[发明专利]基于FPGA的高压直流换流阀全景巡检系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种巡检系统，具体涉及一种基于FPGA的高压直流换流阀全景巡检系统。

背景技术

特高压直流输电具有输送距离远、输送容量大、损耗低、占地面积小、成本低的特点，是未来输电领域的发展趋势。直流换流阀是高压直流输电工程中的关键设备，阀塔的实体是一个高温、高压、强磁的封闭空间，及时有效地发现换流阀关键零部件温度异常、零部件移位及阀塔漏水等安全隐患，是换流阀巡检系统的设计目标。

然而目前市面上并没有类似功能的现成产品，比较接近的为可见光-热成像双波段云台摄像机，但是该摄像机的占地面积较大，功耗也相对较高，另外，该云台摄像机也无法在高强磁条件下进行使用。

另外，云台摄像机也无法对阀塔内的目标进行精准的温度测量，计算得到的结果的误差较大。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种基于FPGA的高压直流换流阀全景巡检系统。

本发明提供了一种基于FPGA的高压直流换流阀全景巡检系统，具有这样的特征，包括：存储部，存储有直流换流阀内的多种零件的标准数据以及与该标准数据对应的发射率；数据采集部，对直流换流阀内当前零件进行数据采集，得到当前零件的当前数据；对比分析部，将当前数据与标准数据进行对比分析，得到当前数据对应的发射率；检索判断部，基于当前数据对存储部进行检索，并判断当前数据与标准数据的一致性是否达到95％以上；警示部，在检索判断部判断的结果为否时，进行警示；热成像数据采集部，对直流换流阀内当前零件进行原始热成像采集，得到当前零件的热成像数据以及环境温度；数据换算部，根据热成像数据与红外强度之间的线性关系得到由热成像数据换算到的红外强度；数据计算部，根据环境温度、红外强度以及发射率计算得到当前零件的当前温度；判断部，判断当前温度是否大于60℃；报警部，在判断部判断的结果为是时，进行报警。

在本发明提供的基于FPGA的高压直流换流阀全景巡检系统中，还可以具有这样的特征：其中，环境温度、红外强度以及发射率与当前温度为三元函数，该三元函数的表达式为：

式中，T₀为当前温度，单位为开尔文(K)，a＝0.00335，b＝-21.14，a、b均为电信号与像素值之间的线性转换系数，y为原始热成像图像中某一点的像素值，k₁＝5.98×10^-9，为红外热成像摄像头的固有系数，k₂＝1.9675×10^-8，ε为发射率，T_μ为环境温度。

在本发明提供的基于FPGA的高压直流换流阀全景巡检系统中，还可以具有这样的特征，还包括：供能部，其中，供能部采用激光能量对的基于FPGA的高压直流换流阀全景巡检系统进行供能。

在本发明提供的基于FPGA的高压直流换流阀全景巡检系统中，还可以具有这样的特征：其中，标准数据为多种零件的尺寸、形状或照片中的一至多种。

在本发明提供的基于FPGA的高压直流换流阀全景巡检系统中，还可以具有这样的特征：其中，数据采集部为可见光摄像头。

在本发明提供的基于FPGA的高压直流换流阀全景巡检系统中，还可以具有这样的特征：其中，热成像数据采集部为热成像摄像头。发明的作用与效果

根据本发明所涉及的基于FPGA的高压直流换流阀全景巡检系统，因为该巡检系统采用了数据采集部，采集阀塔内的当前零件的当前数据，对比分析部基于当前数据与存储部内的标准数据进行对比分析并获得对应的发射率，检索判断部基于当前数据对存储部进行检索，并判断当前数据与标准数据是否一致，当检索判断部的检索判断不一致时，警示部会进行警示，热成像数据采集部对当前零件的原始热成像采集，得到热成像数据以及环境温度，数据换算部根据热成像数据与红外强度的线性关系进行换算，得到红外强度，数据计算部，根据得到的环境温度、红外强度以及发射率计算当前零件的当前温度，判断部对当前温度进行判断，判断当前温度是否大于60℃，报警部在判断部的判断的结果为是时，进行报警。

工作人员可以根据警示部的警示对零件是否移位进行查看，根据报警部的报警对阀塔内的零件的温度异常进行监控与查看，实现了对阀塔内的零件进行监管。

附图说明

图1是本发明的实施例中基于FPGA的高压直流换流阀全景巡检系统的结构框图；

图2是本发明的实施例中基于FPGA的高压直流换流阀全景巡检系统的结构简图；

图3是本发明实施例中的上位机的监控界面图；