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高压电弧图像采集与处理

作　者: 李旸
导　师: 沈继忱
学　校: 东北电力大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 高压电弧 CCD 图像处理电子密度电子温度
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 34次
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内容摘要

高压电弧的基本理论和应用是当前高压电器领域的前沿课题之一,是高压开关发展的关键。对于电弧形态和温度的研究不仅关系到高压开关的可靠性与安全性,更关系到整个电力系统的安全性运营。可视化技术是研究高压电弧的一门必不可少的重要的技术。随着科学技术的进一步发展,可视化设备的软硬件都在不断的更新,对电弧的可视化研究也已经逐渐成熟。本课题研究的是高压电弧的图像采集与处理。利用不同的滤光片,使用CCD(Charge Coupled Device)高速采集系统,采集到几组清晰的高压电弧图像。将采集到的电弧图像利用数字图像处理技术进行处理(包括图像平滑、锐化、边界特征提取、温度等值线提取、伪彩色处理等)分析电弧形态特征。然后分析高压电弧的数据参数。采用二比色法进行温度分析,采用Abel逆转化法进行密度分析。最后分析得出电弧的形态学特征和物理特性。与传统方法不同的是,本实验在处理图像灰度时采用一种新型的算法,即混合通道灰度转化法。与传统的灰度转化方法得到的灰度图像相比,利用混合通道法处理后得到的灰度图像的电弧形态特征更明显,图像边缘更清晰连续,得到的温度变化曲线和伪彩色图像变化明显,干扰小;而且适于电弧的参数计算。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-10
第1章前言  10-16
  1.1 研究内容  10-11
  1.2 研究现状  11-14
    1.2.1 国内研究现状  11-13
    1.2.2 国外研究现状  13-14
  1.3 本文所做的主要工作  14-16
第2章高压电弧采集系统  16-23
  2.1 CCD 工作原理与过程  16-19
  2.2 操作界面  19-20
  2.3 高压电弧图像采集  20-22
  2.4 本章小结  22-23
第3章高压电弧的形态研究  23-49
  3.1 图像灰度转化  23-29
    3.1.1 常规灰度转换  23-24
    3.1.2 混合通道重组法  24-29
  3.2 电弧图像噪声  29-33
    3.2.1 图像噪声的种类  29-30
    3.2.2 电弧图像噪声的去除方法  30
    3.2.3 均值滤波  30-31
    3.2.4 中值滤波  31-32
    3.2.5 均值滤波与中值滤波处理效果比较  32-33
  3.3 直方图图像增强算法  33-37
  3.4 图像特征提取  37-43
    3.4.1 边缘检测  38-41
    3.4.2 电弧的边界提取  41-42
    3.4.3 电弧图像的灰度等值线提取  42-43
  3.5 伪彩色处理  43-48
    3.5.1 伪彩色  43-46
    3.5.2 电弧的伪彩色处理  46-48
  3.6 本章小结  48-49
第4章高压电弧的数值计算  49-60
  4.1 等离子体  49-50
  4.2 电弧半径  50
  4.3 Abel 逆变换  50-52
  4.4 等离子体的热辐射  52-53
  4.5 电弧参数计算  53-59
    4.5.1 电弧温度  55-57
    4.5.2 电子密度  57-59
  4.6 本章小结  59-60
结论与展望  60-62
参考文献  62-67
攻读学位期间取得的研究成果及发表的学术论文  67-68
致谢  68

高压电弧图像采集与处理

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