一种电缆防火涂料快速检测方法、系统及介质与流程

allin2025-02-05  64


本发明涉及防火材料检测,具体涉及一种电缆防火涂料快速检测方法、系统及介质。


背景技术:

1、为了预防火灾事故,阻断火势蔓延及其连锁反应,防火涂料等被动式防火技术和措施应运而生,它们可在火灾发生和蔓延过程中,利用材料或构筑物自身的阻燃性、耐火性、分隔性等特性,将火势控制在一个小范围内,使损失和影响最小。电缆防火涂料广泛用于变电站(换流站)电缆沟、输电管廊等场所电力电缆的防火保护。

2、目前电缆防火涂料检测及质量评价方法主要有实验室检测方法,如依据gb 28374《电缆防火涂料》开展抗弯性、耐油性、耐水性、炭化高度等理化性能、阻燃性能试验,然而实验室标准检测具有样品前处理过程复杂、检测成本高以及需要专业人员操作,难以满足现场快速分析与质量评估的需求。此外,研究者们还使用近红外光谱一致性模型、电缆防火涂料膨胀倍率等方法对电缆防火涂料进行快速检测与质量评估,存在识别准确率不高、应用受限等不足。

3、因此,亟需发展识别准确度高、可现场快速检测的新方法以满足电缆防火涂料现场快速分析的需求,对减少电网运行成本,提升电力场所防火水平具有重要意义。


技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是目前电缆防火涂料检测方法存在识别准确率不高、应用受限等不足。本发明目的在于提供一种电缆防火涂料快速检测方法、系统及介质,本发明选择不同品牌不同型号的电缆防火涂料,并结合吸光度和匹配度实现现场判定待测样品是否合格。本发明判定识别准确度高、可现场快速检测,以满足电缆防火涂料现场快速分析的需求,对减少电网运行成本,提升电力场所防火水平具有重要意义。

2、本发明通过下述技术方案实现:

3、第一方面,本发明提供了一种电缆防火涂料快速检测方法,该方法包括:

4、获取历史电缆防火涂料样品,并采集历史电缆防火涂料样品的近红外光谱图;

5、采用不同的数据预处理法,依次对近红外光谱图进行预处理,获得预处理后的标准样品光谱图;

6、采用特征波长选择技术,对标准样品光谱图进行特征提取,提取贡献波段;基于所述贡献波段,确定一致性光谱图的第一阈值;第一阈值是对标准样品光谱图的吸光度进行阈值计算而得到;

7、获取待检电缆防火涂料样品的结果光谱图,基于第一阈值和待检电缆防火涂料样品的第二光谱图吸光度,计算得到待检电缆防火涂料样品的匹配度;

8、将匹配度达到设定阈值的样品判定为样品一致性合格。

9、进一步地,历史电缆防火涂料样品指的是不同品牌不同型号的电缆防火涂料,且覆盖不同的电缆防火涂料类型和可能的变化因素。

10、进一步地,数据预处理法包括标准正态变量变换处理、s-g卷积平滑处理和矢量归一化处理。

11、进一步地,s-g卷积平滑处理包括:

12、选择窗口大小:选择一个包含奇数个近红外光谱图数据点的窗口;窗口将在历史数据集中滑动,并对窗口内的近红外光谱图数据点进行平滑处理;

13、多项式拟合:对窗口中的每个子集,采用最小二乘法拟合一个多项式;多项式的阶数可以根据需要选择,但通常是二阶或三阶;

14、计算平滑值:对于窗口中的每个近红外光谱图数据点,其平滑值是该近红外光谱图数据点的多项式拟合值;

15、滑动窗口:将窗口沿历史数据集滑动,并重复上述过程,直到覆盖所有近红外光谱图数据点。

16、进一步地,第一阈值的获取步骤为:

17、采用特征波长选择技术,对标准样品光谱图进行特征提取,提取贡献波段;

18、基于所述贡献波段内的标准样品,获得标准样品的第一光谱图吸光度;

19、根据第一光谱图吸光度,寻找所有标准样品中最大的第一光谱图吸光度;基于最大的第一光谱图吸光度,确定一致性光谱图的第一阈值。

20、进一步地,第一光谱图吸光度的计算公式为:

21、

22、式中,sij为第i个标准样品和第j个标准样品间的吸光度均方根误差值,作为第一光谱图吸光度;k为第k个波长;n为波长总数;yik为第i个标准样品在第k个波长条件下的吸光度值;yjk为第j个标准样品在第k个波长条件下的吸光度值。

23、进一步地,第一阈值的计算公式为:

24、s=2max(sij)

25、式中,s为第一阈值;max()为最大函数;sij为第一光谱图吸光度。

26、进一步地,匹配度的计算公式为:

27、

28、式中,r为匹配度;s为一致性光谱图的第一阈值;s′为待检电缆防火涂料样品的结果光谱图和一致性光谱图的吸光度均方根误差值,作为第二光谱图吸光度;k为第k个波长;n为波长总数;y′k为待检电缆防火涂料样品在第k个波长条件下的吸光度值;yk为一致性光谱图在第k个波长条件下的吸光度值。

29、第二方面,本发明又提供了一种电缆防火涂料快速检测系统,该系统使用上述的一种电缆防火涂料快速检测方法;该系统包括:

30、获取单元,用于获取历史电缆防火涂料样品,并采集历史电缆防火涂料样品的近红外光谱图;

31、预处理单元,用于采用不同的数据预处理法,依次对近红外光谱图进行预处理,获得预处理后的标准样品光谱图;

32、标准阈值计算单元,用于采用特征波长选择技术,对标准样品光谱图进行特征提取,提取贡献波段;基于所述贡献波段,确定一致性光谱图的第一阈值;第一阈值是对标准样品光谱图的吸光度进行阈值计算而得到;

33、匹配度计算单元,用于获取待检电缆防火涂料样品的结果光谱图,基于第一阈值和待检电缆防火涂料样品的第二光谱图吸光度,计算得到待检电缆防火涂料样品的匹配度;

34、判定单元,用于将匹配度达到设定阈值的样品判定为样品一致性合格。

35、第三方面,本发明又提供了一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现上述的一种电缆防火涂料快速检测方法。

36、本发明与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果:

37、1、本发明一种电缆防火涂料快速检测方法、系统及介质,本发明选择不同品牌不同型号的电缆防火涂料,并结合吸光度和匹配度实现现场判定待测样品是否合格;本发明判定识别准确度高、可现场快速检测,以满足电缆防火涂料现场快速分析的需求,对减少电网运行成本,提升电力场所防火水平具有重要意义。

38、2、本发明一种电缆防火涂料快速检测方法、系统及介质,根据预处理后的待检电缆防火涂料样品的光谱图确定待检电缆防火涂料样品的第二光谱图吸光度;并根据基于标准样品的第一阈值和第二光谱图吸光度,计算得到待检电缆防火涂料样品的匹配度;当匹配度r为95%即可现场判定样品一致性合格,可现场快速检测。



技术特征:

1.一种电缆防火涂料快速检测方法,其特征在于,该方法包括:

2.根据权利要求1所述的一种电缆防火涂料快速检测方法,其特征在于,所述历史电缆防火涂料样品指的是不同品牌不同型号的电缆防火涂料,且覆盖不同的电缆防火涂料类型和变化因素。

3.根据权利要求1所述的一种电缆防火涂料快速检测方法,其特征在于,所述数据预处理法包括标准正态变量变换处理、s-g卷积平滑处理和矢量归一化处理。

4.根据权利要求3所述的一种电缆防火涂料快速检测方法,其特征在于,所述s-g卷积平滑处理包括:

5.根据权利要求1所述的一种电缆防火涂料快速检测方法,其特征在于,所述第一阈值的获取步骤为:

6.根据权利要求5所述的一种电缆防火涂料快速检测方法,其特征在于,所述第一光谱图吸光度的计算公式为:

7.根据权利要求5所述的一种电缆防火涂料快速检测方法,其特征在于,所述第一阈值的计算公式为:

8.根据权利要求1所述的一种电缆防火涂料快速检测方法,其特征在于,所述匹配度的计算公式为:

9.一种电缆防火涂料快速检测系统,其特征在于,该系统包括:

10.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至8任一项所述的一种电缆防火涂料快速检测方法。


技术总结
本发明公开了一种电缆防火涂料快速检测方法、系统及介质,包括:获取历史电缆防火涂料样品,并采集历史电缆防火涂料样品的近红外光谱图;采用不同的数据预处理法,依次对近红外光谱图进行预处理,获得预处理后的标准样品光谱图;采用特征波长选择技术,对标准样品光谱图进行特征提取,提取贡献波段;基于贡献波段,确定一致性光谱图的第一阈值;获取待检电缆防火涂料样品的结果光谱图,基于第一阈值和待检电缆防火涂料样品的第二光谱图吸光度,计算得到待检电缆防火涂料样品的匹配度;将匹配度达到设定阈值的样品判定为样品一致性合格。本发明判定识别准确度高、可现场快速检测,以满足电缆防火涂料现场快速分析的需求。

技术研发人员:曾晓亮,李富祥,兰新生,毛婳,宋宇,李明伟,王方强,王志高
受保护的技术使用者:国网四川省电力公司电力科学研究院
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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