[發明專利]日盲紫外相機及紫外光子計數方法

有效

• 申請號: 201810813869.6
• 申請日: 2018-07-23
• 公開（公告）號: CN109116197B
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 顧燕;楊鋒;孫建寧;趙維駿;郭一亮;朱波;呂揚;李燕紅;焦國力;周新;裴晶
• 申請（專利權）人: 北方夜視技術股份有限公司
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 南京行高知識產權代理有限公司 32404
• 代理人: 王培松

本發明提供一種日盲紫外相機及紫外光子計數方法，預先在日盲紫外相機中標定紫外像增強器不同增益電壓條件下對應的單光子信號的平均灰度值、單光子信號的成像連通區域像素面積以及暗背景的平均灰度值三個參數；應用拍攝時，利用圖像拍攝時的紫外像增強器的增益電壓所對應的上述三個參數獲得每一幀圖像中的紫外光子個數；統計一段時間內的每一幀圖像上的紫外光子個數，計算單位時間內的紫外光子數。

技術領域

本發明涉及日盲紫外電暈檢測技術領域，特別是一種紫外光子計數方法。

背景技術

隨著我國國民經濟的發展，國家電網建設規模逐漸擴大以及輸送電壓等級不斷提升，電暈放電現象也日益嚴重。正常運行的高壓電力設備，由于電流、電壓的作用將產生放電。電暈放電過程中將有一定的電流流過，這將造成電能損失，同時電暈放電導致電路故障，造成不必要的經濟損失。放電過程中的高頻電磁波對附近的無線電通信也有一定的影響，化學氣體將腐蝕附近的設備，這些都嚴重的威脅了人民的正常生活以及電網的運行安全。

現有的對上述電暈檢測的日盲紫外相機主要有兩種，一種為ICMOS圖像探測器，另一種為ICCD圖像探測器。其中ICMOS圖像探測器由CMOS傳感器和紫外像增強器組成，ICCD圖像探測器由CCD傳感器和紫外像增強器組成。CCD傳感器與CMOS傳感器比較主要區別是CCD是集成在半導體單晶材料上，而CMOS是集成在金屬氧化物的半導體材料上，二者的工作原理沒有本質的區別。

研究人員對日盲紫外相機在電暈檢測的使用過程中涉及的各方面參數和檢測方法進行了一系列研究。

如專利申請201710744780.4公開了一種日盲紫外相機檢測靈敏度和檢測系統，首先由激光泵浦寬帶光源產生高亮度、高穩定性的寬帶白光，入射至雙級聯單色儀系統，在計算機的控制下，雙級聯單色儀系統產生所需要的紫外單色光。單色儀輸出的單色光經積分球后轉換為單色的均勻光，經過紫外衰減片衰減后入射至日盲紫外相機，積分球輸出的單色光的光功率可由智能功率計系統實時顯示，日盲紫外相機輸出的光子數通過串口采集到計算機中，若亮環境下的光子數平均值與暗環境下的光子數平均值相等，此時入射至日盲紫外相機的光功率密度為紫外光檢測靈敏度。

如發明專利201410505956.7本發明公開了一種基于日盲紫外成像儀的電暈檢測方法。該方法包括：使用預設的標準紫外光源對日盲紫外成像儀進行標定；根據標定后的標定數據設置增益控制參數，并根據增益控制參數對日盲紫外成像儀的增益進行自動調節；使用所述日盲紫外成像儀對目標位置的電暈放電進行檢測，得到實際檢測數據；根據檢測數據計算得到對應的目標位置的電暈的輻射亮度。通過使用本發明所提供的方法，可以對待檢測電暈的輻射亮度進行定量檢測。

由于高壓電力設備故障程度的不確定性，電暈的紫外信號強弱也是不確定的，當高壓電力設備故障的電暈紫外信號較強時，紫外信號將變成連續且持續的信號。

但是受限制于CCD/CMOS幀率、紫外像增強器增益電壓不固定的問題，傳統的日盲紫外相機單從圖像上無法準確統計紫外信號，即在電力檢測及維修過程中使用傳統的紫外探測器無法準確的判斷出故障強度，對電力檢測及維護的故障判定帶來了一定的不便。

發明內容

本發明目的在于提供一種日盲紫外相機及紫外光子計數方法，用于解決傳統的日盲紫外相機無法準確統計紫外信號的技術問題。

為達成上述目的，本發明提出如下技術方案：

紫外光子計數方法，預先標定紫外像增強器不同增益電壓條件下對應的單光子信號的平均灰度值、單光子信號的成像連通區域像素面積以及暗背景的平均灰度值三個參數；應用拍攝時，利用圖像拍攝時的紫外像增強器的增益電壓所對應的上述三個參數獲得每一幀圖像中的紫外光子個數；統計一段時間內的每一幀圖像上的紫外光子個數，計算單位時間內的紫外光子數。

進一步的，在本發明中，所述圖像傳感器處于線性工作模式下。