一种水分信息检测方法

1.本发明涉及水分信息检测技术领域，尤其涉及一种水分信息检测方法。


背景技术：

2.油浸绝缘纸板作为变压器油纸绝缘系统的主要组成部分，是维持电力系统安全可靠运行的最关键设备。在变压器的生产和安装过程中，其内部会不可避免的残留一定水分，水分会影响变压器的绝缘性能，且会加速变压器油纸绝缘系统的老化。而油纸绝缘系统内，水分主要分布在绝缘纸而不是绝缘油中，研究绝缘纸板水分含量，可以反映油纸绝缘系统老化状态和绝缘性能。
3.目前主要采用称重法、卡尔费休滴定法等方法测量绝缘纸板的水分含量，但这些方法消耗时间较长、操作复杂，且称重法只能测量整体的水分含量，不能反映绝缘纸板局部受潮状况，而卡尔费休滴定法是一种有损检测，测试过程易受外界因素影响。因此，需要一种快速无损检测方法，实现对绝缘纸板水分分布与含量的检测。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种水分信息检测方法，以解决现有技术中测量绝缘纸板的水分时效率及准确率低的问题。
5.根据本发明的一方面，提供了一种水分信息检测方法，该方法包括：
6.依次对待检测样品中的多个像素点进行预设频率电磁波扫描；
7.获取电磁波扫描数据，所述电磁波扫描数据包括时域响应数据；
8.根据所述时域响应数据确定各个所述像素点的水分信息，所述水分信息包括水分分布位置信息以及水分含量信息。
9.可选的，所述时域响应数据包括时域幅值信息以及所述时域幅值信息对应的时间信息；
10.根据所述时域响应数据确定各个所述像素点的水分信息，包括：
11.根据所述时域响应数据确定当前幅值峰值信息以及所述当前幅值峰值信息对应的当前峰值时刻信息；
12.根据所述当前幅值峰值信息、所述当前峰值时刻信息、预设参考信号中的参考幅值峰值信息以及所述参考幅值峰值信息对应的参考峰值时刻信息确定各个像素点的特征量δf/δt；其中，δf表示所述当前幅值峰值信息与所述参考幅值峰值信息之间的差值，δt表示所述当前峰值时刻信息与所述参考峰值时刻信息之间的差值；
13.根据所述特征量确定各个所述像素点的水分信息。
14.可选的，根据所述特征量确定各个所述像素点的水分信息，包括：
15.根据所述像素点在所述待检测样品中的位置信息以及所述像素点的特征量数值生成初始化特征量矩阵；
16.对所述特征量数值进行灰度处理，生成包括灰度信息的优化特征量矩阵；
17.根据所述优化特征量矩阵确定各个所述像素点的水分信息。
18.可选的，所述特征量δf/δt满足:
19.δf/δt＝a*h b，其中，a和b均为常数，h为水分含量信息。
20.可选的，根据所述时域响应数据确定各个所述像素点的水分信息之后，还包括：
21.对所述水分信息进行验证。
22.可选的，对所述水分信息进行验证，包括：
23.对所述待检测样品进行卡尔费休滴定试验，确定验证水分信息；
24.根据所述验证水分信息对所述水分信息进行验证。
25.可选的，依次对待检测样品中的多个像素点进行预设频率电磁波扫描之前，还包括：
26.按照预设间隔要求确定所述待检测样品中的像素点位置。
27.可选的，依次对待检测样品中的多个像素点进行预设频率电磁波扫描之前，还包括：
28.初始化电磁波扫描设备的扫描参数，所述扫描参数包括初始位置信息以及扫描时间信息。
29.可选的，所述预设频率电磁波包括太赫兹电磁波。
30.可选的，所述待检测样品包括变压器中的油浸绝缘纸板。
31.本发明实施例的技术方案，通过采用电磁波扫描成像技术，解决了现有技术中无法测量待测样品水分分布或测量准确率低的问题，能够准确、无损、高效检测出待检测样品的水分信息。
32.应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
33.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。
34.图1是本发明实施例一提供的水分信息检测方法的流程图；
35.图2是本发明实施例二提供的一种根据时域响应数据确定各个像素点水分信息方法的具体流程示意图；
36.图3是含水量与信号的峰值幅度及峰值延迟的关系图；
37.图4是本发明实施例三提供的一种根据各个像素点的特征量确定各个像素点水分信息方法的具体流程示意图；
38.图5是本发明实施例四提供的另一种水分信息检测方法的流程示意图；
39.图6是本技术技术方案得到的测试数据与卡尔费休滴定试验得到的数据的对比图；
40.图7是本发明实施例五提供的又一种水分信息检测方法的流程示意图；
41.图8是待检测样品示意图；
42.图9是本发明实施例六提供的再一种水分信息检测方法的流程示意图。
具体实施方式
43.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
44.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
45.实施例一
46.图1是本发明实施例一提供的水分信息检测方法的流程图，本实施例可适用于待检测样品水分信息检测情况，如图1所示，该方法包括：
47.s110、依次对待检测样品中的多个像素点进行预设频率电磁波扫描。
48.s120、获取电磁波扫描数据。
49.s130、根据时域响应数据确定各个像素点的水分信息。
50.其中，电磁波扫描数据包括时域响应数据，水分信息包括水分分布位置信息以及水分含量信息。具体的，含水量不同的像素点经电磁波扫描后得到的电磁波扫描数据也不相同，根据这一特性依次对待检测样品中的多个像素点进行预设频率的电磁波扫描，得到每个像素点对应的时域响应数据，对得到的时域响应数据进行处理和分析，从而得到每个像素点的水分分布位置信息以及水分含量信息。
51.本发明实施例的技术方案，依次对待检测样品中的多个像素点进行预设频率电磁波扫描；获取电磁波扫描数据，所述电磁波扫描数据包括时域响应数据；根据所述时域响应数据确定各个所述像素点的水分信息，所述水分信息包括水分分布位置信息以及水分含量信息。通过采用电磁波扫描成像技术，解决了现有技术中测量绝缘纸板的水分时效率及准确率低的问题，能够准确、无损、高效检测出待检测样品的水分信息。
52.可选的，预设频率电磁波可以是太赫兹电磁波。
53.太赫兹电磁波是指频率在0.1～10thz(波长为3000～30μm)范围内的电磁波，太赫兹电磁波辐射能以很小的衰减穿透如陶瓷、脂肪、碳板、布料、塑料等物质，且太赫兹电磁波的时域频谱信噪比很高，使太赫兹电磁波非常适用于成像应用。在本发明实施例中，可以利用太赫兹电磁波射线照射待测样品，通过待测样品的透射或反射获得样品的信息，从而得到待检测样品的水分信息。可选的，待检测样品包括变压器中的油浸绝缘纸板。
54.实施例二
55.图2是本发明实施例二提供的一种根据时域响应数据确定各个像素点水分信息方
法的具体流程示意图，在上述实施例一的基础上。图2所示的方法对根据时域响应数据确定各个像素点的水分信息做了进一步的示例性说明，参见图2，该方法包括：
56.s210、依次对待检测样品中的多个像素点进行预设频率电磁波扫描。
57.s220、获取电磁波扫描数据。
58.其中，电磁波扫描数据包括时域响应数据
59.s230、根据时域响应数据确定当前幅值峰值信息以及当前幅值峰值信息对应的当前峰值时刻信息。
60.s240、根据当前幅值峰值信息、当前峰值时刻信息、预设参考信号中的参考幅值峰值信息以及参考幅值峰值信息对应的参考峰值时刻信息确定各个像素点的特征量δf/δt。
61.具体的，δf表示所述当前幅值峰值信息与所述参考幅值峰值信息之间的差值，δt表示所述当前峰值时刻信息与所述参考峰值时刻信息之间的差值。
62.s250、根据特征量确定各个所述像素点的水分信息。
63.需要说明的是，由于含水量与信号的峰值幅度及峰值延迟时间存在较大相关性，因此可以采取线性拟合时域峰值/峰值时间与含水量的关系，检测待检测样品的水分含量，图3是含水量与信号的峰值幅度及峰值延迟的关系图，如图3所示纵坐标表示信号的峰值幅度及峰值延迟(即δf/δt)，横坐标表示含水量，由图3可知，δf/δt的值越小则含水量越小，且δf/δt与含水量成一次函数相关，即δf/δt＝a*h b，其中，a和b均为常数，h为水分含量信息。
64.实施例三
65.图4是本发明实施例三提供的一种根据各个像素点的特征量确定各个像素点水分信息方法的具体流程示意图，在上述实施例二的基础上。图4所示的方法对根据各个像素点的特征量确定各个像素点的水分信息做了进一步的示例性说明，参见图4，该方法包括：
66.s410、依次对待检测样品中的多个像素点进行预设频率电磁波扫描。
67.s420、获取电磁波扫描数据。
68.其中，电磁波扫描数据包括时域响应数据
69.s430、根据时域响应数据确定当前幅值峰值信息以及当前幅值峰值信息对应的当前峰值时刻信息。
70.s440、根据当前幅值峰值信息、当前峰值时刻信息、预设参考信号中的参考幅值峰值信息以及参考幅值峰值信息对应的参考峰值时刻信息确定各个像素点的特征量δf/δt。
71.具体的，δf表示所述当前幅值峰值信息与所述参考幅值峰值信息之间的差值，δt表示所述当前峰值时刻信息与所述参考峰值时刻信息之间的差值。
72.s450、根据像素点在待检测样品中的位置信息以及像素点的特征量数值生成初始化特征量矩阵。
73.s460、对特征量数值进行灰度处理，生成包括灰度信息的优化特征量矩阵。
74.s470、根据优化特征量矩阵确定各个像素点的水分信息。
75.具体的，将特征量数值进行灰度处理生成包括灰度信息的优化特征量矩阵，即将数值信息转化为图像信息，能够直观清晰地展现样品的水分信息。
76.实施例四
77.图5是本发明实施例四提供的另一种水分信息检测方法的流程示意图，如图5所示，在上述实施一的基础上的，可选地，在根据时域响应数据确定各个所述像素点的水分信息之后，还包括：对水分信息进行验证。
78.该水分信息检测方法的步骤为：
79.s510、依次对待检测样品中的多个像素点进行预设频率电磁波扫描。
80.s520、获取电磁波扫描数据。
81.s530、根据时域响应数据确定各个像素点的水分信息。
82.s540、对水分信息进行验证。
83.优选的，对水分信息进行验证，包括：
84.对待检测样品进行卡尔费休滴定试验，确定验证水分信息，根据验证水分信息对水分信息进行验证。具体的，在根据时域响应数据确定各个所述像素点的水分信息之后，取下待检测样品并将其剪成小段，按与吸水端距离的顺序从小到大依次分为样品编号，再将每小段剪碎，进行卡尔费休滴定试验，通过各小段的含水量代表样品含水量的分布情况，与电磁波成像结果进行对比，并做出分析。图6是本技术技术方案得到的测试数据与卡尔费休滴定试验得到的数据的对比图，如图6所示，通过进行卡尔费休滴定实验对本发明实施例的技术方案进行验证，保证了水分信息检测的准确性。
85.实施例五
86.图7是本发明实施例五提供的又一种水分信息检测方法的流程示意图，如图7所示，在上述实施一的基础上的，可选地，在依次对待检测样品中的多个像素点进行预设频率电磁波扫描之前，还包括：按照预设间隔要求确定所述待检测样品中的像素点位置。该水分信息检测方法的步骤为：
87.s710、按照预设间隔要求确定待检测样品中的像素点位置。
88.示例性说明，图8是待检测样品示意图，如图8所示，在油浸绝缘纸板样品1上按照预设间隔确定多个像素点2，其中预设间隔可以是1mm，本发明实施例对此不作限制。
89.s720、依次对待检测样品中的多个像素点进行预设频率电磁波扫描。
90.s730、获取电磁波扫描数据。
91.s740、根据时域响应数据确定各个像素点的水分信息。
92.实施例六
93.图9是本发明实施例六提供的再一种水分信息检测方法的流程示意图，如图9所示，在上述实施例一的基础上的，可选地，在依次对待检测样品中的多个像素点进行预设频率电磁波扫描之前，还包括初始化电磁波扫描设备的扫描参数，该水分信息检测方法的步骤为：
94.s910、初始化电磁波扫描设备的扫描参数。
95.其中，扫描参数包括初始位置信息以及扫描时间信息。
96.s920、依次对待检测样品中的多个像素点进行预设频率电磁波扫描。
97.s930、获取电磁波扫描数据。
98.s940、根据时域响应数据确定各个像素点的水分信息。
99.本发明实施例提供的水分信息检测方法，通过依次对待检测样品中的多个像素点
进行预设频率电磁波扫描；获取电磁波扫描数据，所述电磁波扫描数据包括时域响应数据；根据所述时域响应数据确定各个所述像素点的水分信息，所述水分信息包括水分分布位置信息以及水分含量信息，解决了现有技术中无法测量待测样品水分分布或测量准确率低的问题，能够准确、无损、高效检测出待检测样品的水分分布与含量。且将特征量数值进行灰度处理生成包括灰度信息的优化特征量矩阵，即将数值信息转化为图像信息，能够直观清晰地展现样品的水分信息。通过进行卡尔费休滴定实验对本发明实施例的技术方案进行验证，保证了水分信息检测的准确性。
100.应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
101.上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。