水轮发电机转动部件视觉测温识别系统
1 系统组成及工作原理
1.1 系统组成
 
 
 
 水轮发电机转动部件视觉测温识别系统组成包括：图像识别系统和上位机软件。图像识别系统硬件包含：红外相机、镜头、PLC控制器、工控机。以上硬件设备在上一套系统中已采购，本次着重进行软件系统升级，本次项目涉及硬件如下：
表1 系统组成

序号	名称	数量	备注
1	屏蔽罩	1	定制屏蔽罩用于放置相机、光源
2	红外相机	1	高速红外相机
3	红外镜头	1	8mm，2/3”
4	线缆及配件	1	Gige、供电线缆及耗材
5	安装支架	1	定制安装支架

（1）转子视觉识别系统，其能够对接和控制红外高速相机，实现实时高速拍摄转子，具备后台处理和前端展示功能，并布置了一套磁极螺栓松动和引出线温度预警算法。为了适应长期稳定运行、模块化布署等新需求，本项目对原系统进行功能升级，供应商可以利用原先软件成果或重新开发一套系统以满足技术要求。水电站组运行过程中转子处于高速旋转，转子上的磁极引出线以较高的线速度运动。转子转速0～500rpm,磁极引出线以0～120m/s的线速度高速运动。每个磁极引出线上有4个螺栓，磁极引出线有20～180根，螺栓有80～720颗。引出线磁极引出线上的螺钉一旦松动，磁极引出线就会发生位移或者形变，温度上升，会对定子线圈有擦伤，如不及时处理将严重威胁机组的安全稳定运行。本系统旨在实现发电机转子磁极及磁极螺钉、引出线可视化温度监测、故障实时报警及与准确定位等功能。
（2）集电环的使用比较广泛，但是因为运行条件比较苛刻，经常会出现集电环或电刷的 异常磨损、电刷振动以及产生火花等弊病。当出现异常磨损时，一开始只有非常小的伤痕（期间伴随有发热），如果不能及时发现，电刷在这些部位集电不良而产生火花。一旦产生火花，伤痕就逐渐恶化扩大起来，最后形成与电刷滑动接触面的尺寸同样大小的伤痕。严重时会导致整个发电机的停机事故。
（3）碳刷是发电机动静接触和交换能量的设备，碳刷运行的好坏，直接关系到发电机的碳刷和集电环发热的产生发展过程碳刷正常运行中的温度一般在 50-80℃。626测温型在线热像仪用于连续、自动、非接触采集温度，可同时采集110592个点的温度值，并以视屏图像的形式直观呈现温度分布情况。实现了 7/24 全天候监测集电环和碳刷的实时温度。当温度异常时，可第一时间将异常信息输出，通知现场负责人员 。
 
 
图1 发电机转子磁极引出线示意图
1.1.1 系统框架
高速红外视觉识别系统组成：
1) 图像识别系统
a) 高速红外相机；
b) 镜头；
c) PLC控制器。
2) 工控机
3) 上位机
4) 屏蔽罩
5) 底层驱动、算法和上位机平台软件
高速红外测温视觉识别系统框架如图
1. 相机+屏蔽罩+安装横梁