[发明专利]一种基于分光成像法的电弧瞬态温度场测试系统

摘要

一种基于分光成像法的电弧瞬态温度场测试系统，属于电弧温度场测试领域。它解决了现有的电弧温度场测试方法不适用于测试开关电器分断电弧的温度场或者获得的温度场准确度低的问题。物镜用于放大电弧光，双面反光棱镜的两个侧面均为反射面，经物镜出射的一部分电弧光经过双面反光棱镜的一个反射面的反射、第一平面反光镜的反射和第一窄带滤光片的透射后，入射至感光元件的一部分感光面，经物镜出射的另一部分电弧光经过双面反光棱镜的另一个反射面的反射、第二平面反光镜的反射和第二窄带滤光片的透射后，入射至感光元件的另一部分感光面，入射至感光元件的两束电弧光的光程相同，感光元件与计算机连接。本发明适用于测试电弧瞬态温度场。

主权项

1.一种基于分光成像的电弧瞬态温度场测试方法，其特征在于，所述电弧瞬态温度场测试方法借助基于分光成像的电弧瞬态温度场测试系统来实现；所述电弧瞬态温度场测试系统包括物镜(1)、双面反光棱镜(2)、第一平面反光镜(3)、第二平面反光镜(4)、第一窄带滤光片(5)、第二窄带滤光片(6)和感光元件(7)；物镜(1)用于放大电弧光；双面反光棱镜(2)的两个侧面均为反射面；经物镜(1)出射的一部分电弧光经过双面反光棱镜(2)的一个反射面的反射、第一平面反光镜(3)的反射和第一窄带滤光片(5)的透射后，入射至感光元件(7)的一部分感光面；经物镜(1)出射的另一部分电弧光经过双面反光棱镜(2)的另一个反射面的反射、第二平面反光镜(4)的反射和第二窄带滤光片(6)的透射后，入射至感光元件(7)的另一部分感光面；入射至感光元件(7)的两束电弧光的光程相同；第一窄带滤光片(5)与第二窄带滤光片(6)具有不同的中心波长；感光元件(7)与计算机连接；所述电弧瞬态温度场测试方法包括：步骤一、通过计算机获取两幅互不重叠的光谱图像；步骤二、将每幅光谱图像分解为以帧为单位的图像序列，并计算每个图像序列中像素点的光强：当光谱图像为灰度图像时，通过公式(1)计算每个像素点的近似光强I；I＝K×Y    (1)式中，K为衰减系数，Y为灰度值；当光谱图像为24位RGB彩色图像时，先通过彩色转灰度公式(2)得到灰度图像，再利用公式(1)计算近似光强I；Y＝R*0.299+G*0.587+B*0.114    (2)式中，R、G和B分别为每个像素点的红色分量、绿色分量和蓝色分量；步骤三、将两幅光谱图中对应的图像序列的像素点的近似光强I1、I2代入两线相对强度法公式(3)，进而得到电弧温度时变及空间分布云图，即电弧瞬态温度场；式中，T为电弧温度，E1为光强为I1的光子的能级激发能；E2为光强为I2的光子的能级激发能，A1为光强为I1的光子从高能级向低能级的跃迁几率，A2为光强为I2的光子从高能级向低能级的跃迁几率，g1为光强为I1的光子的能级统计权重，g2为光强为I2的光子的能级统计权重，λ1为光强为I1的光子所在电弧光的波长，λ2为光强为I2的光子所在电弧光的波长。