本发明涉及拔插式终端监测,具体为插拔式终端智能监测系统。
背景技术:
1、在现代工业和电力系统中,插拔式终端广泛应用于电气连接,其可靠性和安全性对整个系统的稳定运行至关重要。然而,由于环境因素、机械应力和电气负载的变化,插拔式终端可能会出现接触不良、温度异常升高等问题,这些问题若未及时发现和处理,可能导致设备故障甚至引发安全事故。传统的监测方法通常依赖于人工巡检或单一参数的监测,无法全面、实时地反映终端的运行状态,且仍是出于对实时测量数据进行分析的阶段,当发出警报时,故障已经发生,属于被动型的检测,难以满足现代工业对高效、智能监控的需求。
2、在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解,因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供插拔式终端智能监测系统,以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
3、插拔式终端智能监测系统,包括:
4、数据采集模块,所述数据采集模块与数据处理模块通讯连接,包括电阻传感单元、应力传感单元、环境传感单元,分别用于采集每组插拔式终端的电阻数据、应力数据、环境数据,并将电阻数据、应力数据、环境数据发送到数据处理模块;
5、图像采集模块,所述图像采集模块与图像处理模块通讯连接,用于采集每组插拔式终端的红外图像,并将红外图像发送到图像处理模块;
6、数据处理模块,所述数据处理模块与综合处理模块通讯连接,用于根据每组插拔式终端的电阻数据、应力数据、环境数据来生成第一预警系数,并将第一预警系数发送到综合处理模块;
7、图像处理模块,所述图像处理模块与综合处理模块通讯连接,用于对红外图像进行区域划分,对不同区域进行温度检测,根据检测结果生成第二预警系数并发送到综合处理模块;
8、综合处理模块,所述综合处理模块与监测平台通讯连接,用于对第一预警系数和第二预警系数进行加权处理,生成综合预警系数,并将综合预警系数发送到监测平台;
9、监测平台,所述监测平台与警报模块通讯连接,用于对每组插拔式终端的综合预警系数进行显示,根据综合预警系数的大小生成警报信号并发送到警报模块;
10、警报模块,所述警报模块用于根据接收到的警报信号发出声光警报。
11、优选的,所述电阻传感单元为接触电阻传感器,所述电阻数据为接触电阻数据;所述应力传感单元为应变片式传感器;所述环境传感单元包括温度传感器和湿度传感器,所述环境数据包括环境温度数据和环境湿度数据。
12、优选的,所述第一预警系数和第二预警系数的生成逻辑为:
13、将插拔式终端连续正常工作t时间后采集到的所有数据进行读取,得到每组插拔式终端在t时间内的电阻数据、应力数据、环境数据,并在t时间内以时间t作为间隔,采集n帧插拔式终端的红外图像;
14、根据每组插拔式终端对应的环境数据来分别对电阻数据和应力数据进行修正,减少环境温度、环境湿度对电阻数据、应力数据造成的影响,并对红外图像进行灰度转换和区域划分,根据每个区域内的灰度差值来反映温度的变化;
15、构建时间序列预测模型,对修正后的电阻数据、应力数据进行分析,再构建线性回归模型分别对红外图像每个区域内的灰度差值进行分析,生成在时间点tmb时预测的电阻数据、应力数据以及红外图像每个区域内的灰度差值,并根据预测的电阻数据和应力数据生成第一预警系数,根据红外图像每个区域内的灰度差值生成第二预警系数。
16、优选的,根据环境数据中的环境湿度数据对电阻数据进行修正,计算方式为:
17、
18、式中rjci表示修正后的接触电阻数据,vi表示接触电压,ii表示接触电流,kh表示环境湿度数据,a表示第一修正系数,下标i表示数据编号,i=1,2,3,...,m;
19、根据环境数据中的环境温度数据对应力数据进行修正,计算方式为:
20、
21、式中rybi表示应变片式传感器中应变片的阻值,kt表示应变片的温度系数,th表示环境温度数据,t0表示应变片的参考温度,r0表示应变片的参考阻值,k表示应变片的灵敏度系数;
22、将t时间内所有的电阻数据rjci和应力数据fi分别划分为集合a和集合b,分别计算集合a和集合s的均值和标准差,计算方式为:
23、
24、
25、式中分别表示集合a和集合b的均值,σ1和σ2分别表示集合a和集合b的标准差;
26、当时,认为该组数据为异常数据,将该组数据从集合a内剔除,并用均值对该组数据进行替代,实现对集合a的优化;
27、当时,认为该组数据为异常数据,将该组数据从集合b内剔除,并用均值对该组数据进行替代,实现对集合b的优化;
28、式中μ表示预设的波动系数;
29、分别基于优化后的集合a和集合b构建时间序列预测模型进行预测,将在时间点tmb时预测的电阻数据和应力数据标定为rjc'和f',根据rjc'和f'生成第一预警系数计算方式为:
30、
31、式中rjcmax、rjcmin分别表示集合a中的最大值和最小值,fmax、fmin分别表示集合b中的最大值和最小值,β1、β2分别表示电阻权重和应力权重,β1,β2∈[0,1]且β1+β2=1。
32、优选的,对红外图像进行灰度转换后,将图像分别以横纵方向划分为x*y个区域,计算图像中每个区域的灰度均值并标定为下标(x,y)分别表示区域的横纵坐标,上标j表示图像编号,j=1,2,3,…,n;
33、计算相邻两帧红外图像之间每个区域的灰度差值计算方式为:
34、
35、若从第n帧开始,连续p帧红外图像中的每个区域的灰度差值均小于等于δhdyz,则认为插拔式终端处于稳定工作状态,其中δhdyz表示预设的灰度差阈值,并将第n~n帧红外图像划分为集合c;
36、根据集合c中的红外图像,计算每个区域的长期灰度均值和灰度差均值计算方式为:
37、
38、将在时间点tmb时预测的红外图像每个区域的灰度均值标定为每个区域的灰度差值标定为计算方式为:
39、
40、再根据每个区域内的灰度差值生成第二预警系数计算方式为:
41、
42、式中分别表示集合c中,同一区域对应的灰度差值的最大值和最小值。
43、优选的,根据第一预警系数和第二预警系数进行加权处理,生成综合预警系数的计算方式为:
44、
45、式中γ1、γ2分别表示外部权重和内部权重,c表示调整系数,γ1,γ2∈[0,1]且γ1+γ2=1。
46、优选的,当综合预警系数时,认为对应的插拔式终端具有风险,生成警报信号并发出警报,其中表示预设的预警阈值。
47、与现有技术相比,本发明的有益效果是:
48、本发明通过集成电阻传感、应力传感、环境监测和红外图像分析等多种监测手段,构建了一个全面、实时的智能监测系统。该系统能够自动采集并处理插拔式终端的电阻数据、应力数据、环境数据和红外图像,通过先进的数据处理和分析技术,快速准确地评估终端的运行状态,并生成预警信号。与传统监测方法相比,本方案显著提高了监测的全面性和实时性,能够及时发现并预警潜在的故障和风险,有效预防设备故障和安全事故的发生,提高了系统的可靠性和安全性,满足了现代工业对智能化、自动化监控的需求。
1.插拔式终端智能监测系统,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的插拔式终端智能监测系统,其特征在于:所述电阻传感单元为接触电阻传感器,所述电阻数据为接触电阻数据;所述应力传感单元为应变片式传感器;所述环境传感单元包括温度传感器和湿度传感器,所述环境数据包括环境温度数据和环境湿度数据。
3.根据权利要求2所述的插拔式终端智能监测系统,其特征在于:所述第一预警系数和第二预警系数的生成逻辑为:
4.根据权利要求3所述的插拔式终端智能监测系统,其特征在于:根据环境数据中的环境湿度数据对电阻数据进行修正,计算方式为:
5.根据权利要求4所述的插拔式终端智能监测系统,其特征在于:对红外图像进行灰度转换后,将图像分别以横纵方向划分为x*y个区域,计算图像中每个区域的灰度均值并标定为下标(x,y)分别表示区域的横纵坐标,上标j表示图像编号,j=1,2,3,...,n;
6.根据权利要求5所述的插拔式终端智能监测系统,其特征在于:根据第一预警系数和第二预警系数进行加权处理,生成综合预警系数的计算方式为:
7.根据权利要求6所述的插拔式终端智能监测系统,其特征在于:当综合预警系数时,认为对应的插拔式终端具有风险,生成警报信号并发出警报,其中表示预设的预警阈值。
