阅读说明：本技术 一种基于视觉识别的绝缘材料热老化试验装置及试验方法 (Insulation material thermal aging test device and test method based on visual identification ) 是由 方振邦 骆星智 叶飞 王勇 邢明军 陈国宏 缪春辉 张洁 赵骞 滕越 于 2021-08-11 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于视觉识别的绝缘材料热老化试验装置,涉及热延伸试验技术领域,包括装置本体、摄像识别系统、试样夹持部件；所述装置本体包括基座和位于基座上的支架,所述摄像系统包括摄像系统和识别系统,所述试样夹持部件安装在支架上,所述摄像系统设置在基座上且正对着所述试样夹持部件,所述识别系统集成在所述基座内,所述识别系统与摄像系统通信连接。本发明能够在高温条件下通过摄像头对试样进行拍照,将图形信息通过处理芯片和缓存芯片进行图片模型比对,获取试样伸长长度数据后,传输至远程服务器,避免了检测人员高温操作风险,提高了检测的精度。(The invention discloses an insulating material thermal aging test device based on visual identification, which relates to the technical field of thermal extension tests and comprises a device body, a camera identification system and a sample clamping component, wherein the camera identification system is arranged on the device body; the device body comprises a base and a support positioned on the base, the camera system comprises a camera system and an identification system, the sample clamping component is installed on the support, the camera system is arranged on the base and faces the sample clamping component, the identification system is integrated in the base, and the identification system is in communication connection with the camera system. The invention can shoot the sample through the camera under the high temperature condition, compare the image information with the image model through the processing chip and the cache chip, and transmit the data to the remote server after acquiring the elongation length data of the sample, thereby avoiding the high temperature operation risk of the detection personnel and improving the detection precision.)

一种基于视觉识别的绝缘材料热老化试验装置及试验方法

技术领域

本发明涉及热延伸试验技术领域，尤其涉及一种基于视觉识别的绝缘材料热老化试验装置及试验方法。

背景技术

热固性交联聚乙烯材料作为绝缘料广泛应用于各种电力设备，如电力电缆、架空绝缘导线、变压器等，绝缘材料在长期使用后，受载流发热和外界环境因素影响下都可能会导致绝缘材料老化受损，影响电力系统的安全稳定运行。绝缘材料热老化性能通常以“热延伸”这一技术参数来间接衡量，该试验是模拟材料在高温和负载条件下，经过较短时间热老化后伸长率的变化来体现材料的塑性和永久变形能力，如果在负载和热条件下变形超过标准值，可能会导致绝缘材料性能受损，严重时引发设备故障。

热延伸试验需将绝缘材料制备成“哑铃”试样后，测量其在高温和负载条件下的伸长率，现有主要依靠人工在高温条件下利用钢直尺伸入烘箱或在观察窗外测量哑铃试样伸长长度，试验过程依赖人工操作，检测安全性和精度低。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种基于视觉识别的绝缘材料热老化试验装置及试验方法。

本发明采用的技术方案是：

一种基于视觉识别的绝缘材料热老化试验装置，其特征在于，包括装置本体、摄像识别系统、试样夹持部件；所述装置本体包括基座和位于基座上的支架，所述摄像系统包括摄像系统和识别系统，所述试样夹持部件安装在支架上，所述摄像系统设置在基座上且正对着所述试样夹持部件，所述识别系统集成在所述基座内，所述识别系统与摄像系统通信连接。

进一步地，所述的一种基于视觉识别的绝缘材料热老化试验装置，其特征在于，所述摄像系统包括隔温层以及设置在隔温层内的耐高温摄像头、光源补偿模块；所述识别系统包括电源、处理模块、缓存模块、存储模块和WiFi输出模块，所述耐高温摄像头的信号输出端与缓存模块的信号输入端连接，所述缓存模块、存储模块的信号输出端与处理模块的信号输入端连接，所述处理模块与WiFi输出模块双向通信连接，处理模块的信号输出端与光源补偿模块连接，所述处理模块与电源模块电连接。

进一步地，所述的一种基于视觉识别的绝缘材料热老化试验装置，其特征在于，所述试样夹持部件包括上夹头、下夹头，所述上夹头固定的支架上，所述上夹头、下夹头分别用于夹持待测试样的上、下端。

进一步地，所述的一种基于视觉识别的绝缘材料热老化试验装置，其特征在于，所述下夹头的下端连接有砝码。

一种基于视觉识别的绝缘材料热老化试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在待测试样的中部标上两条标记线，线间距离为h，单位为mm；将待测试样通过上夹头与支架的顶部相连，下夹头与砝码相连，砝码重量根据GB/T 2921.21进行计算；

(2)启动烘箱至规定温度；

(3)启动摄像识别系统的电源模块，处理模块进而启动，时间继电器开始计时，设置为5-10min，将试验装置送入烘箱中，处理模块控制摄像识别系统进入休眠状态；

(4)时间继电器计时停止，处理模块唤醒摄像识别系统，光源补偿模块打开，耐高温摄像头开始采集待测试样的标记线间距离；

(5)耐高温摄像头将采集的图像信息保存到缓存模块中，处理模块收到缓存模块图像已保存的指令后进行读取，处理模块读取完成图像信息后，调用存储模块中的图像模型进行比对，获取待测试样标记线间距离数据；

(6)处理模块打开wifi输出模块，将获取的数据通过串口发送给wifi输出模块，wifi输出模块将数据发送给终端服务器，获取待测试样高温和负载情况下伸长情况；

(7)处理模块收到wifi输出模块反馈的信号发送完毕后，控制摄像识别系统休眠；否则，处理模块控制摄像识别系统继续等待；

(8)打开烘箱，在下夹头处把待测试样剪断，待测试样保留在烘箱中3-5min；然后从烘箱中取出试验装置，冷却至室温后，将待测试样取下，再次测量标记线间的距离，获取待测试样冷却情况下伸长情况。

本发明的优点是：

本发明能够在高温条件下通过摄像头对试样进行拍照，将图形信息通过处理芯片和缓存芯片进行图片模型比对，获取试样伸长长度数据后，传输至远程服务器，避免了检测人员高温操作风险，提高了检测的精度。

本发明采用5号电池作为摄像识别系统的电源，避免了外接电源，摄像识别系统配备隔温层，最高运行温度可达到300℃，处理模块配置了存储模块和缓存模块，提高了系统的处理速度和存储容量。

本发明处理模块通过识别拍摄图片后，传输数值，无需传输整张照片，提高了传输效率；本发明针对烘箱内视线差的情况，配置了光源补偿，提高了拍照质量。

附图说明

图1为本发明的一种基于视觉识别的绝缘材料热老化试验装置的结构示意图。

图2为本发明的摄像识别系统的示意框图。

图中：基座1、支架2、耐高温摄像头3、光源补充模块4、电源模块5、处理模块6、缓存模块7、存储模块8、WiFi输出模块9、上夹头10、下夹头11、砝码12、哑铃试样13。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1：以哑铃试样为例。

一种基于视觉识别的绝缘材料热老化试验装置，包括装置本体、摄像识别系统、试样夹持部件；装置本体包括基座1和位于基座1上的支架2，摄像系统包括摄像系统和识别系统，试样夹持部件安装在支架2上，摄像系统设置在基座1上且正对着试样夹持部件，识别系统集成在基座1内，识别系统与摄像系统通信连接。

摄像系统包括隔温层以及设置在隔温层内的耐高温摄像头3、光源补偿模块4；识别系统包括电源5、处理模块6、缓存模块7、存储模块8和WiFi输出模块9，耐高温摄像头3的信号输出端与缓存模块7的信号输入端连接，缓存模块7、存储模块8的信号输出端与处理模块6的信号输入端连接，处理模块6与WiFi输出模块9心慌想通信连接，处理模块6的信号输出端与光源补偿模块4连接，处理模块6与电源模块5电连接。

试样夹持部件包括上夹头10、下夹头11，上夹头10固定的支架2上，上夹头10、下夹头11分别用于夹持哑铃试样13的上、下端。

下夹头11的下端连接有砝码12。

一种基于视觉识别的绝缘材料热老化试验方法，包括以下步骤：

(1)在哑铃试样13的中部标上两条标记线，线间距离为h，单位为mm，h取值为20mm；将哑铃试样通过上夹头10与支架2的顶部相连，下夹头11与砝码12相连，砝码重量根据GB/T2921.21进行计算；

(2)启动烘箱至规定温度；

(3)启动摄像识别系统的电源模块5，处理模块6进而启动，时间继电器开始计时，设置为10min，将试验装置送入烘箱中，处理模块控制摄像识别系统进入休眠状态；

(4)时间继电器计时停止，处理模块唤醒摄像识别系统，光源补偿模块4打开，耐高温摄像头3开始采集哑铃试样的标记线间距离；

(5)耐高温摄像头3将采集的图像信息保存到缓存模块7中，处理模块6收到缓存模块7图像已保存的指令后进行读取，处理模块6读取完成图像信息后，调用存储模块8中的图像模型进行比对，获取哑铃试样标记线间距离数据；

(6)处理模块6打开wifi输出模块9，将获取的数据通过串口发送给wifi输出模块9，wifi输出模块9将数据发送给终端服务器，获取哑铃试样高温和负载情况下伸长情况；

(7)处理模块6收到wifi输出模块9反馈的信号发送完毕后，控制摄像识别系统休眠；否则，处理模块6控制摄像识别系统继续等待；

(8)打开烘箱，在下夹头11处把哑铃试样剪断，哑铃试样保留在烘箱中5min；然后从烘箱中取出试验装置，冷却至室温后，将哑铃试样取下，再次测量标记线间的距离，获取哑铃试样冷却情况下伸长情况。

本实施例中，电源模块5采用的是5号电池，增加了该装置便携性，减免了外接电源；耐高温摄像头3最高工作温度达300℃，能够给处理模块6传输图片信息；处理模块6采用模型匹配算法对图像进行视觉识别，存储模块8负责存储所需的图像模型。处理模块6通过时间继电器来控制耐高温摄像头3、光源补偿模块4、WiFi输出模块9的供电，时间继电器到达规定时间后，处理模块6开启摄像识别系统2，WiFi输出模块9有反馈信号连接处理模块6，处理模块6获得wifi输出模块9将数据发送完毕的信号后，控制摄像识别系统休眠。

配套应用于烘箱，并与远程服务器连接，利用视觉识别技术，传输绝缘材料高温和负载下的伸长长度数据，提高了检测的精度和安全性。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。