本發(fā)明主要涉及封閉容器內(nèi)部結(jié)構(gòu)檢測，具體涉及一種封閉容器內(nèi)部油浸結(jié)構(gòu)的三維輪廓超聲檢測方法。

背景技術(shù)：

1、在許多工程項目中，涉及到封閉容器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的檢測時，需要一種高效的檢測方法來監(jiān)控內(nèi)部結(jié)構(gòu)的形變損傷情況，如出現(xiàn)絕緣老化、機械應(yīng)力、熱應(yīng)力等，導(dǎo)致內(nèi)部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)形變、松動或損壞等故障。油浸式變壓器運行狀態(tài)的穩(wěn)定性和可靠性直接關(guān)系到整個電力系統(tǒng)的安全運行，內(nèi)部的繞組作為其核心部件，繞組如若出現(xiàn)損傷變形，可能引發(fā)嚴重的安全事故，對變壓器內(nèi)部繞組進行準確、高效的檢測具有重要的實際意義。傳統(tǒng)的檢測方法如視覺檢查、紅外測溫等雖然簡單易行，但往往難以發(fā)現(xiàn)封閉結(jié)構(gòu)內(nèi)部的微小故障。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種安全可靠、檢測精準、檢測效率高的封閉容器內(nèi)部油浸結(jié)構(gòu)的三維輪廓超聲檢測方法。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：

3、一種封閉容器內(nèi)部油浸結(jié)構(gòu)的三維輪廓超聲檢測方法，包括步驟：

4、s1、在超聲檢測單元沿封閉容器外壁運動時，按一定步進提取封閉容器內(nèi)部油浸結(jié)構(gòu)的超聲相控陣線掃描圖像；

5、s2、將超聲相控陣線掃描圖像轉(zhuǎn)換為二維點陣數(shù)據(jù)，結(jié)合超聲檢測單元掃描運動步進長度計算點陣數(shù)據(jù)采集位置坐標，形成輪廓三維點陣數(shù)據(jù)坐標；

6、s3、對三維點陣數(shù)據(jù)坐標進行三次樣條插值以擴增三維點陣數(shù)據(jù)，將擴增后的三維點陣數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為封閉容器內(nèi)部油浸結(jié)構(gòu)表面輪廓的三維曲面圖像。

7、優(yōu)選地，步驟s2的具體過程為：

8、s201、將所有超聲相控陣線掃描圖像進行二值化，即將超聲相控陣線掃描圖像的元素設(shè)為“0”或“1”，其中“0為背景”、“1”為輪廓；

9、s202、提取超聲相控陣線掃描圖像的元素“1”的二維坐標形成內(nèi)部油浸結(jié)構(gòu)的二維點陣坐標(x，y)，再根據(jù)掃描步進生成與超聲相控陣線掃描圖像提取位置對應(yīng)的z軸坐標z；

10、s203、將二維點陣坐標(x，y)與z軸坐標z組合形成輪廓三維點陣的三維空間坐標(x，y，z)。

11、優(yōu)選地，在步驟s3中，使用三次樣條插值方法擬合一個三次多項式來逼近每個三維點陣數(shù)據(jù)，在三維點陣數(shù)據(jù)之間進行插值，得到擴增的三維點陣數(shù)據(jù)。

12、優(yōu)選地，每兩個原始數(shù)據(jù)點通過差值運算插入40-60個數(shù)據(jù)點。

13、本發(fā)明還公開了一種基于如上所述的封閉容器內(nèi)部油浸結(jié)構(gòu)的三維輪廓超聲檢測方法在檢測油浸式變壓器中內(nèi)部繞組的應(yīng)用方法。

14、優(yōu)選地，在步驟s1之前，還包括超聲檢測單元的布置方法，具體包括：

15、超聲檢測單元布置于油浸式變壓器的容器外壁，傳感器陣列排列方向平行于x方向，掃描運動方向沿z方向，超聲檢測單元貼合在容器外壁外表面，并通過聲耦合劑進行聲學(xué)耦合。

16、優(yōu)選地，在步驟s1中，調(diào)整超聲檢測單元聚集法則使超聲波在封閉容器內(nèi)部油浸構(gòu)件的表面形成聚焦聲場。

17、優(yōu)選地，在步驟s1中，調(diào)整超聲檢測單元位置使線掃描范圍恰好覆蓋x方向的內(nèi)部油浸構(gòu)件；

18、超聲檢測單元沿z方向進行運動，同時按一定步進提取封閉容器內(nèi)部油浸結(jié)構(gòu)的超聲相控陣線掃描圖像。

19、本發(fā)明進一步公開了一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，所述計算機程序在被處理器運行時執(zhí)行如上所述方法的步驟。

20、本發(fā)明還公開了一種計算機設(shè)備，包括相互連接的存儲器和處理器，所述存儲器上存儲有計算機程序，所述計算機程序在被處理器運行時執(zhí)行如上所述方法的步驟。

21、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：

22、本發(fā)明利用超聲相控陣技術(shù)進行無損檢測，并通過數(shù)據(jù)處理手段提高檢測結(jié)果的準確性和可視化程度。本發(fā)明的超聲檢測單元可以在不與被檢測物體接觸的情況下進行檢測，降低了檢測過程中可能對物體造成的損傷，解決了封閉容器中內(nèi)部油浸結(jié)構(gòu)無法進入檢測的難題。與傳統(tǒng)的破壞性檢測方法相比，超聲檢測是非侵入性的，可以在不打開容器的情況下進行，提高了檢測的安全性和適應(yīng)性。

23、本發(fā)明通過線掃描和樣條插值等數(shù)據(jù)處理方法，可以獲得高分辨率的內(nèi)部油浸結(jié)構(gòu)的三維圖像，更準確地揭示容器內(nèi)部的細節(jié)情況；通過將掃描圖像轉(zhuǎn)換為點陣數(shù)據(jù)并進行三次樣條插值，可以更好地擬合油浸結(jié)構(gòu)的表面輪廓，提供更精確的三維模型。

技術(shù)特征：

1.一種封閉容器內(nèi)部油浸結(jié)構(gòu)的三維輪廓超聲檢測方法，其特征在于，包括步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封閉容器內(nèi)部油浸結(jié)構(gòu)的三維輪廓超聲檢測方法，其特征在于，步驟s2的具體過程為：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的封閉容器內(nèi)部油浸結(jié)構(gòu)的三維輪廓超聲檢測方法，其特征在于，在步驟s3中，使用三次樣條插值方法擬合一個三次多項式來逼近每個三維點陣數(shù)據(jù)，在三維點陣數(shù)據(jù)之間進行插值，得到擴增的三維點陣數(shù)據(jù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的封閉容器內(nèi)部油浸結(jié)構(gòu)的三維輪廓超聲檢測方法，其特征在于，每兩個原始數(shù)據(jù)點通過差值運算插入40-60個數(shù)據(jù)點。

5.一種基于權(quán)利要求1-4中任意一項所述的封閉容器內(nèi)部油浸結(jié)構(gòu)的三維輪廓超聲檢測方法在檢測油浸式變壓器中內(nèi)部繞組的應(yīng)用方法。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的應(yīng)用方法，其特征在于，在步驟s1之前，還包括超聲檢測單元的布置方法，具體包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)用方法，其特征在于，在步驟s1中，調(diào)整超聲檢測單元聚集法則使超聲波在封閉容器內(nèi)部油浸構(gòu)件的表面形成聚焦聲場。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用方法，其特征在于，在步驟s1中，調(diào)整超聲檢測單元位置使線掃描范圍恰好覆蓋x方向的內(nèi)部油浸構(gòu)件；

9.一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序在被處理器運行時執(zhí)行如權(quán)利要求1-4中任意一項所述方法的步驟。

10.一種計算機設(shè)備，包括相互連接的存儲器和處理器，所述存儲器上存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序在被處理器運行時執(zhí)行如權(quán)利要求1-4中任意一項所述方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種封閉容器內(nèi)部油浸結(jié)構(gòu)的三維輪廓超聲檢測方法，包括步驟：S1、在超聲檢測單元沿封閉容器外壁運動時，按一定步進提取封閉容器內(nèi)部油浸結(jié)構(gòu)的超聲相控陣線掃描圖像；S2、將超聲相控陣線掃描圖像轉(zhuǎn)換為二維點陣數(shù)據(jù)，結(jié)合超聲檢測單元掃描運動步進長度計算點陣數(shù)據(jù)采集位置坐標，形成輪廓三維點陣數(shù)據(jù)坐標；S3、對三維點陣數(shù)據(jù)坐標進行三次樣條插值以擴增三維點陣數(shù)據(jù)，將擴增后的三維點陣數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為封閉容器內(nèi)部油浸結(jié)構(gòu)表面輪廓的三維曲面圖像。本發(fā)明具有檢測安全可靠、檢測精度高、圖像顯示直觀、檢測效率高等優(yōu)點。

技術(shù)研發(fā)人員：劉維可,屈國民,鄒謹成,謝億,曹先慧,凌哲宇,陳振華,胡鈺婧,黃蓉,陳軍君,王軍,李文波,羅強
受保護的技術(shù)使用者：國網(wǎng)湖南省電力有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9