一种对旋转设备电能传导的接触面检测装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种对旋转设备电能传导的接触面检测装置及其方法，该方案包括本体，所述本体上设有与本体通信连接的图像数据采集单元，所述本体内设有电源模块、高速采集模块、记录存储模块、数据处理单元、判断决策单元、网络模块及信息输出模块，该装置具有检测准确、可靠、及时，且可有效降低设备故障率，保障设备安全，相比现有技术，无需人工巡检，可7X24运行，节省运行成本。

【技术实现步骤摘要】
一种对旋转设备电能传导的接触面检测装置及其方法
本专利技术涉及一种检测装置，具体涉及一种对旋转设备电能传导的接触面检测装置。
技术介绍
目前，对于高速旋转中设备的电能传导，其传导电能传导介质目前多为碳刷(也叫电刷)，当前应用较多的设备为直流电动机、发电机、滑环等，这些设备在使用过程中，经过自然的使用磨损，碳刷会磨损消耗，受电体表面光滑程度都会有所变化，导致在设备运行中，在碳刷与受电体表面处会产生火花，并且随着使用会越来越严重，这要求维护保养人员要及时掌握火花状态，比如是否达到维护标准，评估是否造成设备故障。当火花达到一定程度后，若维护保养人员未及时处理，设备会产生环形电弧，产生环火。在很短时间内产生，电弧的高温及能量严重损伤换向器、电刷，对绕组也会造成不同程度的损害；同时，因产生轴电流，轴颈和轴瓦造成麻点和蚀痕等次生危害。目前主要检测及判断方案为维护人员不间断的进行巡查巡视，利用人员眼睛观察进行判断，因每个人的差异，判断标准存在人为因素偏差，可靠性、准确性很难保障。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了一种具备实时、准确、可靠的对旋转设备电能传导的接触面检测装置及其方法。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用了以下技术方案：一种对旋转设备电能传导的接触面检测装置包括本体，所述本体上设有与本体通信连接的图像数据采集单元，所述本体内设有电源模块、高速采集模块、记录存储模块、数据处理单元、判断决策单元、网络模块及信息输出模块；电源模块，用于为各个模块单元供电；高速采集模块，用于对图像数据采集单元采集数据进行预处理并存储；记录存储模块，用于存储预设火花数据；数据处理单元，用于将高速采集模块和记录存储模块中的数据集中处理；判断决策单元，用于根据设定火花等级进行决策；网络模块，用于对各个模块单元进行数据连接并提供外接第三方接口；所述信息输出模块，用于读取图像数据采集单元的实时画面及显示判断决策单元输送的信息。工作原理及有益效果：工作时，电能通过电刷传送至受电体，受电体转动，形成电气回路，此时通过图像数据采集单元将电刷与受电体接近区域的图像不断拍下，通过高速采集模块处理并存储，然后转发到数据处理单元，通过数据处理单元按照仿生算法将火花进行处理得出参数并转发到判断决策单元，判断决策单元将预设在记录存储模块内的火花等级参数，也就是特征值与计算出的参数比较，从而得出火花等级，根据火花等级对应的处理方式，将处理方式通过信息输送模块输出到外接的显示设备上，相比现有技术，无需人工不断检修，大大节省了人工成本，通过模拟类似于人眼的观察方式，加上预设参数，相比人工判断更加准确，不存在其他因素偏差，可靠性和准确性可以得到保障。进一步的，所述图像数据采集单元包括至少两个图像检测探头，每个所述图像检测探头上均设有光传感器，图像检测探头用于采集电刷与受电设备之间的图像。此设置，可以通过光传感器来跟踪检测位置的光线，从而调整图像检测探头的图像模式，保证图像质量，从而提升检测的准确率。进一步的，所述图像检测探头采集图像频率至少为每秒一千帧。此设置，不仅可以从中取出最佳质量的图像进行处理来减少误差，而且可以减少检测时间间隔，检测速度快。进一步的，所述数据处理单元通过仿生算法处理图像。此设置，通过两只眼睛来观察物体，并辨识物体。对于某一或物体(以下称为辨识对象)的辨识，不会因辨识对象外表、外观变化而辨识不出，经过与人脑中的记忆对比后，即使经过数年甚至更长时间仍然能够准确辨识出，其辨识依据为存在大脑中的特征数据，此特征数据为模糊量，结合模糊数学精确处理模型，得出可以操作的精确衡量指标特征数据，据此再做出精确的判断结果，因此采用这个方法，可以大大提升数据的准确性，相比其他算法通过计算电刷磨损程度来判断是否需要维护的方法，更加准确，也更加简单快速。进一步的，所述仿生算法包括以下步骤：S1：对图像数据读取并预处理；S2：对数据进行栅格化分析；S3：建立特征数据的数学模型。上述步骤，将仿生算法运用到数据处理单元中，可大幅度地提升火花等级的计算准确率。进一步的，数学模型存入记录存储模块后，将数据传送至判断决策单元，判断决策单元将特征数据与记录存储模块预设的火花特征值比较，得出处理方案。此设置将图像只存在高速采集模块内，将计算好的图像数据和预设的火花等级数据存在记录存储模块内，减少了记录存储模块的容量负担，相比只单纯存在一个存储模块内，一旦发生故障，可以保留至少一半的数据，稳定性更好，记录存储模块和高速采集模块两者均可以单独工作来实现同样的功能，一旦其中一个发生故障，只需要调整下程序，单独一个也能够正常工作。进一步的，预处理包括分析图像的像素、大小、质量、曝光程度及光线，筛选出高质量图像作为分析处理对象，并对图像进行二值化和反色处理。对于图像进行精细挑选并处理，更加有利于提高检测的准确性。进一步的，栅格化分析为图像的检测接触面为界限，根据受电体旋转方向，电刷与受电体产生火花的成像所在区域为处理区域，把图像从检测接触面从最近处由近到远，划分N个阶梯等级作为数学模型权重系数K1至Kn。根据火花产生的特点，距离接触面越远产生的火花数量越少，火花密度越小。进一步的，所述信息输出模块为触控显示屏或工控电脑。此设置，可以直观地为用户展示检修方案。一种对旋转设备电能传导的接触面检测方法，其特征在于，运用上述的一种对旋转设备电能传导的接触面检测装置，包括以下步骤：N1：通过图像数据采集单元采集图像数据；N2：通过高速采集模块对数据传输存储并发送到数据处理单元；N3：通过数据处理单元处理数据；N4：通过判断决策单元将处理后的数据与记录存储模块内置火花等级特征值比对，得出区域内的总火花等级；N5：通过信息输出模块显示出处理方案。上述步骤，运用本检测装置，可以实现对现有设备的碳刷也就是电刷磨损程度进行有效判断，并直接给出检修建议，无需人工判断，大大节省了人工成本。附图说明图1是本专利技术的安装示意图；图2是本专利技术的结构示意图；图3是本专利技术的运用仿生算法的流程图。图中，1、电能；2、导体；3、第一碳刷；4、第二碳刷；5、第一接触面；6、第二接触面；7、受电体；8、第一图像检测探头；9、第二图像检测探头；10、第一数据导线；11、第二数据导线；12、本体；13、电源模块；14、图像数据采集单元；15、高速采集模块；16、记录存储模块；17、数据处理单元；18、判断决策单元；19、网络模块；20、信息输出模块。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本领域技术人员应理解的是，在本专利技术的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对旋转设备电能传导的接触面检测装置，其特征在于，包括本体，所述本体上设有与本体通信连接的图像数据采集单元，所述本体内设有电源模块、高速采集模块、记录存储模块、数据处理单元、判断决策单元、网络模块及信息输出模块；电源模块，用于为各个模块单元供电；高速采集模块，用于对图像数据采集单元采集数据进行预处理并存储；记录存储模块，用于存储预设火花数据；数据处理单元，用于将高速采集模块和记录存储模块中的数据集中处理；判断决策单元，用于根据设定火花等级进行决策；网络模块，用于对各个模块单元进行数据连接并提供外接第三方接口；所述信息输出模块，用于读取图像数据采集单元的实时画面及显示判断决策单元输送的信息。/n

【技术特征摘要】
1.一种对旋转设备电能传导的接触面检测装置，其特征在于，包括本体，所述本体上设有与本体通信连接的图像数据采集单元，所述本体内设有电源模块、高速采集模块、记录存储模块、数据处理单元、判断决策单元、网络模块及信息输出模块；电源模块，用于为各个模块单元供电；高速采集模块，用于对图像数据采集单元采集数据进行预处理并存储；记录存储模块，用于存储预设火花数据；数据处理单元，用于将高速采集模块和记录存储模块中的数据集中处理；判断决策单元，用于根据设定火花等级进行决策；网络模块，用于对各个模块单元进行数据连接并提供外接第三方接口；所述信息输出模块，用于读取图像数据采集单元的实时画面及显示判断决策单元输送的信息。


2.根据权利要求1所述的一种对旋转设备电能传导的接触面检测装置，其特征在于，所述图像数据采集单元包括至少两个图像检测探头，每个所述图像检测探头上均设有光传感器，图像检测探头用于采集电刷与受电设备之间的图像。


3.根据权利要求2所述的一种对旋转设备电能传导的接触面检测装置，其特征在于，所述图像检测探头采集图像频率至少为每秒一千帧。


4.根据权利要求1所述的一种对旋转设备电能传导的接触面检测装置，其特征在于，所述数据处理单元通过仿生算法处理图像。


5.根据权利要求4所述的一种对旋转设备电能传导的接触面检测装置，其特征在于，所述仿生算法包括以下步骤：
对图像数据读取并预处理；
对数据进行栅格化分析；
建立特征数据的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李杰明，
申请(专利权)人：浙江城建煤气热电设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33