日盲紫外与非制冷红外图像融合电晕探测系统研究
在电力系统的高压输变电设备中，电晕放电不仅会造成大量的能量损耗，还隐藏未知的安全隐患，如果不能被及时探测，将导致更大的损失。电晕放电在紫外波段的光谱主要集中在300~400nm，也有一部分处于240~280nm的“日盲区”，该波段的辐射可以用于定位电晕位置。同时，伴随着电晕放电的持续进行，红外辐射逐渐增加，因此红外成像可以辅助探测。日盲紫外与非制冷红外图像融合电晕探测系统可以全天候昼夜工作。本文基于日盲紫外像增强器、NSC1105宽动态CMOS图像传感器和RTD611非制冷红外焦平面研制了日盲紫外与非制冷红外图像融合电晕探测系统，并对紫外通道的光子计数算法进行了实验。 本文首先设计了日盲紫外与非制冷红外图像融合电晕探测系统的硬件电路，完成了芯片选型、原理图设计和PCB设计。红外通道的硬件电路主要由接口电路板，信号采集板，信号处理板和输出显示板组成。其次，研究了国产非制冷红外焦平面RTD611的驱动成像过程，主要包括RTD611的配置、DDAC数据在FLASH中的写入和读取操作、TEC控制操作以及图像的PAL制显示。通过直方图均衡化对图像进行增强，通过单点校正来降低非均匀性，改善图像质量。接着，研究日盲紫外与非制冷红外图像的融合操作，针对日盲紫外图像特征不明显，红外图像细节不清晰的特点，实现图像的平移配准和加权平均融合。最后，为了量化紫外通道的辐射强度，对基于连通域标记的光子计数算法和基于局部极值的光子计数算法进行实验，并用控制变量法，研究了CMOS图像传感器的输出帧频和紫外像管增益对于两种光子计数算法获得的光子计数值的影响。
非制冷红外图像融合;电晕探测系统;日盲紫外;现场可编程逻辑门阵列
南京理工大学
硕士
物理电子学
钱芸生
2019
中文
TM50;TP391.41;TN219
2020-07-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）