電暈放電的數(shù)字圖像處理技術(shù)研究.pdf

1、氣體放電領(lǐng)域最早出現(xiàn)的放電描述是光學(xué)圖像，但由于其定量檢測的困難，目前的檢測量主要集中在電信號、光強(qiáng)信號、光譜信號、電磁波、超聲波、氣體成分等方面。近來由于數(shù)字成像技術(shù)的高速發(fā)展，氣體放電光學(xué)圖像數(shù)字處理技術(shù)也得到重視，但相關(guān)研究主要集中在紫外圖像上，色度學(xué)的研究又主要集中在熱等離子體領(lǐng)域，在可見光波段和放電等離子體領(lǐng)域研究較少。由于可見光相機(jī)比紫外成像儀有更高的圖像分辨率，因此可見光圖像包含更加豐富的空間結(jié)構(gòu)信息。本文針對電暈放電的可

2、見光波段圖像展開形態(tài)學(xué)研究，并在色度學(xué)方面做了一些初步探索。通過研究可見光圖像灰度系數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)等定量指標(biāo)的形態(tài)學(xué)分布，觀察到電暈放電圖像上的“莖”狀空間結(jié)構(gòu)，以及電流脈沖分析對比說明在短間隙放電中存在電暈型先導(dǎo)放電現(xiàn)象，這也說明數(shù)字圖像處理技術(shù)用于放電形態(tài)學(xué)研究是可行的。在交流情況下，在尖頭電極長刷狀電暈階段，即預(yù)擊穿階段，圖像的平均灰度和標(biāo)準(zhǔn)差指標(biāo)呈現(xiàn)平臺狀變化，意味著在空間上存在“莖”結(jié)構(gòu)，而其他階段沒有；在球頭電極各放電

3、階段這些指標(biāo)均緩慢變化，無平臺狀變化；在直流情況下，正極性尖頭電極長刷狀電暈階段，存在“莖”結(jié)構(gòu)，負(fù)極性沒有，其他階段都沒有；球頭電極各放電階段都沒有，證實(shí)了交流電壓下，“莖”結(jié)構(gòu)來自于正極性；在交流情況下，發(fā)現(xiàn)在尖頭電極長刷狀電暈階段，電流脈沖上升沿時間增加且分為兩段的現(xiàn)象，其他階段沒有；球頭電極各放電階段沒有此現(xiàn)象。計算表明這兩段的速度是和先導(dǎo)速度以及先導(dǎo)頭部的流注速度對應(yīng)。我們認(rèn)為在極不均勻電場中，如果放電反復(fù)在同一位置發(fā)生，長刷

4、狀電暈就會演變成電暈型先導(dǎo)放電。
　　本文通過研究可見光圖像灰度系數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)等定量指標(biāo)的色度學(xué)分布，觀察到真彩圖像分解成的紅（R）、綠（G）、藍(lán)（B）三種分量圖的灰度系數(shù)分量比例的變化趨勢，可用于描述放電不同階段。初步說明數(shù)字圖像處理技術(shù)用于放電色度學(xué)研究是可行的。研究表明：⑴在交流情況下，電暈放電在不同階段，RGB分量圖所占的比例發(fā)生了變化，對應(yīng)的灰度系數(shù)曲線的變化趨勢也產(chǎn)生了差異，這一現(xiàn)象可用于說明交流電暈放電的發(fā)展