[发明专利]日盲紫外相机及紫外光子计数方法

说明书

本发明提供一种日盲紫外相机及紫外光子计数方法，预先在日盲紫外相机中标定紫外像增强器不同增益电压条件下对应的单光子信号的平均灰度值、单光子信号的成像连通区域像素面积以及暗背景的平均灰度值三个参数；应用拍摄时，利用图像拍摄时的紫外像增强器的增益电压所对应的上述三个参数获得每一帧图像中的紫外光子个数；统计一段时间内的每一帧图像上的紫外光子个数，计算单位时间内的紫外光子数。

技术领域

本发明涉及日盲紫外电晕检测技术领域，特别是一种紫外光子计数方法。

背景技术

随着我国国民经济的发展，国家电网建设规模逐渐扩大以及输送电压等级不断提升，电晕放电现象也日益严重。正常运行的高压电力设备，由于电流、电压的作用将产生放电。电晕放电过程中将有一定的电流流过，这将造成电能损失，同时电晕放电导致电路故障，造成不必要的经济损失。放电过程中的高频电磁波对附近的无线电通信也有一定的影响，化学气体将腐蚀附近的设备，这些都严重的威胁了人民的正常生活以及电网的运行安全。

现有的对上述电晕检测的日盲紫外相机主要有两种，一种为ICMOS图像探测器，另一种为ICCD图像探测器。其中ICMOS图像探测器由CMOS传感器和紫外像增强器组成，ICCD图像探测器由CCD传感器和紫外像增强器组成。CCD传感器与CMOS传感器比较主要区别是CCD是集成在半导体单晶材料上，而CMOS是集成在金属氧化物的半导体材料上，二者的工作原理没有本质的区别。

研究人员对日盲紫外相机在电晕检测的使用过程中涉及的各方面参数和检测方法进行了一系列研究。

如专利申请201710744780.4公开了一种日盲紫外相机检测灵敏度和检测系统，首先由激光泵浦宽带光源产生高亮度、高稳定性的宽带白光，入射至双级联单色仪系统，在计算机的控制下，双级联单色仪系统产生所需要的紫外单色光。单色仪输出的单色光经积分球后转换为单色的均匀光，经过紫外衰减片衰减后入射至日盲紫外相机，积分球输出的单色光的光功率可由智能功率计系统实时显示，日盲紫外相机输出的光子数通过串口采集到计算机中，若亮环境下的光子数平均值与暗环境下的光子数平均值相等，此时入射至日盲紫外相机的光功率密度为紫外光检测灵敏度。

如发明专利201410505956.7本发明公开了一种基于日盲紫外成像仪的电晕检测方法。该方法包括：使用预设的标准紫外光源对日盲紫外成像仪进行标定；根据标定后的标定数据设置增益控制参数，并根据增益控制参数对日盲紫外成像仪的增益进行自动调节；使用所述日盲紫外成像仪对目标位置的电晕放电进行检测，得到实际检测数据；根据检测数据计算得到对应的目标位置的电晕的辐射亮度。通过使用本发明所提供的方法，可以对待检测电晕的辐射亮度进行定量检测。

由于高压电力设备故障程度的不确定性，电晕的紫外信号强弱也是不确定的，当高压电力设备故障的电晕紫外信号较强时，紫外信号将变成连续且持续的信号。

但是受限制于CCD/CMOS帧率、紫外像增强器增益电压不固定的问题，传统的日盲紫外相机单从图像上无法准确统计紫外信号，即在电力检测及维修过程中使用传统的紫外探测器无法准确的判断出故障强度，对电力检测及维护的故障判定带来了一定的不便。

发明内容

本发明目的在于提供一种日盲紫外相机及紫外光子计数方法，用于解决传统的日盲紫外相机无法准确统计紫外信号的技术问题。

为达成上述目的，本发明提出如下技术方案：

紫外光子计数方法，预先标定紫外像增强器不同增益电压条件下对应的单光子信号的平均灰度值、单光子信号的成像连通区域像素面积以及暗背景的平均灰度值三个参数；应用拍摄时，利用图像拍摄时的紫外像增强器的增益电压所对应的上述三个参数获得每一帧图像中的紫外光子个数；统计一段时间内的每一帧图像上的紫外光子个数，计算单位时间内的紫外光子数。

进一步的，在本发明中，所述图像传感器处于线性工作模式下。