温度和光照对动车组用矿物型变压器油荧光特性的影响

牵引变压器渗漏油检测是动车组运行故障检测的重要部分。动车组运行故障图像检测系统采集的近红外底板图像中渗漏变压器油痕迹与水迹的特征相似,致使列检员与图像识别算法均无法有效识别渗漏油痕迹,进而导致渗漏油故障的误报率高,影响列车的正常运行和检修效率。由于水不具有荧光特性,而矿物型变压器油具有紫外荧光特性,故可通过荧光成像将两者区分。另外,由于动车组运行季节、地域、时间段不同,致使渗漏的变压器油处于不同的环境条件中,进而影响渗漏油的荧光特性。而渗漏油的荧光特性决定荧光成像系统激发光源波长和成像波段的选取。因此,为了明确动车组用矿物型变压器油的荧光特性,以及两个主要环境因素温度、光照对荧光特性的影响,首先制备了不同温度、不同光照条件下的变压器油样本;而后,利用荧光光谱仪采集样本的三维荧光光谱,进而分析样本的荧光特性、温度和光照对荧光特征峰位置和强度的影响。结果表明,动车组用矿物型变压器油具有两个较强的荧光激发/发射峰,分别位于350/382 nm和350/402 nm;温度的升高引起荧光强度下降,但未改变荧光波峰位置;光照强度的增加与光照时间的延长都引起荧光强度下降,但未显著改变荧光波峰的位置;在动车组运行监测时间间隔内,温度和光照未显著改变油品的荧光特性。实验结果为荧光成像检测动车组用矿物型变压器油的渗漏故障提供了实验依据和数据支持。

基于聚焦线性注意力Retinexformer的TEDS图像实时暗光增强方法研究

列车高速运行下,表面部件易产生机械损伤,影响列车的安全运行。用于损伤检测的动车组运行故障图像检测系统(TEDS)需进行检测的部件形态多样、体积大小不一,且因对列车底部、夜晚进行图像采集时的暗光环境导致图像大部分区域偏暗,对比度低,给工作人员对故障的分析和标注带来干扰,影响检测的实时性和准确率,提出一种基于线性聚焦注意力的Retinexformer(RetinexFLAformer)网络对TEDS图像进行暗光增强。首先分析Retinexformer中进行自注意力计算的相似矩阵存在低秩的问题,采用线性聚焦注意力对网络进行改进,在保证计算复杂度不变的情况下,提高相似矩阵的秩以增加网络的特征多样性;其次增加空间一致性损失、曝光控制损失和颜色恒定损失,来抑制由于曝光不均引起的局部区域对比度下降和颜色畸变;最后在以上改进的基础上进一步调整网络结构构建FastRetinexFLAformer,以达到更快的暗光图像处理速度。研究表明,改进后的RetinexFLAformer能有效提高TEDS图片的暗光增强效果,和其他算法对比,评价指标PSNR和SSIM分别提高0.55和0.023;FastRetinexFLAformer网络参数文件只有3.34 M,可达到当前主流方法相当的处理效果,且能有效提升暗光增强速度,达到TEDS系统的实时性需求。研究成果可有效提高TEDS系统的图片质量,提高损伤识别和标注的精准度,提升工作人员的效率,更好地保障铁路的安全运行。

模拟环氧树脂绝缘内部自然气泡的局部放电特性研究

在环氧树脂绝缘材料气隙中发生的局部放电(PD)现象是导致绝缘性能下降的关键因素,其检测与诊断对评估材料的绝缘状态至关重要。现有研究多集中于制备人工缺陷样品并以此探究局部放电现象,但对缺陷模型的现实符合性及局部放电与气隙尺寸的具体关系尚缺乏深入探讨。因此,本研究提出了一种模拟绝缘材料内部气隙缺陷的实用方法,并通过三种类型的传感器对局部放电进行测量,分析了气隙尺寸对放电过程的影响。运用快速傅里叶变换(FFT)对放电信号频率进行分析,揭示了放电幅度和频率与气隙大小之间的显著相关性。该研究结果不仅为理解环氧树脂材料内部气隙对局部放电特性的影响提供了新的视角,而且为绝缘材料的缺陷诊断和寿命预测提供了重要的理论依据。

用于油中局部放电检测的Fabry-Perot光纤超声传感技术

高压电气设备中局部放电(PD)的光学检测方法是具有多重优势的新型检测方法,它灵敏度高,不受电磁干扰(EMI)的影响,有着高强度的绝缘性能。为此,介绍了基于Fabry-Perot(F-P)干涉法的F-P光纤超声检测系统的特点和原理,制作了局部放电模型,并使用F-P光纤传感器与压电陶瓷(PZT)传感器进行了联合检测。试验验证了F-P光纤传感器检测的局部放电信号幅值与局部放电量的关系,并研究了不同检测角度下F-P光纤传感器检测的局部放电信号响应。结果表明:F-P光纤传感器可以有效地检测到局部放电信号,有较高的检测灵敏度;F-P光纤传感器检测的局部放电信号幅值与局部放电量在一定范围内有着正相关关系;该F-P光纤传感器能够检测到全角度的局部放电信号。因此,F-P光纤传感器可以很好地应用在高压电气设备的状态监测中。

高速物体速度测量反射式光幕光电性能研究

在使用区截装置的测速系统中,为了扩大靶面面积,适用于大口径的高速飞行物体的速度测量,系统采用没有反射装置的光幕做为靶面。通过理论分析了光幕探测距离的影响因素,并通过实验验证系统的实际探测性能,系统在距离镜头1 300 mm处,形成一个半径为400 mm的圆形有效探测区域,面积为0.502m2。在这个范围内,直径大于等于40 mm的物体通过时都可以被系统检测到。最后对其指标的改进根据不同的影响参数提出相应的解决方案。光幕靶在完成过靶目标探测的同时,简化了机械结构,易于调节,大大缩小了体积,减轻了质量,同时降低了成本,更加方便于野外实际应用。

基于光电检测的红外光信号接收电路设计

由于红外器件的广泛应用,红外光信号的检测受到许多学者的关注。为解决红外光信号容易受到太阳光干扰的问题,在光电检测原理的基础上,根据红外光信号和噪声的特点,设计了红外光信号检测的前置调理电路。将微弱的光信号通过光敏三极管转换成电信号,并通过放大、滤波等处理,滤除了部分高频和低频噪声,使转换后的电信号放大到适合后续电路处理的幅度范围内。试验结果表明,该检测电路可以满足一般场合的红外光信号的检测,输出电压的幅度可以由毫伏级放大到几伏,能够滤除太阳光中高频和低频分量。

3种检测液体中不溶性微粒数量检测仪的比较

目前比较常用的检测液体中不溶性微粒数量的方法有电阻法、光阻法和显微图像法。介绍了分别基于3种测量方法的PJ-1b1型微粒检测仪、GZF-1型微粒检测仪和FPIA-3000型颗粒图像仪的主要技术指标,在动态测量范围、测量准确度、仪器重现性和分辨能力、仪器的校准方法等方面对3种仪器作了比较。

多参量融合的路灯触电事故检测方法研究

针对路灯触电事故发生时触电电流幅值相对较小、且叠加于线缆及灯具的固有剩余电流之中,从而导致其难以准确检测的问题,提出一种多参量融合的路灯触电事故检测方法。该法通过采集路灯系统集总剩余电流、灯具电流和相电压信号的瞬时值,分别计算其中疑似人身触电事故剩余电流分量、随机容性剩余电流分量和负载电流有效值变化率的归一化特征量,进一步利用模糊逻辑器将这些特征量进行融合处理得到人身触电事故综合特征识别系数后,与经验阈值比较从而判别是否有人身触电事故发生。实验和工程应用结果表明,该方法可有效提高路灯照明系统中人身触电事故的识别准确性。

病员吸氧用氧气用量计的研制

本文介了自行研制的单个病员吸氧用氧气用量计的原理 ,即不改变原氧气减压湿化器的结构和原吸氧管路 ,利用氧气减压湿化器上原有的珠式流量计 ,加装光电检测电路 ,由单片机对流量与时间进行积算等数据处理 ,数字显示吸氧时间、氧气用量等参数。

光干涉式甲烷检测器原理及改进设计

介绍光干涉式甲烷检测技术的基本测量原理,及在光电检测环节对系统所作的改进设计。这种改进体现在采用CCD或CMOS光电传感器,将视频信号输入嵌入式系统,进行数字图像处理,以合理的软件设计提高检测的速度与精度。

自动追光系统设计

以STC89C52单片机作为整个系统的控制核心,采用光电检测追光模式设计了一个自动追光系统。在光电检测追踪模式下,光电检测部分采用光敏三极管3DU5C作为光电传感器对光源信号进行采样,通过光敏三极管的比较电路来判断光源的方位,并通过A/D转换芯片ADC0809转换成数字信号,单片机采用L298N驱动电路驱动直流电机以控制小车,从而达到了自动追踪光源的目的。

可控狭缝光阑在光电探测靶中的应用研究

针对新研制的光电探测靶受背景光影响问题，提出将矩形活动狭缝应用于光电探测靶的设计，形成可控探测光幕幕厚，减弱强背景光的影响，提高光电探测靶的探测性能与测量精度；分析光幕幕厚与探测输出信号的关系；设计可控狭缝光阑，分析可调光阑对测量精度的影响，狭缝光阑设计在0．1～0．4mm连续可调。利用计算机与单片机相结合技术，实现远程准实时自适应调节，并将该方法应用于研制的LBS-1型立靶测量精度系统中，经实弹实验，采用可控光阑措施，可以改善光电探测靶探测性能。

光幕靶探测光幕光能及性能研究

为了能对更大规模的光幕靶提供必要的数据准备和理论基础,针对光幕靶探测光幕光能的性能进行了研究。通过分析了光幕靶的原理,以及对单个发光二极管的研究,并对其进行近似处理,建立数学模型,用数学代数和叠加的方法得出光幕内的光能分布。针对光幕的特性、目标的特性、以及探测电路特性,对光幕的探测性能能进行了分析。文中的研究为设计更大靶面高精度的光幕靶提供了理论依据。

电弧光强度定量分析及其检测设备的标定方法

实验研究低压(220 V/200 A)短路电弧和高压(20 kV)电离电弧的光谱及强度特征,证实电弧光以紫外光和可见光为主要成分。通过定量测量电弧光的强度,得出低压短路和高压电离电弧光中紫外光强度占其总强度的70%以上,并基于该结论利用光学转换、光电变换原理及脉冲检测技术开发一种新型的紫外电弧光传感系统。在施加滤光设备的措施下测量电弧光,得出同一电弧光中1~10 mW/cm^2的紫外光强度对应的可见光照度为5~20 kLux,提出利用该强度范围作为电弧光保护装置光学检测单元校验标定和检测灵敏度的阈值范围的观点。

汽车制动灯、转向灯、尾灯故障检测系统详谈

随着行驶车速的不断提高,汽车车灯能否正常工作,直接影响到汽车行驶安全性。具体分析了传统车灯系统工作过程中存在的不足,根据车灯的安全标准及要求,选用光敏晶体管作为敏感元件,设计了一种新型的灯光故障检测器。根据电路中有无电流进行了灯光检测器的硬件电路设计,绘制了车灯工作的电路原理图,并对选用元件的参数进行了综合计算和分析。此检测器可以检测制动灯、转向灯、尾灯的故障情况。安装此检测器后,驾驶员在驾驶室内就可以发现车灯故障,从而避免下车检查车灯。

机场助航灯故障检测系统研究

基于电力线载波的机场助航灯故障检测系统,主要由调光器、定位系统主控单元、灯位信息采集单元、定位系统上位机以及塔台控制计算机等组成。灯位检测单元检测每个助航灯的信息,定位系统主控单元采集每个助航灯的信息。机场助航灯故障检测系统应用电力线载波技术,通过FSK调制解调模块把信息调制成可以在电力线中传播的信号,从而实现定位系统主控单元和灯位检测单元之间信息传递。故障检测系统接入机场监控系统之后,可以有效的监控助航灯的状态。

模拟路灯控制系统

本系统采用TCRT5000光电传感器检测物体的位置,同时识别外部环境的明暗程度,并采用AT89S52单片机对路灯实施定时、定功率(流明)控制,以实现节能,且确保道路照明充分。

粮库虫子测量电路的设计研究

利用时基集成电路NE555、发光二极管及光敏三极管等器件构成了虫子测量电路.当虫子通过光电传感器时,光电传感器输出高电平信号对脉冲信号进行计数,就实现了对虫子数量的统计.基于这种光电检测原理,设计了虫子测量电路.该装置的特点是电路简单、成本低廉、光电传感器制作容易、抗干扰能力强、工作稳定可靠,同时具有数显及数据远传等功能.

一种光室结构的设计和优化

针对液体浓度检测,在基于光电位置敏感传感器的基础上设计优化了一种新型双折射光透光室,通过详细理论分析,给出了液体浓度与光折射之间的关系、液体浓度检测的原理以及激光在该光室中的光迹轨迹.通过激光的运动光迹轨迹分析表明,激光通过该光室经过折射、反射后,将以与入射光线平行的方式离开光室,到达光电位置敏感传感器光敏面.该光室主要有节省空间、大大提高了传感器接收光源的准确度、不污染待测液体、方便快捷等优点.

基于“电流+弧光”的二次回路故障电弧检测研究

针对常规保护装置判别二次回路电弧故障用时较长的问题,提出以二次回路电流有效值、谐波、特征谐波以及弧光信息建立故障电弧检测判据并构建判断逻辑,从而形成基于“电流+弧光”复合特征的故障电弧检测技术。模拟试验表明该技术具有判断精度高、检测速度快等优势,可供回路故障电弧检测参考。