更换干燥剂，同时降低绝缘油劣化速度的基于图像湿度识别的变压器油枕除湿装置及其除湿方法。
[0004]
本发明的目的是这样实现的：基于图像湿度识别的变压器油枕除湿装置，它包括电磁阀、干燥剂罐、加热器、摄像头、除湿控制装置、数据采集装置，所述电磁阀连接在所述干燥剂罐与变压器油枕的管路之间，所述加热器设置在所述干燥剂罐内，用于对潮湿干燥剂加热；所述摄像头设置在所述干燥剂罐外部，所述加热器和所述电磁阀控制端分别与所述除湿控制装置的输出控制端口连接；所述摄像头的输出端与所述除湿控制装置的输入端口连接；所述除湿控制装置与所述数据采集装置之间采用无线方式传递数据信息；所述除湿控制装置包括加热器驱动电路、电磁阀驱动电路、地址模块、微处理器模块、显示模块、按键模块、存储模块、通信模块、电源模块、温度传感器；所述加热器驱动电路、所述电磁阀驱动电路的输入端分别与所述微处理器模块的输出端i/o口连接；所述地址模块的输出端与所述微处理器模块的输入端i/o口连接；所述按键模块的输出端与所述微处理器模块的输入端i/o口连接；所述存储模块的输入端与所述微处理器模块的输出端i/o口连接；所述显示模块的输入端与所述微处理器模块的输出端i/o口连接；所述通信模块的输入端与所述微处理器模块的对应通信接口连接；所述电源模块的输出端与所述微处理器模块的对应电源接口连接；所述温度传感器的输出端与所述微处理器模块的输入端a/d接口连接；所述数据采集装置采集和统计所述除湿控制装置上传的变压器油枕干燥剂湿度信息、加热器温度信息。
[0005]
所述电磁阀采用单通道交直流电磁阀，所述电磁阀连接在所述干燥剂罐与变压器
油枕管路之间，用于控制所述干燥剂罐内潮湿空气的流向。
[0006]
所述干燥剂罐为采用透明玻璃制成的储存罐，内部放硅胶干燥剂，所述加热器采用硅胶加热器。
[0007]
所述摄像头采用ov5640的cmos类型数字图像传感器，用于识别干燥剂颜色。
[0008]
所述加热器驱动电路、所述电磁阀驱动电路分别采用直流中间继电器。
[0009]
所述地址模块采用8位拨码开关，所述微处理器模块采用stm32微处理器芯片，所述显示模块采用彩色液晶屏，所述按键模块采用4位复位按键。
[0010]
所述存储模块采用8gbitu盘存储，所述通信模块采用带隔离的rs485模块。
[0011]
所述电源模块采用220vac转12v、5v、3.3v电源转换模块。
[0012]
基于图像湿度识别的变压器油枕除湿装置的除湿方法，它包括：通过内置的所述摄像头定期采集所述干燥剂罐内干燥剂的图片；对图片进行预处理，即通过光照预补偿和图片降噪对所述摄像头实时采集的图片进行处理，方便之后的精准识别；遍历整张图片的像素点，通过预先设定的阈值对像素点颜色进行判断，计算蓝色和红色像素点的数量关系，得出干燥剂目前的干湿程度；在判断完干燥剂的干湿程度后，读取所述温度传感器的温度，若温度超过115摄氏度，不开启所述加热器，如果干燥剂需要除湿且所述温度传感器的温度低于115摄氏度，开启所述加热器进行除湿，同时关闭所述干燥剂罐与变压器油枕相通的所述电磁阀，防止潮湿空气进入变压器绝缘油内，同时所述温度传感器监测所述加热器表面温度，防止过热损坏所述干燥剂罐；检测到干燥剂已经除湿完毕后，先关闭所述加热器，避免水份蒸出后还残留在设备内部。
[0013]
所述遍历整张图片的像素点，就是遍历图片中的每一个像素点的rgb值，对其中红色和蓝色的像素点进行计数；所述预先设定的阈值，即设定红色的rgb阈值为(170,150,0)-(255,240,200)；蓝色的rgb阈值为(0,100,0)-(160,255,35)。
[0014]
本发明的有益效果：本发明的基于图像湿度识别的变压器油枕除湿装置，通过内置摄像头定期拍下干燥剂的照片，并通过图像识别技术对图片进行处理，根据干燥剂吸收水分的颜色改变事先设定好颜色阈值，若图片中干燥剂吸水饱和达到预先设置好的颜色阈值，则自动启动加热装置对干燥剂进行烘干，从而达到取代人工更换干燥剂这一流程的效果，这同样也可以大大降低绝缘油的劣化速度；利用图像识别技术对变压器吸湿器干燥剂颜色进行识别，进而间接判断干燥剂的湿度，利用图像识别技术非接触检测干燥剂湿度，不需要改造原有干燥剂罐结构，便于推广应用；本发明的基于图像湿度识别的变压器油枕除湿装置，能够大幅减少变压器日常维护中的人工参与度，达到取代人工更换干燥剂这一流程的效果，同时大大降低绝缘油的劣化速度，降低了工作人员的劳动强度，提高了工作效率。
附图说明
[0015]
图1为本发明基于图像湿度识别的变压器油枕除湿装置原理结构示意图。
[0016]
图2为本发明基于图像湿度识别的变压器油枕除湿装置的除湿控制装置的原理结
构示意图。
具体实施方式
[0017]
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
[0018]
实施例1如图1-2所示，基于图像湿度识别的变压器油枕除湿装置，它包括电磁阀、干燥剂罐、加热器、摄像头、除湿控制装置、数据采集装置，所述电磁阀连接在所述干燥剂罐与变压器油枕的管路之间，所述加热器设置在所述干燥剂罐内，用于对潮湿干燥剂加热；所述摄像头设置在所述干燥剂罐外部，所述加热器和所述电磁阀控制端分别与所述除湿控制装置的输出控制端口连接；所述摄像头的输出端与所述除湿控制装置的输入端口连接；所述除湿控制装置与所述数据采集装置之间采用无线方式传递数据信息；所述除湿控制装置包括加热器驱动电路、电磁阀驱动电路、地址模块、微处理器模块、显示模块、按键模块、存储模块、通信模块、电源模块、温度传感器；所述加热器驱动电路、所述电磁阀驱动电路的输入端分别与所述微处理器模块的输出端i/o口连接；所述地址模块的输出端与所述微处理器模块的输入端i/o口连接；所述按键模块的输出端与所述微处理器模块的输入端i/o口连接；所述存储模块的输入端与所述微处理器模块的输出端i/o口连接；所述显示模块的输入端与所述微处理器模块的输出端i/o口连接；所述通信模块的输入端与所述微处理器模块的对应通信接口连接；所述电源模块的输出端与所述微处理器模块的对应电源接口连接；所述温度传感器的输出端与所述微处理器模块的输入端a/d接口连接；所述数据采集装置采集和统计所述除湿控制装置上传的变压器油枕干燥剂湿度信息、加热器温度信息。
[0019]
基于图像湿度识别的变压器油枕除湿装置的除湿方法，它包括：通过内置的所述摄像头定期采集所述干燥剂罐内干燥剂的图片；对图片进行预处理，即通过光照预补偿和图片降噪对所述摄像头实时采集的图片进行处理，方便之后的精准识别；遍历整张图片的像素点，通过预先设定的阈值对像素点颜色进行判断，计算蓝色和红色像素点的数量关系，得出干燥剂目前的干湿程度；在判断完干燥剂的干湿程度后，读取所述温度传感器的温度，若温度超过115摄氏度，不开启所述加热器，如果干燥剂需要除湿且所述温度传感器的温度低于115摄氏度，开启所述加热器进行除湿，同时关闭所述干燥剂罐与变压器油枕相通的所述电磁阀，防止潮湿空气进入变压器绝缘油内，同时所述温度传感器监测所述加热器表面温度，防止过热损坏所述干燥剂罐；检测到干燥剂已经除湿完毕后，先关闭所述加热器，避免水份蒸出后还残留在设备内部。
[0020]
本发明的基于图像湿度识别的变压器油枕除湿装置，通过内置摄像头定期拍下干燥剂的照片，并通过图像识别技术对图片进行处理，根据干燥剂吸收水分的颜色改变事先设定好颜色阈值，若图片中干燥剂吸水饱和达到预先设置好的颜色阈值，则自动启动加热装置对干燥剂进行烘干，从而达到取代人工更换干燥剂这一流程的效果，这同样也可以大大降低绝缘油的劣化速度；利用图像识别技术对变压器吸湿器干燥剂颜色进行识别，进而
间接判断干燥剂的湿度，利用图像识别技术非接触检测干燥剂湿度，不需要改造原有干燥剂罐结构，便于推广应用；本发明的基于图像湿度识别的变压器油枕除湿装置，能够大幅减少变压器日常维护中的人工参与度，达到取代人工更换干燥剂这一流程的效果，同时大大降低绝缘油的劣化速度，降低了工作人员的劳动强度，提高了工作效率。
[0021]
实施例2如图1-2所示，基于图像湿度识别的变压器油枕除湿装置，它包括电磁阀、干燥剂罐、加热器、摄像头、除湿控制装置、数据采集装置，所述电磁阀连接在所述干燥剂罐与变压器油枕的管路之间，所述加热器设置在所述干燥剂罐内，用于对潮湿干燥剂加热；所述摄像头设置在所述干燥剂罐外部，所述加热器和所述电磁阀控制端分别与所述除湿控制装置的输出控制端口连接；所述摄像头的输出端与所述除湿控制装置的输入端口连接；所述除湿控制装置与所述数据采集装置之间采用无线方式传递数据信息；所述除湿控制装置包括加热器驱动电路、电磁阀驱动电路、地址模块、微处理器模块、显示模块、按键模块、存储模块、通信模块、电源模块、温度传感器；所述加热器驱动电路、所述电磁阀驱动电路的输入端分别与所述微处理器模块的输出端i/o口连接；所述地址模块的输出端与所述微处理器模块的输入端i/o口连接；所述按键模块的输出端与所述微处理器模块的输入端i/o口连接；所述存储模块的输入端与所述微处理器模块的输出端i/o口连接；所述显示模块的输入端与所述微处理器模块的输出端i/o口连接；所述通信模块的输入端与所述微处理器模块的对应通信接口连接；所述电源模块的输出端与所述微处理器模块的对应电源接口连接；所述温度传感器的输出端与所述微处理器模块的输入端a/d接口连接；所述数据采集装置采集和统计所述除湿控制装置上传的变压器油枕干燥剂湿度信息、加热器温度信息。
[0022]
为了更好的效果，所述电磁阀采用单通道交直流电磁阀，所述电磁阀连接在所述干燥剂罐与变压器油枕管路之间，用于控制所述干燥剂罐内潮湿空气的流向，防止加热时将潮湿空气倒流进入油枕邮箱内。
[0023]
为了更好的效果，所述干燥剂罐为采用透明玻璃制成的储存罐，内部放硅胶干燥剂，干燥剂防止空气中潮气进入变压器油内，所述加热器采用硅胶加热器，根据检测到的湿度阈值自动启动所述加热器，同时关闭所述干燥剂罐与变压器相通的所述电磁阀，防止潮湿空气进入变压器绝缘油内，同时所述温度传感器监测所述加热器表面温度，防止过热损坏所述干燥剂罐。
[0024]
为了更好的效果，所述摄像头采用ov5640的cmos类型数字图像传感器，用于识别干燥剂颜色，根据颜色判断干燥剂湿度。
[0025]
为了更好的效果，所述加热器驱动电路、所述电磁阀驱动电路分别采用直流中间继电器，通过直流中间继电器控制所述电磁阀和所述加热器工作。
[0026]
为了更好的效果，所述地址模块采用8位拨码开关，用于地址设定，所述微处理器模块采用stm32微处理器芯片，所述显示模块采用彩色液晶屏，显示当前湿度及所述加热器表面温度，所述按键模块采用4位复位按键。
[0027]
为了更好的效果，所述存储模块采用8gbitu盘存储，所述通信模块采用带隔离的rs485模块。
[0028]
为了更好的效果，所述电源模块采用220vac转12v、5v、3.3v电源转换模块，为所述
除湿控制装置提供工作电源。
[0029]
基于图像湿度识别的变压器油枕除湿装置的除湿方法，它包括：通过内置的所述摄像头定期采集所述干燥剂罐内干燥剂的图片；对图片进行预处理，即通过光照预补偿和图片降噪对所述摄像头实时采集的图片进行处理，方便之后的精准识别；遍历整张图片的像素点，通过预先设定的阈值对像素点颜色进行判断，计算蓝色和红色像素点的数量关系，得出干燥剂目前的干湿程度；在判断完干燥剂的干湿程度后，读取所述温度传感器的温度，若温度超过115摄氏度，不开启所述加热器，如果干燥剂需要除湿且所述温度传感器的温度低于115摄氏度，开启所述加热器进行除湿，同时关闭所述干燥剂罐与变压器油枕相通的所述电磁阀，防止潮湿空气进入变压器绝缘油内，同时所述温度传感器监测所述加热器表面温度，防止过热损坏所述干燥剂罐；检测到干燥剂已经除湿完毕后，先关闭所述加热器，避免水份蒸出后还残留在设备内部。
[0030]
为了更好的效果，所述遍历整张图片的像素点，就是遍历图片中的每一个像素点的rgb值，对其中红色和蓝色的像素点进行计数；所述预先设定的阈值，即设定红色的rgb阈值为(170,150,0)-(255,240,200)；蓝色的rgb阈值为(0,100,0)-(160,255,35)。
[0031]
本发明的基于图像湿度识别的变压器油枕除湿装置，通过内置摄像头定期拍下干燥剂的照片，并通过图像识别技术对图片进行处理，根据干燥剂吸收水分的颜色改变事先设定好颜色阈值，若图片中干燥剂吸水饱和达到预先设置好的颜色阈值，则自动启动加热装置对干燥剂进行烘干，从而达到取代人工更换干燥剂这一流程的效果，这同样也可以大大降低绝缘油的劣化速度；利用图像识别技术对变压器吸湿器干燥剂颜色进行识别，进而间接判断干燥剂的湿度，利用图像识别技术非接触检测干燥剂湿度，不需要改造原有干燥剂罐结构，便于推广应用；本发明的基于图像湿度识别的变压器油枕除湿装置，能够大幅减少变压器日常维护中的人工参与度，达到取代人工更换干燥剂这一流程的效果，同时大大降低绝缘油的劣化速度，降低了工作人员的劳动强度，提高了工作效率。