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1、河北工业大学硕士学位论文继电器电寿命试验中触点图像采集技术姓名：申艳丽申请学位级别：硕士专业：控制科学与工程指导教师：杜太行20091201河北工业大学硕士学位论文 i 继电器电寿命试验中触点图像采集技术继电器电寿命试验中触点图像采集技术 摘摘 要要 继电器是一种当其输入量（电压、电流、温度等）达到一定值时，输出电路将发生导通或断开的自动控制元器件。它具有动作快、工作稳定、使用寿命长、体积小等优点。广泛的应用于电力保护、自动控制、通信、遥控、测量等系统中。 为了这些系统的安全，必须在继电器出厂前对它的可靠性进行检测。在所有的试验项目中，电寿命试验是最重要的试验项目之一。通过电寿命试验不但可以得
2、到继电器的电寿命指标，而且有助于分析继电器失效的原因，为改进产品设计提供重要的依据。因此，继电器电寿命的试验方法，以及试验设备的研究一直是国内外电器学术界所研究的重要领域。 继电器的触头是完成切换功能的重要部件，是决定继电器使用寿命和电寿命的关键因素。目前，在继电器的电寿命试验中，由于检测手段落后，人们只能通过关注闭合触点电压降和断开触点电压是否越限来判断触点的电磨损情况，无法对触点表面的变化直接观测。针对这一问题，本文研制了以工业控制计算机、图像采集卡、摄像头为核心的继电器触点图像采集设备。该设备在每次试验之间实时拍摄继电器触点表面的图像，并对图像进行处理，获得清晰的触点照片。使继电器的触头
3、表面图像检测可视化，为触头的表面参数检测奠定了基础。 软件是本系统的核心。本图像采集系统的控制和显示界面是在 LabVIEW 环境下设计的。但本文采用的图像采集卡是非 NI 的图像采集卡，不能在 LabVIEW 环境下直接工作。 本文首先研究了在 LabVIEW 开发平台下使用普通图像采集卡的方法调用动态链接库（DLL） ，并详细介绍了在 LabVIEW 平台下调用动态链接库（DLL）的关键步骤及技术。然后介绍了触点图像的采集方法，实现了 LabVIEW 与普通图像采集卡的结合。该方法不仅可以很好的发挥图像采集卡的性能，而且可以借助 LabVIEW 强大的界面编辑功能，美化人机界面。 由于触头
4、体积小，开距距离小，照片上很难只拍到触点表面图像。除了有触头的信息外还有很多其他没用的信息影响人们的视觉效果。文章采用阈值法进行图像分割，得到触点的边界，然后利用图像的空间几何变换的方法得到触点的图像。最后利用 MATLAB 图像处理工具箱对该算法进行了实现，得到清晰地触点图像，为继电器的触头表面参数检测奠定了基础。 关键词：关键词：继电器，触头，电寿命，图像采集，图像处理 继电器电寿命试验中触点图像采集技术 ii THE TECHNOLOGY OF CONTACT IMAGE ACQUISITION IN RELAY ELECTRICAL ENDURANCE TEST ABSTRACT Re
5、lay is a kind of automatic control device. When the input value (voltage, current, temperature etc.) achieves a certain value ,the output circuit will have the broken or the separation .It has many merits such as quick ,stable ,service life is long , volume small .It is widely used in electric power
6、 protection, automatic control , correspondence , remote control, survey and many other application systems . For the systems reliability and safety, relays must be tested before getting out of the factory. Relay electrical life test is one of the important pilot experiments. Through the electrical
7、life test, we not only can get the relays electrical life indicators, but also can analyze the disabled reasons. And it can provide an important basis for the product design. Therefore, the relay electrical life testing methods and the research of the electrical equipment are important fields for th
8、e researchers. Relay contact is a key component in switching function and it is an important factor in electrical endurance and service life. At present, as a result of the backward detecting methods in the electrical life test, the change of relay contact can not be viewed directly. The contact ele
9、ctrical erosion was only estimated through the contact voltage drop when it is closed and if the contact voltage exceeds the limitation when it is cut off. To solve this problem, this paper studies image acquisition equipment which contains the industrial computer, image collection card, camera .It
10、described one relay contact surface parameter visualization examination method. Between each test the image of the relay contacts are real-time obtained and processed. It had laid the foundation for contacts superficial parameter examination. Software is the core of the system. This image acquisitio
11、n system is designed in the LabVIEW environment. However, the image acquisition card is a non-NI image acquisition card and it can not work directly in the LabVIEW environment. First of all, this paper studied the method of normal image acquisition card in LabVIEW platform - called dynamic-link libr
12、ary (DLL).And the details of the key technologies and steps calling DLL in LabVIEW platform are introduced. Then the contact image acquisition methods are introduced to achieve the LabVIEW and general image acquisition card combination. This method can not only play a good 河北工业大学硕士学位论文 iii performan
13、ce of image acquisition card, but also can take advantage of the powerful editing features of the LabVIEW. Beautify the human-machine interface. As the contactor size and the open distance are very small, it is difficult to acquire the perfect contact images. And there are many other useless informa
14、tion influence peoples visual effects. This article uses the threshold value law to carry on the image division, obtains the electronic contact boundary. Then the image space geometric transforms methods are used to obtain the contact image .Finally, the MATLAB image processing toolbox is used to re
15、alize the algorithm and obtain the image. This experiment had laid the foundation for contacts superficial parameter examination. KEY WORDS: relay, contact, electrical endurance test, image collection, image progressing 河北工业大学硕士学位论文 1第一章第一章 绪论绪论 继电器是一种量大而面广的基础性电子元器件， 是用来频繁地接通和切断电路的控制元件。 它被广泛应用于航空航天、
16、农业、电子、交通运输、电力、国防、军事等领域,是目前开关控制方面采用最多的元件之一1。在一个大型设备或系统中，一般都使用了很多继电器。为了保证设备或系统具有较高的可靠性， 作为设备中的主要元器件就要有较高的可靠性。 继电器的电寿命是继电器可靠性试验中最重要的实验项目之一。 通过继电器的电寿命试验不但可以得到继电器的电寿命指标， 而且有助于分析继电器失效的原因，为改进产品设计提供重要的依据2。因此，继电器电寿命试验方法、以及试验设备的研究一直是国内外电器学术界所研究的重要领域。 1-1 问题的提出与研究的意义问题的提出与研究的意义 继电器的电寿命是指在规定的正常工作条件下， 继电器不需要修理或更换零件而能承受的负载操作次数3。继电器触头在合、分负载的过程中，由于触头间的热和电的物理过程产生金属液桥、电弧和火花放电等各种现象，引起触头材料的电磨损，从而决定了触头的电寿命。继电器的电寿命试验是继电器型式试验中的一种。 目前， 电寿命试验仍是获取继电器电寿命指标的重要途径。 通
