CN113639836A - 电气设备内六氟化硫气体重量在线测定*** - Google Patents

电气设备内六氟化硫气体重量在线测定*** Download PDF

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曾四鸣
刘克成
韩鹤松
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Abstract

本发明提供了一种电气设备内六氟化硫气体重量在线测定***，该***包括：压力数据采集模块、有效容积测定模块、无线通信模块、后台监控模块；压力数据采集模块用于采集目标电气设备内六氟化硫气体的压力，并将六氟化硫气体的压力通过无线通信模块发送至后台监控模块；有效容积测定模块用于测量目标电气设备的有效容积，并将有效容积通过无线通信模块发送至后台监控***；后台监控***用于根据六氟化硫气体的压力以及有效容积确定目标电气设备内六氟化硫气体的重量。本发明提供的电气设备内六氟化硫气体重量在线测定***能够实现六氟化硫气体重量的在线测定，为之后六氟化硫气体的充气/回收操作提供有效参考。

Description

电气设备内六氟化硫气体重量在线测定***
技术领域
本发明属于六氟化硫气体测量技术领域，更具体地说，是涉及一种电气设备内六氟化硫气体重量在线测定***。
背景技术
六氟化硫气体作为最常见的绝缘灭弧介质，一直以来都被广泛应用于GIS、断路器、电压(流)互感器等各类电力设备中，但它除了具有极佳的绝缘性能之外，还会产生严重的温室效应，被列为禁止排放的六种温室气体之一，因此对电气设备中的六氟化硫气体进行回收至关重要。
实际应用中，为了判断何时对电气设备内的六氟化硫气体进行回收、判断何时对电气设备进行充气，需首先判断电气设备内六氟化硫气体的重量，因此亟需一种六氟化硫气体重量测定***。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电气设备内六氟化硫气体重量在线测定***，以实现电气设备内六氟化硫气体重量的在线测定。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供了一种电气设备内六氟化硫气体重量在线测定***，包括：
压力数据采集模块、有效容积测定模块、无线通信模块、后台监控模块；
所述压力数据采集模块用于采集目标电气设备内六氟化硫气体的压力，并将所述六氟化硫气体的压力通过所述无线通信模块发送至后台监控模块；
所述有效容积测定模块用于测量目标电气设备的有效容积，并将所述有效容积通过所述无线通信模块发送至后台监控***；
所述后台监控***用于根据所述六氟化硫气体的压力以及所述有效容积确定目标电气设备内六氟化硫气体的重量。
可选的，所述压力数据采集模块为压力传感器。
可选的，所述压力数据采集模块包括压力仪表、摄像单元以及压力仪表示数识别单元；
所述压力仪表用于根据目标电气设备内六氟化硫气体的实际压力进行压力示数的显示；
所述摄像单元用于采集所述压力仪表的示数图像，并将所述示数图像发送至压力仪表示数识别单元；
所述压力仪表示数识别单元用于识别所述示数图像，确定六氟化硫气体的压力，并将所述六氟化硫的压力通过所述无线通信模块发送至后台监控模块。
可选的，所述无线通信模块为4G/5G网络或NB-IOT模块。
可选的，所述后台监控***用于根据所述六氟化硫的压力以及预设的压力密度对照表确定所述六氟化硫的密度，根据所述六氟化硫气体的密度以及所述有效容积确定目标电气设备内六氟化硫气体的重量。
可选的，所述后台监控模块包括处理器和显示器；
所述处理器用于根据所述六氟化硫气体的压力以及所述有效容积确定目标电气设备内六氟化硫气体的重量；
所述显示器用于对目标电气设备内六氟化硫气体的重量进行显示。
可选的，所述后台监控模块还包括指示单元；
所述处理器还用于根据目标电气设备内六氟化硫气体的重量判断是否需要对目标电气设备进行充气或回收；若判断需要对目标电气设备进行充气或回收，则控制所述指示单元进行充气提示或回收提示。
可选的，所述摄像单元用于采集所述压力仪表的多组示数图像，并将所述多组示数图像发送至压力仪表示数识别单元；其中，每组示数图像都对应一个特定的图像拍摄角度；
所述压力仪表示数识别单元用于：
对所述多组示数图像分别进行边缘检测，得到多组边缘检测图像，并根据所述多组边缘检测图像确定目标六氟化硫压力仪表的目标边缘检测图像；
对所述目标边缘检测图像中的指针和目标数字进行定位，得到指针特征向量以及多个目标数字特征向量；其中，目标数字为预先指定的目标六氟化硫压力仪表的刻度数字；
基于所述指针特征向量以及多个目标数字特征向量确定六氟化硫气体的压力，并将所述六氟化硫的压力通过所述无线通信模块发送至后台监控模块。
可选的，所述根据所述多组边缘检测图像确定目标六氟化硫压力仪表的目标边缘检测图像，包括：
提取所述多组边缘检测图像的重叠区域，将所述多组边缘检测图像的重叠区域对应的图像作为目标六氟化硫压力仪表的目标边缘检测图像。
可选的，所述基于所述指针特征向量以及多个目标数字特征向量确定六氟化硫气体的压力，包括：
基于所述指针特征向量以及多个目标数字特征向量确定多组目标六氟化硫压力仪表的初步识别结果；
根据所述多组目标六氟化硫压力仪表的初步识别结果的平均值确定六氟化硫气体的压力。
本发明提供的电气设备内六氟化硫气体重量在线测定***的有益效果在于：
本发明通过压力数据采集模块采集目标电气设备内六氟化硫气体的压力，通过有效容积测定模块测量目标电气设备的有效容积，并通过所述无线通信模块将有效容积以及六氟化硫气体的压力发送至后台监控模块，后台监控***根据六氟化硫气体的压力以及目标电气设备的有效容积确定目标电气设备内六氟化硫气体的重量。也就是说，本发明可以实现六氟化硫气体重量的在线测定，为之后六氟化硫气体的充气/回收操作提供有效参考。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例提供的电气设备内六氟化硫气体重量在线测定***的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
请参考图1，图1为本发明一实施例提供的电气设备内六氟化硫气体重量在线测定***的结构示意图，该电气设备内六氟化硫气体重量在线测定***10包括：
压力数据采集模块11、有效容积测定模块12、无线通信模块13、后台监控模块14。
压力数据采集模块11用于采集目标电气设备内六氟化硫气体的压力，并将六氟化硫气体的压力通过无线通信模块13发送至后台监控模块14。
有效容积测定模块12用于测量目标电气设备的有效容积，并将有效容积通过无线通信模块13发送至后台监控***14。
后台监控***14用于根据六氟化硫气体的压力以及有效容积确定目标电气设备内六氟化硫气体的重量。
在本实施例中，可以基于物联网实现电气设备内六氟化硫气体重量的在线测定。
在本实施例中，后台监控***14确定重量的具体方法为：根据六氟化硫的压力以及预设的压力密度对照表确定六氟化硫的密度，根据六氟化硫气体的密度以及有效容积确定目标电气设备内六氟化硫气体的重量。
在本实施例中，由于电气设备内还包含导体等其他部件，因此需要测量目标电气设备的有效容积，也即测量目标电气设备内六氟化硫气体的实际体积。
从以上描述可知，本发明通过压力数据采集模块采集目标电气设备内六氟化硫气体的压力，通过有效容积测定模块测量目标电气设备的有效容积，并通过所述无线通信模块将有效容积以及六氟化硫气体的压力发送至后台监控模块，后台监控***根据六氟化硫气体的压力以及目标电气设备的有效容积确定目标电气设备内六氟化硫气体的重量。也就是说，本发明可以实现六氟化硫气体重量的在线测定，为之后六氟化硫气体的充气/回收操作提供有效参考。
可选的，作为本发明实施例提供的电力设备内六氟化硫气体重量在线测定***的一种具体实施方式，压力数据采集模块为压力传感器。
在本实施例中，压力数据采集模块可以为具备数据传输功能的压力传感器，直接通过压力传感器将六氟化硫气体的压力传输至后台监控***。
可选的，作为本发明实施例提供的电力设备内六氟化硫气体重量在线测定***的一种具体实施方式，压力数据采集模块包括压力仪表、摄像单元以及压力仪表示数识别单元。
压力仪表用于根据目标电气设备内六氟化硫气体的实际压力进行压力示数的显示。
摄像单元用于采集压力仪表的示数图像，并将示数图像发送至压力仪表示数识别单元。
压力仪表示数识别单元用于识别示数图像，确定六氟化硫气体的压力，并将六氟化硫的压力通过无线通信模块发送至后台监控模块。
在本实施例中，若环境所限、或安装难度所限，只能使用普通压力仪表进行压力测量，本实施例给出了一种图像识别的方式来进行压力示数的识别，以适用多种测量场景。
可选的，作为本发明实施例提供的电力设备内六氟化硫气体重量在线测定***的一种具体实施方式，无线通信模块为4G/5G网络或NB-IOT模块。
可选的，作为本发明实施例提供的电力设备内六氟化硫气体重量在线测定***的一种具体实施方式，后台监控模块包括处理器和显示器。
处理器用于根据六氟化硫气体的压力以及有效容积确定目标电气设备内六氟化硫气体的重量。
显示器用于对目标电气设备内六氟化硫气体的重量进行显示。
在本实施例中，处理器可以为单片机或微处理器。
可选的，作为本发明实施例提供的电力设备内六氟化硫气体重量在线测定***的一种具体实施方式，后台监控模块还包括指示单元。
处理器还用于根据目标电气设备内六氟化硫气体的重量判断是否需要对目标电气设备进行充气或回收。若判断需要对目标电气设备进行充气或回收，则控制指示单元进行充气提示或回收提示。
在本实施例中，指示单元可以为指示灯，充气提示可以设定指示灯发绿光来实现，回收提示可以设定指示灯发黄光来实现。
可选的，作为本发明实施例提供的电力设备内六氟化硫气体重量在线测定***的一种具体实施方式，摄像单元用于采集压力仪表的多组示数图像，并将多组示数图像发送至压力仪表示数识别单元。其中，每组示数图像都对应一个特定的图像拍摄角度。
压力仪表示数识别单元用于：
对多组示数图像分别进行边缘检测，得到多组边缘检测图像，并根据多组边缘检测图像确定目标六氟化硫压力仪表的目标边缘检测图像。
对目标边缘检测图像中的指针和目标数字进行定位，得到指针特征向量以及多个目标数字特征向量。其中，目标数字为预先指定的目标六氟化硫压力仪表的刻度数字。
基于指针特征向量以及多个目标数字特征向量确定六氟化硫气体的压力，并将六氟化硫的压力通过无线通信模块发送至后台监控模块。
在本实施例中，可基于Canny检测算法分别对多组示数图像进行边缘检测，得到各组示数图像对应的边缘检测图像，基于多组边缘检测图像确定目标六氟化硫压力仪表的目标边缘检测图像。已知现有的边缘检测算法大多是由人工设置全局高低阈值的，因此不可避免地会影响边缘检测的精度，因此，本实施例基于多组边缘检测图像来确定最终的边缘检测结果(也即目标边缘检测图像)，可以有效降低边缘检测算法自身的误差干扰，降低目标六氟化硫压力仪表周围环境对边缘检测精度的影响，进而提高图像识别精度。
在本实施例中，在对多组示数图像分别进行边缘检测之前，还包括对多组示数图像进行预处理的过程；
对多组示数图像进行预处理包括：对多组示数图像进行灰度化处理、高斯滤波以及平滑处理，得到预处理后的多组示数图像。
在本实施例中，可对多组图像数据进行灰度化处理、高斯滤波以及平滑处理，以方便后续的图像识别步骤。可选的，也可根据需要对多组图像数据进行缩放、变化、去噪、膨胀和腐蚀等处理，此处不作限定。
在本实施例中，可基于现有的特征提取模型提取目标边缘检测图像中仪表指针对应的特征向量以及目标数字对应的特征向量。
其中，目标数字可以为目标六氟化硫压力仪表的最大量程值、最小量程值、量程中值等。
可选地，作为本发明实施例提供的六氟化硫压力仪表图像识别方法的一种具体实施方式，基于指针特征向量以及多个目标数字特征向量确定多组目标六氟化硫压力仪表的初步识别结果，包括：
对指针特征向量和多个目标数字特征向量进行组合，得到多个组合向量，并将多个组合向量分别输入至与该组合向量对应的图像识别模型中，得到多组目标六氟化硫压力仪表的初步识别结果。
在本实施例中，各个组合向量的组合方法为：以指针特征向量、多个目标数字特征向量中的某一个目标数字特征向量为一组，组成组合向量。例如，指针特征向量为a，多个目标数字特征向量为b1、b2、b3，那么组合向量可以为ab1、ab2、ab3。
其中，图像识别模型可以为卷积神经网络模型，本实施例可预先为每一组组合特征向量训练一个对应的卷积神经网络模型，得到多个组合向量后，将多个组合向量分别输入至与该组合向量对应的卷积神经网络模型中，得到多组目标六氟化硫压力仪表的初步识别结果。
可选的，作为本发明实施例提供的电力设备内六氟化硫气体重量在线测定***的一种具体实施方式，根据多组边缘检测图像确定目标六氟化硫压力仪表的目标边缘检测图像，包括：
提取多组边缘检测图像的重叠区域，将多组边缘检测图像的重叠区域对应的图像作为目标六氟化硫压力仪表的目标边缘检测图像。
可选的，作为本发明实施例提供的电力设备内六氟化硫气体重量在线测定***的一种具体实施方式，基于指针特征向量以及多个目标数字特征向量确定六氟化硫气体的压力，包括：
基于指针特征向量以及多个目标数字特征向量确定多组目标六氟化硫压力仪表的初步识别结果。
根据多组目标六氟化硫压力仪表的初步识别结果的平均值确定六氟化硫气体的压力。
在本实施例中，假设多组目标六氟化硫压力仪表的初步识别结果分别为x1、x2、x3，则六氟化硫气体的压力即为(x1+x2+x3)/3。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电气设备内六氟化硫气体重量在线测定***，其特征在于，包括：
压力数据采集模块、有效容积测定模块、无线通信模块、后台监控模块；
所述压力数据采集模块用于采集目标电气设备内六氟化硫气体的压力，并将所述六氟化硫气体的压力通过所述无线通信模块发送至后台监控模块；
所述有效容积测定模块用于测量目标电气设备的有效容积，并将所述有效容积通过所述无线通信模块发送至后台监控***；
所述后台监控***用于根据所述六氟化硫气体的压力以及所述有效容积确定目标电气设备内六氟化硫气体的重量。
2.如权利要求1所述的电气设备内六氟化硫气体重量在线测定***，其特征在于，所述压力数据采集模块为压力传感器。
3.如权利要求1所述的电气设备内六氟化硫气体重量在线测定***，其特征在于，所述压力数据采集模块包括压力仪表、摄像单元以及压力仪表示数识别单元；
所述压力仪表用于根据目标电气设备内六氟化硫气体的实际压力进行压力示数的显示；
所述摄像单元用于采集所述压力仪表的示数图像，并将所述示数图像发送至压力仪表示数识别单元；
所述压力仪表示数识别单元用于识别所述示数图像，确定六氟化硫气体的压力，并将所述六氟化硫的压力通过所述无线通信模块发送至后台监控模块。
4.如权利要求1所述的电气设备内六氟化硫气体重量在线测定***，其特征在于，所述无线通信模块为4G/5G网络或NB-IOT模块。
5.如权利要求1所述的电气设备内六氟化硫气体重量在线测定***，其特征在于，所述后台监控***用于根据所述六氟化硫的压力以及预设的压力密度对照表确定所述六氟化硫的密度，根据所述六氟化硫气体的密度以及所述有效容积确定目标电气设备内六氟化硫气体的重量。
6.如权利要求1至5任一项所述的电气设备内六氟化硫气体重量在线测定***，其特征在于，所述后台监控模块包括处理器和显示器；
所述处理器用于根据所述六氟化硫气体的压力以及所述有效容积确定目标电气设备内六氟化硫气体的重量；
所述显示器用于对目标电气设备内六氟化硫气体的重量进行显示。
7.如权利要求6所述的电气设备内六氟化硫气体重量在线测定***，其特征在于，所述后台监控模块还包括指示单元；
所述处理器还用于根据目标电气设备内六氟化硫气体的重量判断是否需要对目标电气设备进行充气或回收；若判断需要对目标电气设备进行充气或回收，则控制所述指示单元进行充气提示或回收提示。
8.如权利要求3所述的电气设备内六氟化硫气体重量在线测定***，其特征在于，所述摄像单元用于采集所述压力仪表的多组示数图像，并将所述多组示数图像发送至压力仪表示数识别单元；其中，每组示数图像都对应一个特定的图像拍摄角度；
所述压力仪表示数识别单元用于：
对所述多组示数图像分别进行边缘检测，得到多组边缘检测图像，并根据所述多组边缘检测图像确定目标六氟化硫压力仪表的目标边缘检测图像；
对所述目标边缘检测图像中的指针和目标数字进行定位，得到指针特征向量以及多个目标数字特征向量；其中，目标数字为预先指定的目标六氟化硫压力仪表的刻度数字；
基于所述指针特征向量以及多个目标数字特征向量确定六氟化硫气体的压力，并将所述六氟化硫的压力通过所述无线通信模块发送至后台监控模块。
9.如权利要求1所述的电气设备内六氟化硫气体重量在线测定***，其特征在于，所述根据所述多组边缘检测图像确定目标六氟化硫压力仪表的目标边缘检测图像，包括：
提取所述多组边缘检测图像的重叠区域，将所述多组边缘检测图像的重叠区域对应的图像作为目标六氟化硫压力仪表的目标边缘检测图像。
10.如权利要求1所述的电气设备内六氟化硫气体重量在线测定***，其特征在于，所述基于所述指针特征向量以及多个目标数字特征向量确定六氟化硫气体的压力，包括：
基于所述指针特征向量以及多个目标数字特征向量确定多组目标六氟化硫压力仪表的初步识别结果；
根据所述多组目标六氟化硫压力仪表的初步识别结果的平均值确定六氟化硫气体的压力。
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