一种电磁继电器的触头表面成分叠加融合方法技术

本发明专利技术公开一种电磁继电器的触头表面成分叠加融合方法，包括以下步骤：1)选取电磁继电器的一个触头分别进行单一元素扫描；2)整理单独含有C、O、Ag以及Mg元素的触头形貌，建立单一元素微观形貌特征点识别模型；3)建立含有C、O、Ag以及Mg元素的多元素触头形貌叠加模型，进行微观形貌特征点匹配；4)构建变换模型，完成触头多元成分的叠加融合。本发明专利技术通针对电磁继电器的触头表面成分叠加融合方法的研究，提出了继电器触头表面各成分的微观特征点识别模型，计算变换参数矩阵，完成了不同元素的触头表面成分叠加融合，可以更加科学、全面的表征继电器触头表面综合元素分布。

【技术实现步骤摘要】
一种电磁继电器的触头表面成分叠加融合方法
本专利技术涉及一种电磁继电器触头成分分析技术，具体为一种电磁继电器的触头表面成分叠加融合方法。
技术介绍
继电器的核心部件在于触头，触头的表面成分的变化直接影响继电器的寿命和可靠性。为了保证准确评估继电器的使用状态，有必要对继电器触头的表面形貌进行研究。国内外许多学者通过对触头表面的粗糙度来反应触头的形貌变化，但无法直观反应触头表面的变化，对继电器的可靠性和寿命评估带来了很大的困难。目前已有的对继电器触头表面评估主要根据实验前后触头表面的质量变化或触头表面成分的变化进行评估，或者通过分析实验前后触头表面的化合物或元素的转移作为评价量纲。以上所述方法对触头的评价方法只能单一元素的评估，对触头的寿命和可靠性评估的准确度也较低。类似的这些方法均采用单一的方向对触头的实验前后变化进行测量，没有将触头的实验前后多角度变化有机结合，因此，如何尽可能采用多元素叠加的方式评估触头表面元素的转移和变化成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。
技术实现思路
针对现有技术中对继电器触头表面评估方法只能单一元素的评估、对触头的寿命和可靠性评估的准确度也较低等不足，本专利技术要解决的问题是提供一种可提高评估的准确度、以更加科学、全面的表征继电器触头表面综合元素分布的电磁继电器的触头表面成分叠加融合方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：本专利技术提供一种磁继电器的触头表面成分叠加融合方法，包括以下步骤：1)选取电磁继电器的一个触头分别进行单一元素扫描；2)整理单独含有C、O、Ag以及Mg元素的触头形貌，建立单一元素微观形貌特征点识别模型；3)建立含有C、O、Ag以及Mg元素的多元素触头形貌叠加模型，进行微观形貌特征点匹配；4)构建变换模型，完成触头多元成分的叠加融合。步骤2)中，建立单一元素微观形貌特征点识别模型的步骤为：201)计算触头的含有不同元素的触头表面微观形貌的尺度函数，通过求偏导Ly，Lx构造尺度空间的自相关矩阵；202)检测自相关矩阵函数值在尺度轴上与附近最近两个点相比较，达到极值并且小于给定阈值，则判断此点为稳定的特征点。步骤3)中，进行微观形貌特征点匹配的步骤为：301)选取提取特征点含有两种不同元素的触头表面微观形貌，其特征点集分别为X，Y，计算两点集的联合熵为：其中，Pil表示含有两种不同元素的触头表面微观形貌的特征点叠加的概率，α为最高次数，N1，N2分别为量形貌的特征点数，Pkj为第k行第j个特征点叠加概率，i行第j个特征点出现概率；302)计算特征点集间任意两点的欧式距离为Dij，求两图特征点之间的期望距离；当两幅图叠加时，匹配点坐标最近E(T)最小，用E(T)作为计算联合概率Pij的似然条件，设期望距离为d，用最大熵方法在期望距离最小化约束条件下，估计出符合最大可能随机性的概率P，则最大可能性为：其中，Pil表示含有两种不同元素的触头表面微观形貌的特征点叠加的概率，α为最高次数，N1，N2分别为量形貌的特征点数，Dij(T)为两点的欧式距离，d为期望距离，u为概率系数，η为期望系数，λ为叠加系数。步骤4)中，构建变换模型的步骤为：401)对两点集的联合熵的联合概率Pij求偏导可得：其中，...Pil表示含有两种不同元素的触头表面微观形貌的特征点叠加的概率，α为最高次数，Dij为两点的欧式距离，d为期望距离，u为概率系数，η为期望系数，λ为叠加系数；402)考虑约束条件：当μ≥0，1≥α≥0时两个线性函数形式一致，估计Pij得此处，logPij包含Pij≥0的约束，对该式求偏导可得：其中，Pil表示含有两种不同元素的触头表面微观形貌的特征点叠加的概率，Dij为两点的欧式距离，u为概率系数，η为期望系数，i和j均为计数参数；403)消除未知常数d的影响后代入变换模型得其中，N1，N2分别为量形貌的特征点数，Dij(T)为两点的欧式距离，η为概率系数，i和j均为计数参数，T为特征点集合。本专利技术具有以下有益效果及优点：1.本专利技术通针对电磁继电器的触头表面成分叠加融合方法的研究，提出了继电器触头表面各成分的微观特征点识别模型，计算变换参数矩阵，完成了不同元素的触头表面成分叠加融合，可以更加科学、全面的表征继电器触头表面综合元素分布。2.本专利技术利用电磁继电器的触头表面成分叠加融合，深入展示了触头表面的元素分布，可以更加全面分析触头间的元素分布差异，进而深入讨论继电器性能退化机理。附图说明图1为本专利技术方法流程图；图2为本专利技术中继电器触头在扫描电镜下的含有化学元素触头表面微观形貌图；图3A为本专利技术中电磁继电器触头采集的含有C元素的触头表面微观形貌源图；图3B为本专利技术中电磁继电器触头采集的含有O元素的触头表面微观形貌源图；图3C为本专利技术中电磁继电器触头采集的含有Ag元素的触头表面微观形貌源图；图3D为本专利技术中电磁继电器触头采集的含有Mg元素的触头表面微观形貌源图；图4为本专利技术中C、O、Ag、Mg成分叠加后触头表面微观形貌图。具体实施方式下面结合说明书附图对本专利技术作进一步阐述。如图1所示，本专利技术提供一种电磁继电器的触头表面成分叠加融合方法，包括以下步骤：1)选取电磁继电器的一个触头分别进行单一元素扫描；2)整理单独舍有C、O、Ag以及Mg元素的触头形貌，建立单一元素微观形貌特征点识别模型；3)建立含有C、O、Ag以及Mg元素的多元素触头形貌叠加模型，进行微观形貌特征点匹配；4)构建变换模型，完成触头多元成分的叠加融合。步骤1)中，整理电磁继电器触头每次采集的含有不同元素的触头表面微观形貌(如图2所示)，依次定义为源图一(如图3A所示)，源图二(如图3B所示)，源图三(如图3C所示)，源图四(如图3D所示)。计算触头的含有C、O、Ag、Mg单一元素的触头表面微观形貌的尺度函数为：L(x，σ)＝G(σ)×I(x)其中G(σ)为微观形貌的卷积，I(x)为触头表面微观形貌像素点，x、σ均为函数的自变量.步骤2)中，建立单一元素微观形貌特征点识别模型的步骤为：201)计算触头的含有不同元素的触头表面微观形貌的尺度函数，通过求偏导Ly，Lx构造尺度空间的自相关矩阵；202)检测自相关矩阵函数值在尺度轴上与附近最近两个点相比较，达到极值并且小于给定阈值，则判断此点为稳定的特征点。通过求偏导Ly(Y代表的意思是对Y方向求偏导)，Lx构造触头表面微观形貌尺度空间的自相关矩阵：其中为Lxx(x，σn)和Lyy(x，σn)分别为坐标系中x和y方向的二阶偏导，n为表面微观点，σn为阈值；检测自相关矩阵函数值在尺度轴上与附近最近两个点相比较，达到本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电磁继电器的触头表面成分叠加融合方法，其特征在于包括以下步骤：/n1)选取电磁继电器的一个触头分别进行单一元素扫描；/n2)整理单独含有C、O、Ag以及Mg元素的触头形貌，建立单一元素微观形貌特征点识别模型；/n3)建立含有C、O、Ag以及Mg元素的多元素触头形貌叠加模型，进行微观形貌特征点匹配；/n4)构建变换模型，完成触头多元成分的叠加融合。/n

【技术特征摘要】
1.一种电磁继电器的触头表面成分叠加融合方法，其特征在于包括以下步骤：
1)选取电磁继电器的一个触头分别进行单一元素扫描；
2)整理单独含有C、O、Ag以及Mg元素的触头形貌，建立单一元素微观形貌特征点识别模型；
3)建立含有C、O、Ag以及Mg元素的多元素触头形貌叠加模型，进行微观形貌特征点匹配；
4)构建变换模型，完成触头多元成分的叠加融合。


2.根据权利要求1所述的电磁继电器的触头表面成分叠加融合方法，其特征在于步骤2)中，建立单一元素微观形貌特征点识别模型的步骤为：
201)计算触头的含有不同元素的触头表面微观形貌的尺度函数，通过求偏导Ly，Lx构造尺度空间的自相关矩阵；
202)检测自相关矩阵函数值在尺度轴上与附近最近两个点相比较，达到极值并且小于给定阈值，则判断此点为稳定的特征点。


3.根据权利要求1所述的电磁继电器的触头表面成分叠加融合方法，其特征在于步骤3)中，进行微观形貌特征点匹配的步骤为：
301)选取提取特征点含有两种不同元素的触头表面微观形貌，其特征点集分别为X，Y，计算两点集的联合熵为：



其中，Pil表示含有两种不同元素的触头表面微观形貌的特征点叠加的概率，α为最高次数，N1，N2分别为量形貌的特征点数，Pkj为第k行第j个特征点叠加概率，行第j个特征点出现概率；
302)计算特征点集间任意两点的欧式距离为Dij，求两图特征点之间的期望距离；
当两幅图叠加时，匹配点坐标最近E...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵正元，李文华，刘斌，李其哲，李庆诗，潘如政，夏艳华，郑娜，刘思汉，翟丽春，王林林，罗文天，孟冬冬，赵金燕，吴延男，郭国庆，李源，
申请(专利权)人：沈阳铁路信号有限责任公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21