基于辐射数字DR成像技术识别电力器材内部材质的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于辐射数字DR成像技术识别电力器材内部材质的方法，根据获取工件的DR数据，结合不同材质的射线衰减特性，通过对多种材质灰度差异值进行比较，鉴别变压器的内部材质属性。辐射数字DR成像技术是一种无损检测技术，在不拆解工件的情况下即可识别其内部结构甚至物质参数，本发明专利技术运用数字DR成像技术，在同一射线管电压下获取图像，直接获取变压器特定区域的灰度值，根据灰度值差异比较来鉴别材质，整个操作流程方便快捷，效率高，所采用射线源能量高，一般可识别电力器材的全部材质，且受操作员人为因素影响小，结果准确，在不需要对变压器进行物理破坏的情况下，即可高效率的检测出电力器材的内部材质，检测周期短，实用性强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及一种福射数字DR成像技术的无损检测方法应用，尤其设及一种基于福 射数字DR成像的识别变压器及电力器材内部材质的方法。
技术介绍
变压器及电力器材作为提供居民生活不可或缺的电的一系列设备，早已成为社会 的生活水平和发展水平的一种标志，也是一个国家的重要基础建设设施，是国民经济各行 业的基础。从发电设备，到变电设备，然后到输电设备，最后到用电设备，其每一个环节对于 能源的利用率、环境影响W及城市规划有着很大的影响。 在目前市场下，有些变压器及电力器材制造商为追逐商业利润，罔顾国家法律的 规定，置社会公众利益于不顾，在变压器及电力器材的材质制作上W次充好，W劣代良，极 大影响整个环节的连通性W及资源的有效利用性，给电力系统运行及使用带来严重安全隐 出 小>、〇 例如，作为重要的电力器材之一的电力变压器，是一种用于改变电压而传输交流 电能的感应电器。在整个电力系统中，变压器数量多、性能好、运行安全可靠，其地位十分重 要，但有一些制造商，使用侣制线圈代替铜质线圈作为电力变压器线圈绕组，功能上虽然无 法直接识别出其差异，但线圈阻抗增大，变压器功耗增加，加大了供电成本，减少了变压器 使用寿命，严重影响了国民的利益。由于线圈焊接在变压器外壳内部，且线圈外还有一层绝 缘层包围，通过其他电气试验W及物理检测难W进行鉴别，W往只能进行切割取样进行分 析，但是运种检测方式普及率极低，检测成本巨大。 而福射数字DR成像技术是一种无损检测技术，在不拆解工件的情况下即可识别其 内部结构甚至其物质参数。DR成像类似于传统的X光拍片，不同之处是X光拍片是对某一固 定区域照射使工件后面的胶片感光，所获得的是胶片上的图像。而DR成像是使射线从单一 方向W扫描方式穿过被检测物体，对检测的信息进行重建后，W二维图像形式展现所检测 方向的密度分布。 现可见利用X射线技术对变压器材质进行无损检测的方法，但均不太成熟，且操作 流程复杂，作业繁琐，较缺乏实用性，如中国专利CN102749342B所公开的"配电变压器非 解体线圈材质无损鉴别方法"，该专利技术运用胶片成像技术，在不同X射线管电压下获取底片 黑度，绘制出胶片特性曲线，再与数据库中的数据进行匹配，从而判别出线圈的材质，但此 方法检测效率不高，且运用多种电压W及获取黑度测量值过程繁琐，而且射线源能量低，无 法穿透W及识别变压器中的二级线圈。 又如公布号为CN104502371A的专利技术申请所公开的"干式Ξ相配电变压器非拆解 绕组线圈材质无损鉴别方法"、W及公布号为CN104502369A所公开的专利技术申请"立体卷铁 忍油浸Ξ相配电电压器非解体线圈材质鉴别方法"，此两个专利技术均是前一个专利技术的具体实 现及完善，但该两个专利技术依然在检测效率上没有提高，并且对于工件的摆放位置有精确的 要求和严格规定，从而使得识别过程变得更加复杂。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提出一种用于识别变压器及电力器材内部材质属性 的快捷有效方法。该方法是运用射线福射数字DR成像技术，获取被检测变压器及电力器材 工件的DR图像，结合不同材质对于射线吸收系数不同的原理，获取不同材质的内部参数对 比关系，从而鉴别该材质的属性。 本专利技术技术方案包含一套福射成像系统、获取的相关DR图像、截取相关区域、获取 相关区域灰度值、W及根据物质间的差异进行比较鉴别物质的方法，其具体技术方案如下： -种基于福射数字DR成像技术识别电力器材内部材质的方法，包括W下步骤： 1)采用福射成像系统，对电力器材进行福射成像，获取该电力器材的DR图像； 2)在DR图像上截取其中一部分区域作为后期识别区域，该区域包含材质固定区域 和材质可能被替换区域； 3)提取不同区域的图像灰度值； 4)根据图像灰度值的差异，判别电力器材内部材质属性。[001引对于步骤1)，由于射线能量的局限性，它只可能穿透指定厚度的材质。因此，当对 电力器材进行DR扫描时，应尽量从射线可W穿透的方向进行扫描。又由于需要辨别的材质 主要位于整个电力器材的中屯、部位。因此，在对电力器材进行射线福射DR成像操作时，必须 使射线穿过电力器材的中屯、。根据电力器材的机械结构，识别其不同材质累积厚度最小的 方向（一般情况下是电力器材的正反方向），按照该方向对电力器材进行摆放。如果上述方 向无法识别材质，则应选取射线可穿透且可识别材质的方向，作为电力器材摆放和扫描的 方向。 对于步骤2)，获得的DR图像为其检测方向密度分布数据。根据该图，操作人员可W 了解到整体工件某个方向的总体密度概况。因为射线穿过工件时会进行衰减，且衰减系数 与物质的密度成一定正比例关系，图像某块越黑，说明该区域的密度越大。 对于步骤3)，在截取的DR图像区域中，尽可能使其包含有某一种或多种固定材质 (固定材质即不会被生产商替换的材质）。 根据电力器材的内部结构图，需要在图像上获得几个区域的灰度值，运几个区域 至少包含有材质可能有问题的区域、材质必须是已知的区域。对于某种材质区域，如果其射 线方向深度不同，也可对不同深度区域提取灰度值。 针对变压器来说，在截取的DR图像区域中，应至少包括铁忍、一级线圈、二级线圈 Ξ个区域，并分别获取Ξ者相应的灰度值63、62、61。如果图像大小允许，应截取一整圈娃钢 (或铁忍）区域。在截取的区域内，应至少获取W上Ξ个区域的灰度值，且选取的区域应尽量 在该区域的中屯、。 对于步骤4)，可根据表1进行识别判断。表1为不同射线能量下射线衰减系数表，由 此表可知在给定射线的衰减值W及对应物质的衰减系数情况下，可W根据公式获得对应物 质的长度。但是由于射线受到空气噪声W及材质外部其他物质的干扰，后期获得的能量数 值与理论值有一定的差异。 -般电力器材中被替换的材质与所规定材质的射线衰减系数差别比较大，即同样 厚度的不同材质，射线能量的衰减值有几倍的差距。根据运一原理，可W对不同区域的灰度 差异值进行比较，从而判断其材质属性。 表1不同射线能量下射线衰减系数表 本专利技术的有益效果在于:本专利技术运用数字DR成像技术，在同一射线管电压下获取 图像，直接获取特定区域的灰度值，根据灰度值差异比较来鉴别材质。因不需要对器件摆放 位置精确设定，整个操作流程方便快捷，效率高，所采用射线源能量高，一般可识别变压器 及电力器材的全部内部材质，且受操作员人为因素影响小，结果准确，在不需要对变压器及 电力器材进行物理破坏的情况下，即可高效率的检测出其内部材质的属性，操作方便，检测 效率高，检测周期短，成本低，实用性强。【附图说明】 图1为变压器摆放图。图2为变压器内部结构示意图。图3为变压器内部结构俯视示意图。[002引图4为DR扫描数据图。 图5为变压器材质判别流程图。【具体实施方式】 下面结合参见附图进一步说明本专利技术的【具体实施方式】。 -种基于福射数字DR成像技术识别电力器材内部材质的方法，包括W下步骤： 1)采用福射成像系统，对电力器材进行福射成像，获取该电力器材的DR图像20; 2)在DR图像20上截取其中一部分区域作为后期识别区域，该区域包含材质固定区 域和材质可能被替换区域； 3)提当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于辐射数字DR成像技术识别电力器材内部材质的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：1)采用辐射成像系统，对电力器材进行辐射成像，获取该电力器材的DR图像；2)在DR图像上截取其中一部分区域作为后期识别区域，该区域包含材质固定区域和材质可能被替换区域；3)提取不同区域的图像灰度值；4)根据图像灰度值的差异，判别电力器材内部材质属性。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：卢国筠，蒋瑞金，孙学武，尹奎龙，李涛，任炜，任社宜，张都清，李正利，高锐，王景瑞，邱焓，陈研，代志力，袁古兴，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司物资公司，重庆真测科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37