一种绝缘隔板盐雾腐蚀识别方法、系统、介质及设备与流程

本发明属于图像处理，尤其涉及一种绝缘隔板盐雾腐蚀识别方法、系统、介质及设备。

背景技术：

1、高压开关柜运行在沿海或海岛等高盐雾地区时，其绝缘隔板长期受到盐雾的腐蚀破坏作用，电气绝缘性能不断下降，极易发生局部放电、闪络甚至击穿，进而引发高压开关柜的运行故障甚至事故。然而通过传统的停电检修手段难以及时发现高压开关柜内部绝缘隔板的盐雾腐蚀情况，因此，开展高压开关柜绝缘隔板盐雾腐蚀在线识别具有十分重要的意义。

2、据发明人了解，当前对于绝缘隔板盐雾腐蚀在线识别技术的研究还存在空白，现有技术难以在高压开关柜运行时精确地识别出绝缘隔板的盐雾腐蚀，且难以对绝缘隔板的盐雾腐蚀程度进行量化分析。

3、超声波检测是对高压开关柜绝缘构件进行无损检测的常用技术手段，但将超声波检测应用于高压开关柜绝缘隔板的盐雾腐蚀在线识别，尚存在如下技术问题：

4、1）高压开关柜在线运行时，具有很强的背景噪声，会给超声回波信号干扰，影响绝缘隔板盐雾腐蚀情况的识别和分析。

5、2）在高盐雾环境下，绝缘隔板表面往往存在污秽，这些污秽会使超声回波信号的波形产生畸变，降低了后期对于盐雾腐蚀的识别和量化精度。

6、3）现有技术对于利用超声波分析绝缘隔板盐雾腐蚀程度的研究尚存在空白。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提出了一种绝缘隔板盐雾腐蚀识别方法、系统、介质及设备，通过对超声回波信号矩阵去除背景噪声分量和表面污秽分量，有效降低噪声干扰，增强盐雾腐蚀特征；基于自适应阈值法对高质量的盐雾腐蚀特征进行区域划分，提高了盐雾腐蚀识别的准确性。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种绝缘隔板盐雾腐蚀识别方法，包括：

4、采集绝缘隔板表面超声回波信号，构建超声回波信号矩阵；

5、基于超声回波信号矩阵进行噪声分量去除处理，得到去噪超声回波信号；基于去噪超声回波信号进行污秽分量去除处理，得到去污超声回波信号；

6、基于去污超声回波信号构建腐蚀系数矩阵，根据腐蚀系数矩阵计算灰度值，绘制腐蚀形貌图；基于灰度预设值遍历腐蚀形貌图，获取腐蚀区域；

7、计算各腐蚀区域的腐蚀度，得到绝缘隔板总体腐蚀度。

8、优选地，所述基于超声回波信号矩阵进行噪声分量去除处理，得到去噪超声回波信号，具体包括：

9、提取超声回波信号矩阵中的超声回波信号，进行小波分解，得到高频系数和低频系数；

10、对低频系数进行阈值处理，滤除噪声分量；

11、对高频系数和经阈值处理后的低频系数进行小波重构，得到去噪超声回波信号。

12、优选地，所述基于去噪超声回波信号进行污秽分量去除处理，得到去污超声回波信号，具体包括：

13、获取表面污秽信号样本，计算不同小波基与表面污秽信号样本的相关性系数，选取相关性系数最高的小波基为最优小波基；所述表面污秽信号样本的获取过程为：对绝缘隔板样品涂污，对涂污后的绝缘隔板样品进行超声扫描，得到表面污秽信号样本；

14、利用最优小波基对去噪超声回波信号进行小波分解，得到高频系数和低频系数；

15、对高频系数进行阈值处理，滤除污秽分量；

16、对低频系数和经阈值处理后的高频系数进行小波重构，得到去污超声回波信号。

17、优选地，采用定量涂刷法对绝缘隔板样品涂污。

18、优选地，所述基于去污超声回波信号构建腐蚀系数矩阵，具体过程为：

19、对去污超声回波信号进行fft变换，得到信号分量，基于幅值大小对信号分量排列，提取前n个信号分量的幅值作为腐蚀特征值；所述n>0；

20、根据腐蚀特征值，计算腐蚀系数，得到腐蚀系数矩阵。

21、优选地，所述基于灰度预设值遍历腐蚀形貌图，获取腐蚀区域，具体过程为：

22、遍历腐蚀形貌图，将全部扫描点中的灰度值极小值点作为种子点；所述极小值点的灰度值小于其邻域内扫描点的灰度值，且灰度值小于灰度预设值；

23、判断种子点邻域内待划分扫描点的灰度值是否小于自适应阈值，若小于则将待划分扫描点划分到所述种子点所在的腐蚀区域，并作为新种子点，重复判断邻域内待划分扫描点的灰度值是否小于自适应阈值；否则不划入腐蚀区域；

24、将扫描点数量少于点数预设值的腐蚀区域舍去，最终得到n个腐蚀区域；所述n>0。

25、优选地，所述计算各腐蚀区域的腐蚀度具体为：

26、

27、其中，为腐蚀区域的腐蚀度；是坐标为的扫描点处的灰度值；为腐蚀区域的最大灰度值；是腐蚀区域中扫描点的数量；t是全部扫描点数量。

28、第二方面，本发明提供一种绝缘隔板盐雾腐蚀识别系统，包括：

29、信号获取模块，用于采集绝缘隔板表面超声回波信号，构建超声回波信号矩阵；

30、预处理模块，用于基于超声回波信号矩阵进行噪声分量去除处理，得到去噪超声回波信号；基于去噪超声回波信号进行污秽分量去除处理，得到去污超声回波信号；

31、腐蚀区域获取模块，用于基于去污超声回波信号构建腐蚀系数矩阵，根据腐蚀系数矩阵计算灰度值，绘制腐蚀形貌图；基于灰度预设值遍历腐蚀形貌图，获取腐蚀区域；

32、腐蚀度计算模块，用于计算各腐蚀区域的腐蚀度，得到绝缘隔板总体腐蚀度。

33、第三方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现第一方面所述的一种绝缘隔板盐雾腐蚀识别方法中的步骤。

34、第四方面，本发明提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现第一方面所述的一种绝缘隔板盐雾腐蚀识别方法中的步骤。

35、与现有技术相比，本公开的有益效果为：

36、1.本发明利用超声波检测技术实现了高压开关柜绝缘隔板盐雾腐蚀在线识别，通过对超声回波信号进行预处理，即去除了超声回波信号中的背景噪声分量和表面污秽分量，降低了背景噪声和表面污秽的干扰，提高了盐雾腐蚀识别以及量化分析的精度；进一步的，基于预处理后的超声回波信号得到腐蚀系数，进而绘制出腐蚀形貌图，能够直观地了解绝缘隔板的盐雾腐蚀情况。

37、2.本发明在划定腐蚀区域时，通过定义极小值点、遍历邻域节点并更新种子点、设置自适应阈值，提高腐蚀区域检测的准确性和可靠性。同时，这些方法还能够适应不同腐蚀程度的区域，为后续的分析和处理提供更有价值的信息。

38、3.本发明计算腐蚀度时，根据灰度值划分区域并分配权重，能够更精确地量化不同区域的腐蚀程度，从而根据腐蚀区域的腐蚀度计算绝缘隔板总体腐蚀度，实现了对绝缘隔板盐雾腐蚀程度的量化分析。

39、本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。