【技术实现步骤摘要】
一种基于SEM图像处理的绝缘纸板老化判别检验方法
本专利技术涉及绝缘纸板老化检测
，特别是涉及一种基于SEM图像处理的绝缘纸板老化判别检验方法。
技术介绍
绝缘纸板是一种在电力变压器内广泛使用的固体有机绝缘材料，对变压器的绝缘性能起决定作用。但在变压器长期运行过程中，绝缘纸板会在各种复杂的运行环境作用下逐渐劣化，逐步降低绝缘性能。研究表明，绝缘纸板的主要成分纤维素，在复杂环境的作用下会发生“解聚反应”和“消去反应”，这些反应会产生大量衍生物，同时恶性循环，引起其他更为复杂的化学反应，这些反应使纤维结构不断变化，从而造成绝缘纸老化。通过对绝缘纸板进行老化试验，检验不同老化程度下纸板微观特征，对研究绝缘纸板老化规律，分析老化机理，从而提高绝缘纸板使用寿命，进一步制造新型绝缘纸板具有重要意义。在油浸绝缘纸老化状态判别方面，最初多采用通过测量绝缘纸拉伸强度(TensileStrength，TS)来确定其老化速率的方法，通常认为当TS下降至初始值的一半时，绝缘油纸进入寿命晚期，其次，聚合度也是老化的参数指标之一。近年来，...
【技术保护点】
1.一种基于SEM图像处理的绝缘纸板老化判别检验方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1，制备若干绝缘纸板样品，利用扫描电镜获取绝缘纸板样品的正面SEM图像和横截面SEM图像；/nS2，利用图像增强、图像去噪和分割方法对正面SEM图像和横截面SEM图像进行图像预处理；/nS3，分别提取预处理后正面SEM图像和横截面SEM图像中的纤维边缘图像；/nS4，基于纤维边缘图像，计算纤维直径、截面孔隙率，并利用matlab绘制纤维微观形貌三维图，计算粗糙度；/nS5，重复步骤S1，获取多张连续的横截面SEM图像，利用连续的横截面SEM图像提取的纤维边缘图像，对纤维进行三维模型重构；/...
【技术特征摘要】
1.一种基于SEM图像处理的绝缘纸板老化判别检验方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，制备若干绝缘纸板样品，利用扫描电镜获取绝缘纸板样品的正面SEM图像和横截面SEM图像；
S2，利用图像增强、图像去噪和分割方法对正面SEM图像和横截面SEM图像进行图像预处理；
S3，分别提取预处理后正面SEM图像和横截面SEM图像中的纤维边缘图像；
S4，基于纤维边缘图像，计算纤维直径、截面孔隙率，并利用matlab绘制纤维微观形貌三维图，计算粗糙度；
S5，重复步骤S1，获取多张连续的横截面SEM图像，利用连续的横截面SEM图像提取的纤维边缘图像，对纤维进行三维模型重构；
S6，分析纤维微观形貌缺陷，结合纤维直径、截面孔隙率、粗糙度的检验判据和三维模型判断对绝缘纸板老化程度进行判别。
2.根据权利要求1所述的基于SEM图像处理的绝缘纸板老化判别检验方法，其特征在于，所述步骤S1，制备若干绝缘纸板样品，利用扫描电镜获取绝缘纸板样品的正面SEM图像和横截面SEM图像，具体包括：
裁剪若干绝缘纸板样品至一定大小，放入扫描电镜获得多张绝缘纸板正面SEM图像；
使用5000目磨砂纸沿截面方向对绝缘纸板样品进行打磨，每次打磨后，使用微米千分尺测量厚度，将打磨厚度控制在10μm±2μm左右，放入扫描电镜获取绝缘纸板横截面SEM图像。
3.根据权利要求1所述的基于SEM图像处理的绝缘纸板老化判别检验方法，其特征在于，所述步骤S2中，利用图像增强、图像去噪和分割方法对正面SEM图像和横截面SEM图像进行图像预处理，具体包括：
所述图像增强选择分段线性增强与直方图均衡算法相结合的方法，提高图像中纤维轮廓与背景的对比度，获得高对比度的SEM图像；
所述图像去噪采用自适用中值滤波算法。
4.根据权利要求1所述的基于SEM图像处理的绝缘纸板老化判别检验方法，其特征在于，所述步骤S3中，分别提取预处理后正面SEM图像和横截面SEM图像中的纤维边缘图像，具体包括：
采用canny算法，构建中心像素0°、22.5°、45°、67.5°、90°、112.5°、135°、157.5°这8个方位的五阶梯度模板，分别计算各个方位的一阶偏导数有限差分，梯度幅值以及梯度方向；
求出偏导数矩阵后，对梯度幅值进行非极大值抑制，选择灰度直方图的峰谷值设置为初始高，低双阈值将梯度幅值二值化，对其进行边缘提取，根据提取结果，调整双阈值，最终获得纤维边缘图像。
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【专利技术属性】
技术研发人员：王永强，冯昌辉，程焕超，遇心如，
申请(专利权)人：华北电力大学保定，国网山西省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：河北;13
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