[發明專利]一種基于人工智能的電流檢測裝置及其檢測方法

有效

• 申請號: 201711229918.3
• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN107807270B
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發明（設計）人: 蔡彬;孫宗耀;褚曉廣;劉振;邵長彬;崔國棟
• 申請（專利權）人: 曲阜師范大學
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00;G01J5/48;G01J5/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種基于人工智能的電流檢測裝置及其檢測方法，屬電氣工程領域。該電流檢測裝置包括紅外圖像采集模塊、主控單元、樣本圖像存儲模塊；主控單元包括第一DSP、第二DSP；紅外圖像采集模塊采集圖像并送至第一DSP進行圖像處理，處理后送至第二DSP與樣本圖像存儲模塊中的樣本圖像進行圖像比對、計算：首先通過實驗獲取冷卻裝置啟動和未啟動時導體承載不同電流時的紅外溫度場圖像，并進行圖像處理作為樣本圖像，建立樣本圖像數據庫；其次采集被測電流回路導體的紅外溫度場圖像并處理得到采樣圖像，與樣本圖像比對及計算，得出電流值。本發明檢測裝置體積小、重量輕；計算量小、快速準確，尤其適合于高電壓、大電流場合的電流檢測。

技術領域

本發明涉及一種電流檢測裝置及方法，尤其是一種基于人工智能的電流檢測裝置及其檢測方法，屬于電氣工程技術領域。

背景技術

目前電流檢測均采用電流互感器、電流傳感器等，將一次側的大電流轉換為小電流信號。其共同特點是電量檢測。

其缺點是：電流互感器笨重、體積大、成本高，尤其在高電壓、大電流場合采用上述方法的電流檢測裝置笨重、體積龐大、價格高昂，使得高電壓、大電流的成套電器設備成本高、占地面積大。

導體通入電流以后將會發熱，其溫度必然升高。也就是說，溫度或溫升和電流之間有必然的函數關系，那么只要通過檢測溫度即可檢測到電流大小。但目前電器設備均采用自然冷卻或風扇、水冷等強迫冷卻方式，散熱條件不同，有可能導致溫度相同而電路中流過的實際電流不同，這使得求解溫度與電流之間的關系變得異常復雜。如果能通過紅外熱成像技術攝取被測導體周圍的溫度場分布圖像，運用圖像處理和圖像識別以及機器學習等人工智能技術分析攝取到的導體紅外溫度場分布圖像，即可實現用無電量方式來檢測電流值。

發明內容

本發明的主要目的在于：針對現有技術的不足和空白，根據導體通電后溫度發生變化的特點，突破傳統的電流檢測方式，運用人工智能技術，提出一種非電量的電流檢測方法，從而解決高電壓、大電流場合的電流檢測裝置體積龐大、價格高的缺陷。

為了達到以上目的，本發明一種基于人工智能的電流檢測裝置，包括：紅外圖像采集模塊、主控單元、樣本圖像存儲模塊；所述紅外圖像采集模塊包括高清紅外圖像傳感器、視頻解碼器；所述主控單元包括第一DSP芯片、第二DSP芯片；所述樣本圖像存儲模塊包括USB接口芯片、大數據存儲設備，所述大數據存儲設備為U盤或硬盤，建有經實驗獲得的被測電流回路導體承載不同電流時的紅外溫度場樣本圖像數據庫。

所述高清紅外圖像傳感器用于采集被測電流回路導體的紅外視頻溫度場圖像，并傳送至視頻解碼器；所述視頻解碼器將紅外視頻溫度場圖像解碼后送至所述主控單元的第一DSP芯片；所述第一DSP芯片對解碼后的紅外溫度場圖像進行處理得到采樣圖像，采樣圖像送至所述主控單元的第二DSP芯片；所述第二DSP芯片負責圖像識別，通過采集、分析被測電流回路的斷路器工作位置信號、冷卻裝置啟動信號，并通過所述USB接口芯片搜索、讀取所述大數據存儲設備中的樣本圖像，與所述第一DSP芯片處理得到的采樣圖像進行比對、計算，最終得到被測電流回路的電流值。

上述基于人工智能的電流檢測裝置的檢測方法包括以下步驟：

步驟1，通過實驗分別獲取冷卻裝置未啟動和啟動工況下，被測電流回路導體承載不同電流時的紅外溫度場圖像，其方法是：

1)在冷卻裝置未啟動情況下，給所述導體通入某一電流；

2)從所述導體通電起直至達到穩定溫升，每隔一定時間間隔攝取一幅所述導體的紅外溫度場圖像，并進行圖像處理，即進行噪聲濾波、確定特征點、提取特征點的像素，將處理過的圖像作為樣本圖像；這一小組中的每幅樣本圖像均代表一個電流值；

3)重復步驟1)-2)，直至采集到滿足測量精度的足夠數量的樣本圖像。

4)在冷卻裝置啟動情況下，給所述導體通入某一電流；