专利名称：一种测试紫外检测仪的紫外可见光重合偏差的系统及方法
技术领域：
本发明涉及高压输变电设备放电故障检测技术领域，具体涉及一种测试紫外检测仪的紫外可见光重合偏差的系统及方法。
背景技术：
输电线路和变电站电气设备在大气环境下工作，某些情况下，随着绝缘性能降低或者结构缺陷的出现，会产生电晕放电和表面局部放电现象。放电过程中，电晕和局部放电部位可能向外辐射紫外线，因此，可以利用对紫外线的观测来间接评估运行设备的绝缘状况，及时发现设备绝缘缺陷。紫外检测仪有两个通道紫外线和可见光。紫外线通道用于电晕成像，可见光通道用于显示被测物体形状、拍摄环境图片。紫外、可见图像可以重叠生成一幅图片用于同时观察电晕和周围环境情况。一般情况下，紫外检测仪在出厂时会将紫外/可见通道重合偏差调校至最佳，然而，由于时间、环境以及结构材料等因素的影响，紫外/可见通道可能会产生细微的偏移。虽然这些偏移很微弱，但由于电晕观测一般在几十米距离外，这时紫外/可见通道的微弱角度偏移将会影响到对设备异常的定位。因此，对电晕放电紫外检测仪的紫外/可见光重合偏差进行测试具有重要的实际指导意义。
发明内容
本发明为了解决紫外检测仪的紫外线和可见光通道微弱角度偏移影响紫外电晕检测准确性的问题，提供一种测试紫外检测仪的紫外可见光重合偏差的系统及方法，通过分别检测紫外线和可见光通道对十字靶标质心的成像像素偏差，来计算出紫外线和可见光重合偏差。本发明提供的一种测试紫外检测仪的紫外可见光重合偏差的系统，所述系统包括氘灯(I)、LED灯(2 )、十字靶标(3 )、图像采集卡(6 )、计算机(7 )和紫外检测仪(8 );所述氘灯(I)和LED灯(2)位于所述十字靶标(3)的一侧，所述紫外检测仪(8)位于所述十字靶标(3)的另一侧；所述紫外检测仪(8)在紫外成像模式下获取所述氘灯(I)照射所述十字靶标(3)的紫外图像，在可见光模式下获取所述LED灯(2)照射所述十字靶标(3)的可见光图像；所述图像采集卡(6)位于所述计算机(7)的内部，与所述紫外检测仪(8)相连，将所述紫外图像和可见光图像的信号采集到所述计算机(7)中；所述计算机(7)通过获取的所述紫外图像和可见光图像的信号上的十字靶标(3)的中心点坐标，计算出所述紫外线和可见光的重合偏差。本发明提供的第一优选实施例中所述系统还包括平行灯管(4)和电子经纬仪
(5)；所述平行光管(4 )位于所述十字靶标(3 )和所述紫外检测仪(8 )之间，所述十字靶标(3)安装固定在所述平行灯管(4)的入射端口，所述平行灯管(4)的出光口对准所述紫外检测仪(8)的镜头；
4
所述紫外检测仪(8)固定在所述电子经纬仪(5)上；所述图像采集卡(6 )将所述紫外图像和所述可见光图像的信号采集到所述计算机
(7)中，以数据文件的形式保存在硬盘上。本发明提供的第二优选实施例中所述紫外检测仪(8)的“Video Out”端口与所述图像采集卡(6)的“Video In”端口通过BNC视频线相连接。本发明提供的第三优选实施例中所述氘灯(I)的型号为D-2000 ；所述平行光管(4)的型号为HGPG-1000 ；所述电子经纬仪(5)的型号为DT-02 ；所述图像采集卡(6)的型号为PIC0L0。本发明提供的第四优选实施例一种测试紫外检测仪的紫外可见光重合偏差的方法所述方法是基于测试紫外检测仪的紫外可见光重合偏差的系统，所述系统包括氘灯
(1)、LED灯(2)、十字靶标(3)、图像采集卡(6)、计算机(7)和紫外检测仪(8);所述氘灯(I)和所述LED灯(2)位于所述十字靶标(3)的一侧，所述紫外检测仪(8)位于所述十字靶标
(3)的另一侧；所述图像采集卡(6)位于所述计算机(7)的内部，与所述紫外检测仪(8)相连；所述方法包括步骤SI，打开所述氘灯(1)，关闭所述LED灯(2)，开启所述紫外检测仪(8)的紫外成像模式，关闭可见光模式，调整焦距使所述紫外检测仪(8)获取所述氘灯(I)照射所述十字靶标(3)的清晰的紫外图像； 步骤S2，所述图像采集卡(6 )将所述紫外图像的信号采集到所述计算机(7 )中，所述计算机(7)获取所述紫外图像的信号上的所述十字靶标(3)的中心点坐标(H^n1)；步骤S3，关闭所述氘灯(I )，打开所述LED灯(2)，关闭所述紫外检测仪(8)的紫外成像模式，开启可见光模式，调整焦距使所述紫外检测仪(8)获取所述LED灯(2)照射所述十字靶标(3)的清晰的可见光图像；步骤S4，所述图像采集卡(6 )将所述可见光图像的信号采集到所述计算机(7 )中，所述计算机(7)获取所述可见光图像的信号上的所述十字靶标(3)的中心点坐标(m2，n2)；步骤S5，根据所述中心点坐标On1, H1)和(m2，n2)以及所述紫外检测仪(8)的视场角和图像分辨率，计算出紫外线和可见光通道的重合偏差。本发明提供的第五优选实施例中所述步骤SI中调整焦距使所述紫外检测仪(8)获取所述氘灯(I)照射所述十字靶标(3)的清晰的紫外图像具体为将所述紫外检测仪(8)的变焦距镜头调节于最长焦位置，将所述紫外图像的中心对准所述十字靶标(3)的质心；所述步骤S3中调整焦距使所述紫外检测仪(8)获取所述LED灯(2)照射所述十字靶标(3)的清晰的可见光图像具体为将所述可见光图像的中心对准所述十字靶标(3)的质心，调整焦距使所述紫外检测仪(8)获取清晰的可见光图像。本发明提供的第六优选实施例中所述步骤S2和所述步骤S4中，所述紫外检测仪
(8)的“VideoOut”端口通过BNC视频线与所述图像采集卡(6)的“Video in”端口连接，将所述紫外图像和所述可见光图像的信号采集到所述计算机(7)中。本发明提供的第七优选实施例中所述紫外图像的质心与所述可见光图像的质心的像素差为0 -! , Ii1-Ii2)，所述紫外检测仪(8)的视场角为H1X V1，视频输出格式的像素
5H2 X V2时，所述紫外线和所述可见光在水平方向的重合偏差2jXH1，在H1X V1垂直方
Ii、
向的$合偏差=。
重f2本发明提供的第八优选实施例中所述紫外检测仪(8)的视场角H1XV1S5° X3. 75°，视频输出格式的像素H2XV2S 640X480，那么，紫外/可见光在水平方向的
重合偏差=^^5°’在垂直方向的重合偏差= ^Χ3.75°°本发明提供的第九优选实施例中所述系统还包括平行灯管(4)和电子经纬仪
(5),所述平行光管(4)位于所述十字靶标(3)和所述紫外检测仪(8)之间，所述紫外检测仪
(8)固定在所述电子经纬仪(5)上；步骤SI之前还包括步骤SI'，将所述十字靶标(3)安装固定在所述平行光管(4)的入射端口，调整所述氘灯(I)和所述LED灯(2)发出的入射光平行照射在所述十字靶标(3)表面；步骤S2’，调节所述电子经纬仪(5 )使所述紫外检测仪(8 )的镜头对准所述平行光管(4)的出光口。本发明提供的第十优选实施例中所述步骤S5之后还包括步骤S6，调节所述电子经纬仪(5)，使所述紫外检测仪(8)成像的所述十字靶标
(3)的质心在图像边缘，执行步骤SI至步骤S5。本发明提供的一种测试紫外检测仪的紫外可见光重合偏差的系统及方法的有益效果包括本发明提供的一种测试紫外检测仪的紫外可见光重合偏差的系统及方法，具有测试方法容易实现、调试简单快速、测试过程数字化等优点，适合于电力行业在使用电晕放电紫外检测仪的过程中进行例行维护、测试、校正等场合。
图I为本发明提供的一种测试紫外检测仪的紫外可见光重合偏差的系统结构框图；图2为本发明提供的一种测试紫外检测仪的紫外可见光重合偏差的方法流程图；图3为本发明提供的紫外线和可见光重合偏差像素矩阵示意图。I为氘灯；2为LED灯；3为十字靶标；4为平行灯管；5为电子经纬仪；6为图像采集卡；7为计算机；8为紫外检测仪。
具体实施例方式本发明提供的一种测试紫外检测仪的紫外可见光重合偏差的系统及方法，该系统的结构图如图I所示，包括氘灯I、LED灯2、十字靶标3、图像采集卡6、计算机7和紫外检测仪8，氘灯I和LED灯2位于十字靶标3的一侧，紫外检测仪8位于十字靶标3的另一侧，图像采集卡6位于计算机7的内部，与紫外检测仪8相连。紫外检测仪8在紫外成像模式下获取氘灯I照射十字靶标3的紫外图像，在可见光模式下获取LED灯2照射十字靶标3的可见光图像。
图像采集卡6安装在计算机7的内部，与紫外检测仪8相连，将紫外图像和可见光图像的信号采集到计算机7中。计算机7通过获取的紫外图像和可见光图像的信号上的十字靶标3的中心点坐标，计算出紫外线和可见光的重合偏差。本发明提供的一种测试紫外检测仪的紫外可见光重合偏差的系统还可以包括平行灯管4和电子经纬仪5，平行光管4位于十字靶标3和紫外检测仪8之间，其中十字靶标3安装固定在平行灯管4的入射端口，平行灯管4的出光口对准紫外检测仪8的镜头，紫外检测仪8固定在电子经纬仪5上，图像采集卡6将紫外图像和可见光图像的信号采集到计算机7中，以数据文件的形式保存在硬盘上。紫外检测仪8的“Video Out”(视频输出)端口与图像采集卡6的“Video In”(视频输入)端口通过BNC (Bayonet Nut Connector,同轴电缆接插头)视频线相连接。本发明提供的一种测试紫外检测仪的紫外可见光重合偏差的系统，其中，氘灯I的型号可以是D-2000，平行光管4的型号可以是HGPG-1000，电子经纬仪5的型号可以是DT-02,图像采集卡6的型号可以是PIC0L0。本发明提供的一种测试紫外检测仪的紫外可见光重合偏差的方法，该方法是基于本发明提供的测试紫外检测仪的紫外可见光重合偏差的系统，该系统包括氘灯1、LED灯2、十字靶标3、图像采集卡6、计算机7和紫外检测仪8，氘灯I和LED灯2位于十字靶标3的一侧，紫外检测仪8位于十字靶标3的另一侧，图像采集卡6位于计算机7中，与紫外检测仪8相连接，该方法的流程图如图2所示，包括步骤SI，打开氘灯1，关闭LED灯2，开启紫外检测仪8的紫外成像模式，关闭可见光模式，调整焦距使紫外检测仪8获取氘灯I照射十字靶标3的清晰的紫外图像。具体的，将紫外检测仪8的变焦距镜头调节于最长焦位置，将紫外图像的中心对准十字靶标3的质心。 步骤S2，图像采集卡6将紫外图像的信号采集到计算机7中，计算机7获取该紫外图像的信号上的十字靶标3的中心点坐标On1, H1)。对紫外检测仪8的紫外通道进行测试。紫外检测仪8的“Video Out”端口通过BNC视频线与图像采集卡6的“Video in”端口连接，将紫外图像的信号采集到计算机7中。步骤S3，关闭氘灯1，打开LED灯2，关闭紫外检测仪8的紫外成像模式，开启可见光模式，调整焦距使紫外检测仪8获取LED灯2照射十字靶标3的清晰的可见光图像。具体的，将可见光图像的中心对准十字靶标3的质心，调整焦距使紫外检测仪8获取清晰的可见光图像。步骤S4，图像采集卡6将可见光图像的信号采集到计算机7中，计算机7获取该可见光图像的信号上的十字靶标3的中心点坐标(m2，n2)。对紫外检测仪8的可见光通道进行测试。紫外检测仪8的“Video Out”端口通过BNC视频线与图像采集卡6的“Video in”端口连接，将可见光图像的信号采集到计算机7中。步骤S5，根据中心点坐标(H^n1)和(m2，n2)以及紫外检测仪8的视场角和图像分辨率，计算出紫外线和可见光通道的重合偏差。
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本发明提供的紫外线和可见光重合偏差像素矩阵示意图如图3所示，由图3可知，紫外图像的质心与可见光图像的质心的像素差为(Hl1-IIl2, Il1-Il2)，紫外检测仪8的视场角为H1XV1，视频输出格式的像素H2XV2,紫外线和可见光在水平方向的
权利要求
1.一种测试紫外检测仪的紫外可见光重合偏差的系统，其特征在于，所述系统包括氘灯(I)、LED灯(2 )、十字靶标(3 )、图像采集卡(6 )、计算机(7 )和紫外检测仪(8 );所述氘灯(I)和LED灯(2 )位于所述十字靶标(3 )的一侧，所述紫外检测仪(8 )位于所述十字靶标(3)的另一侧；所述紫外检测仪(8)在紫外成像模式下获取所述氘灯(I)照射所述十字靶标(3)的紫外图像，在可见光模式下获取所述LED灯(2)照射所述十字靶标(3)的可见光图像；所述图像采集卡(6)位于所述计算机(7)的内部，与所述紫外检测仪(8)相连，将所述紫外图像和可见光图像的信号采集到所述计算机(7)中；所述计算机(7)通过获取的所述紫外图像和可见光图像的信号上的十字靶标(3)的中心点坐标，计算出所述紫外线和可见光的重合偏差。
2.如权利要求I所述的系统，其特征在于，所述系统还包括平行灯管(4)和电子经纬仪(5)；所述平行光管(4)位于所述十字靶标(3)和所述紫外检测仪(8)之间，所述十字靶标(3)安装固定在所述平行灯管(4)的入射端口，所述平行灯管(4)的出光口对准所述紫外检测仪(8)的镜头；所述紫外检测仪(8)固定在所述电子经纬仪(5)上；所述图像采集卡(6)将所述紫外图像和所述可见光图像的信号采集到所述计算机(7)中，以数据文件的形式保存在硬盘上。
3.如权利要求I所述的系统，其特征在于，所述紫外检测仪(8)的“VideoOut”端口与所述图像采集卡(6)的“Video In”端口通过BNC视频线相连接。
4.如权利要求I所述的系统，其特征在于，所述氘灯(I)的型号为D-2000 ；所述平行光管(4)的型号为HGPG-1000 ；所述电子经纬仪(5)的型号为DT-02 ；所述图像采集卡(6)的型号为PIC0L0。
5.一种测试紫外检测仪的紫外线和可见光重合偏差的方法，其特征在于，所述方法是基于测试紫外检测仪的紫外可见光重合偏差的系统，所述系统包括氘灯(I )、LED灯(2)、十字靶标(3 )、图像采集卡(6 )、计算机(7 )和紫外检测仪(8 );所述氘灯(I)和所述LED灯(2 )位于所述十字靶标(3)的一侧，所述紫外检测仪(8)位于所述十字靶标(3)的另一侧；所述图像采集卡(6)位于所述计算机(7)的内部，与所述紫外检测仪(8)相连；所述方法包括步骤SI，打开所述氘灯(I)，关闭所述LED灯(2)，开启所述紫外检测仪(8)的紫外成像模式，关闭可见光模式，调整焦距使所述紫外检测仪(8)获取所述氘灯(I)照射所述十字靶标(3)的清晰的紫外图像；步骤S2，所述图像采集卡(6)将所述紫外图像的信号采集到所述计算机(7)中，所述计算机(7)获取所述紫外图像的信号上的所述十字靶标(3)的中心点坐标Oi^n1)；步骤S3，关闭所述氘灯(I )，打开所述LED灯(2)，关闭所述紫外检测仪(8)的紫外成像模式，开启可见光模式，调整焦距使所述紫外检测仪(8)获取所述LED灯(2)照射所述十字靶标(3)的清晰的可见光图像；步骤S4，所述图像采集卡(6)将所述可见光图像的信号采集到所述计算机(7)中，所述计算机(7)获取所述可见光图像的信号上的所述十字靶标(3)的中心点坐标(m2，n2)；步骤S5，根据所述中心点坐标(H^n1)和(m2，n2)以及所述紫外检测仪(8)的视场角和图像分辨率，计算出紫外线和可见光通道的重合偏差。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤SI中调整焦距使所述紫外检测仪(8)获取所述氘灯(I)照射所述十字靶标(3)的清晰的紫外图像具体为将所述紫外检测仪(8)的变焦距镜头调节于最长焦位置，将所述紫外图像的中心对准所述十字靶标(3)的质心；所述步骤S3中调整焦距使所述紫外检测仪(8)获取所述LED灯(2)照射所述十字靶标(3)的清晰的可见光图像具体为将所述可见光图像的中心对准所述十字靶标(3)的质心，调整焦距使所述紫外检测仪(8)获取清晰的可见光图像。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤S2和所述步骤S4中，所述紫外检测仪(8 )的“ Video Out ”端口通过BNC视频线与所述图像采集卡(6 )的“ Video in ”端口连接，将所述紫外图像和所述可见光图像的信号采集到所述计算机(7 )中。
8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述紫外图像的质心与所述可见光图像的质心的像素差为0 -! , Ii1-Ii2)，所述紫外检测仪(8)的视场角为H1XV1，视频输出格式的像素仏父^时，所述紫外线和所述可见光在水平方向的重合偏差在H1XV1S直方向的重合偏差=( V1。K
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述紫外检测仪(8)的视场角H1XV1为5° Χ3.75。，视频输出格式的像素H2XV2为640X480，那么，紫外/可见光在水平方向的重合偏差在垂直方向的640—(”1 -/ 2) g 75°重合偏差 480°
10.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述系统还包括平行灯管(4)和电子经纬仪(5)，所述平行光管(4)位于所述十字靶标(3)和所述紫外检测仪(8)之间，所述紫外检测仪(8)固定在所述电子经纬仪(5)上；步骤SI之前还包括步骤SI'，将所述十字靶标(3)安装固定在所述平行光管(4)的入射端口，调整所述氘灯(I)和所述LED灯(2)发出的入射光平行照射在所述十字靶标(3)表面；步骤S2,，调节所述电子经纬仪(5)使所述紫外检测仪(8)的镜头对准所述平行光管(4)的出光口。
11.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤S5之后还包括步骤S6，调节所述电子经纬仪(5)，使所述紫外检测仪(8)成像的所述十字靶标(3)的质心在图像边缘，执行步骤SI至步骤S5。
全文摘要
本发明提供一种测试紫外检测仪的紫外可见光重合偏差的系统及方法，系统包括氘灯(1)、LED灯(2)、十字靶标(3)、图像采集卡(6)、计算机(7)和紫外检测仪(8)；氘灯(1)和LED灯(2)位于所述十字靶标(3)的一侧，紫外检测仪(8)位于十字靶标(3)的另一侧；紫外检测仪(8)在紫外成像模式下获取氘灯(1)照射十字靶标(3)的紫外图像，在可见光模式下获取LED灯(2)照射十字靶标(3)的可见光图像；图像采集卡(6)将紫外图像和可见光图像的信号采集到计算机(7)中；计算机(7)计算出紫外线和可见光的重合偏差。本发明提供的测试方法容易实现、调试简单快速、测试过程数字化。
文档编号G01R31/12GK102914727SQ201210358570
公开日2013年2月6日 申请日期2012年9月24日 优先权日2012年9月24日
发明者袁帅, 阎春雨, 毕建刚, 是艳杰, 杨宁 申请人:中国电力科学研究院, 国家电网公司