一种用于变压器铁芯的智能检测系统及其方法与流程

本发明属于变压器检测领域，具体涉及一种用于变压器铁芯的智能检测系统及其方法。

背景技术：

1、变压器是一种电能传输和转换设备，广泛应用于电力系统中，用于电压的升降、能量的传输与分配。变压器的核心部件包括绕组和铁芯，这两者的性能和设计对变压器的效率、稳定性和寿命有重要影响。

2、而在变压器进行的绕组装配前，需要对铁芯的各项性能进行检测，而其中最重要的是就是铁芯在堆叠后的紧密度以及错位等情况，以及铁芯表面的缺陷。而在对这些缺陷进行检测时，一般都是通过人工的方式进行检测，或者通过人工手持测量仪器进行测量，但是整体的检测效率差，误差较大，无法满足使用需求。

3、因此，我们推出一种于变压器铁芯的智能检测系统及其方法，以解决上述问题。

技术实现思路

1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本发明提供了一种用于变压器铁芯的智能检测系统及其方法，其通过设置的转运装置承载待检测的铁芯运动，并利用检测模组采集铁芯的外部图像数据和内部图像数据，以判断铁芯表面可能存在的缺陷，以实现铁芯的高精度及自动化检测作业。

2、为实现上述目的，本发明提供一种用于变压器铁芯的智能检测系统，其包括x轴移动模组、转运装置、龙门架和检测模组；

3、其中，所述装运装置装配于所述x轴移动模组上，所述龙门架沿y方向跨设于所述x轴移动模组上，所述检测模组设置在所述龙门架内；

4、所述检测模组包括设置在龙门架内侧的z轴移动模组，所述z轴移动模组上设置有第二回转平台，在所述第二回转平台上沿环向等距间隔设置第一检测相机、红外探测模组和伸缩件；所述第一检测相机的拍摄沿y方向设置，用于采集所述铁芯的外部图像数据，在所述伸缩件的伸缩端设置有微型马达，该微型马达的旋转端设置有第二检测相机在所述龙门架上还设置有第三检测相机，其拍摄方向沿竖向设置；

5、在所述龙门架内部且相对所述检测模组的一侧设置有反射靶标，其与所述红外探测模组匹配；

6、当所述红外探测模组发出的红外光能够通过反射靶标反射并接收到信号时，调整所述第二回转平台的位置，使所述第一检测相机位于所述第二回转平台的竖向轴线上，并通过所述第一检测相机和所述第三检测相机采集整个铁芯的外观图像数据；在所述第一检测相机完成检测后，将所述第二检测相机伸入至所述铁芯内部，采集所述铁芯内部的图像数据；

7、将所述铁芯的外观图像数据和内部的图像数据传输至控制处理模块内，对铁芯的外观图像数据和内部的图像进行处理，以检测所述铁芯表面和内部的缺陷。

8、作为本发明的进一步改进，所述控制处理模块包括第一处理模块和第二处理模块，

9、其中，所述第一处理模块分别与所述第一检测相机和所述第三检测相机通讯连接，用于接收所述第一检测相机和所述第三检测相机所拍摄到的铁芯外部图像数据，并对该外部图像数据进行处理，以检测铁芯表面的外观缺陷；

10、所述第二处理模块与所述第二检测相机通讯连接，用于接收并处理所述第二检测相机所拍摄到的所述铁芯的内部图像数据，以检测铁芯内部的缺陷。

11、作为本发明的进一步改进，所述转运装置包括第一回转平台；

12、在所述第一回转平台上沿x和/或y方向间隔设置有两夹持机构，用于将待检测的铁芯固定至所述第一回转平台上，并带动其随x轴方向运动。

13、作为本发明的进一步改进，所述夹持机构包括沿y方向间隔设置在所述第一回转平台上的两导轨，在所述导轨上设置有至少两夹持组件，两所述导轨上的夹持组件相互靠近的一侧可拆卸连接。

14、作为本发明的进一步改进，所述夹持组件包括滑座，所述滑座的底部开设有滑槽，所述滑座通过底部的滑槽滑动连接于所述导轨上；

15、在所述滑座的顶部设置有转轴，所述转轴的外周上套接有铰链条，所述铰链条远离所述转轴的一端设置有螺杆；

16、且位于y方向轴线上的两所述螺杆之间可通过双头螺帽连接装配，以实现对所述铁芯y方向和底部的限位。

17、作为本发明的进一步改进，所述夹持机构还包括沿x方向间隔设置在所述第一回转平台上的两夹紧组件，用于对所述铁芯在x方向上进行限位。

18、作为本发明的进一步改进，所述铁芯为双轴“c”型铁芯；或

19、所述铁芯为三轴“e”型铁芯。

20、在此基础上，本发明还提供了一种用于变压器铁芯的智能检测方法，其利用上述智能检测系统实现，该方法包括以下步骤：

21、将所述铁芯装配至转运装置上，并通过x轴移动模组将其移动至龙门架内；

22、当所述红外探测模组的状态从接通、断开到第二次接通时，调整所述第一检测相机的位置，使其位于第一回转平台的竖向轴线上；

23、利用所述转运装置调整所述铁芯在x-y平面上的位置，并通过所述第一检测相机和所述第三检测相机拍摄铁芯的外部图像数据；

24、当采集完所述铁芯的外部图像数据后，将铁芯调整至初始状态，将所述第二检测相机伸入至铁芯内，并调整第二检测相机在x-z平面上的拍摄角度，采集所述铁芯内部的图像数据；

25、将所述铁芯的内部图像数据和所述铁芯的外部图像数据传输至控制处理模块内进行处理，检测铁芯是否存在缺陷。

26、作为本发明的进一步改进，对所述铁芯内部的图像处理包括以下步骤；

27、调整所述第二检测相机的拍摄角度, 使第二检测相机绕y轴旋转，采集铁芯内部各个面的图像数据，并对采集的图像进行拼接，以形成完整的铁芯内部的图像数据；

28、对铁芯内部完整的图像数据进行预处理，并利用边缘检测算法提取每个硅钢片边缘图像；

29、从提取边缘图像中提取每个硅钢片的轮廓，并根据该轮廓获取每层硅钢片在堆叠时的几何中心；

30、计算相邻层的几何中心位置的差异，得到相邻两层间之间实际偏移量，并基于设计参数，计算层与层之间的距离；

31、根据设计偏移量与实际偏移量，判断铁芯是否存在错位或不均匀的缺陷。

32、作为本发明的进一步改进，对所述第一检测相机和所述第三检测相机所拍摄的铁芯外部的图像数据进行处理的过程如下：

33、对采集到的图像数据进行拼接，以形成完整的铁芯的外部图像数据；

34、通过边缘检测算法提取图像中的边缘检测图像，根据该边缘图像中提取轮廓信息；

35、从铁芯的轮廓信息中提取铁芯的外部特征，该外部特征包括铁芯的面积、形状和周长数据；

36、使用基于规则的算法或机器学习模型对缺陷进行分类，以形成识别模型；

37、将铁芯外部的特征数据导入至识别模型内，获取铁芯外表面的缺陷类型。

38、上述改进技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

39、总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有的有益效果包括：

40、（1）本发明的用于变压器铁芯的智能检测系统及其方法，其通过设置的检测模组分别采集铁芯的外部图像数据和内部图像数据，并通过控制处理模块对图像数据进行处理，以判断铁芯表面可能存在的缺陷。

41、（2）本发明的用于变压器铁芯的智能检测系统及其方法，其通过设置在第二回转平台上的红外探测模组、第一检测相机和第二检测相机，使得红外探测模组、第一检测相机和第二检测相机，能够依次旋转至第二回转平台的中轴线位置上，进而使得x轴移动模组在带动至铁芯到位后，能够通过红外探测模组对其进行检测，判断铁芯是否达到指定位置，再通过第二回转平台调整依次将第一检测相机和第二检测相机调整至中轴线上，以此使得两相机的拍摄范围在y方向上，使其拍摄范围能够将铁芯全面覆盖，以方便铁芯的图像采集作业。

42、（3）本发明的用于变压器铁芯的智能检测系统及其方法，其通过对转运装置在结构上的优化设计，使其不仅能够对三轴的e型铁芯进行固定，还能够对两轴的c型铁芯进行夹持与固定，以此使得检测系统能够适应不同尺寸大小和类型的铁芯，提高系统的实用性。

43、（4）本发明的用于变压器铁芯的智能检测系统及其方法，其整体结构简单，使用方便，不仅能够对不同类型和尺寸的铁芯进行检测，同时还能够通过多个相机和控制处理模块判断铁芯的外观和堆叠密度是否存在缺陷，代替了传统通过人工进行检测的方式，大幅提高了检测效率和检测精确度，具有较好的使用价值与应用前景。

技术特征：

1.一种用于变压器铁芯的智能检测系统，其特征在于，其包括x轴移动模组（100）、转运装置（200）、龙门架（300）和检测模组（400）；

2.根据权利要求1所述的用于变压器铁芯的智能检测系统，其特征在于，所述控制处理模块（500）包括第一处理模块和第二处理模块，

3.根据权利要求1所述的用于变压器铁芯的智能检测系统，其特征在于，所述转运装置（200）包括第一回转平台（203）；

4.根据权利要求3所述的用于变压器铁芯的智能检测系统，其特征在于，所述夹持机构包括沿y方向间隔设置在所述第一回转平台（203）上的两导轨（204），在所述导轨（204）上设置有至少两夹持组件（205），两所述导轨（204）上的夹持组件（205）相互靠近的一侧可拆卸连接。

5.根据权利要求4所述的用于变压器铁芯的智能检测系统，其特征在于，所述夹持组件（205）包括滑座（2051），所述滑座（2051）的底部开设有滑槽（2053），所述滑座（2051）通过底部的滑槽（2053）滑动连接于所述导轨（204）上；

6.根据权利要求3所述的用于变压器铁芯的智能检测系统，其特征在于，所述夹持机构还包括沿x方向间隔设置在所述第一回转平台（203）上的两夹紧组件（206），用于对所述铁芯（600）在x方向上进行限位。

7.根据权利要求1~6中任一项所述的用于变压器铁芯的智能检测系统，其特征在于，所述铁芯（600）为双轴“c”型铁芯；或

8.一种用于变压器铁芯的智能检测方法，其特征在于，其利用权利要求1~7中任一项所述的智能检测系统实现，该方法包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的用于变压器铁芯的智能检测方法，其特征在于，对所述铁芯（600）内部的图像处理包括以下步骤；

10.根据权利要求8所述的用于变压器铁芯的智能检测方法，其特征在于，对所述第一检测相机（405）和所述第三检测相机（302）所拍摄的铁芯（600）外部的图像数据进行处理的过程如下：

技术总结
本发明公开了一种用于变压器铁芯的智能检测系统及其方法，属于变压器检测领域，其包括X轴移动模组、转运装置、龙门架和检测模组；装运装置装配于X轴移动模组上，龙门架沿Y方向跨设于X轴移动模组上，检测模组设置在龙门架内。本发明的用于变压器铁芯的智能检测系统及其方法，其整体结构简单，使用方便，不仅能够对不同类型和尺寸的铁芯进行检测，同时还能够通过多个相机和控制处理模块判断铁芯的外观和堆叠密度是否存在缺陷，代替了传统通过人工进行检测的方式，大幅提高了检测效率和检测精确度，具有较好的使用价值与应用前景。

技术研发人员：刘叶晴,曹俊,张璐
受保护的技术使用者：霍立克电气有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5