本发明涉及光谱分析方法领域，尤其涉及一种绝缘材料表面的藻类检测方法、装置和设备。
背景技术：
在输电线路中，绝缘子在导线和铁塔之间起着机械连接和电气绝缘的双重作用。在实际应用中，绝缘子在运行中由于受到工厂、交通、农业、矿山和生活等的排放物，以及自然灰尘飘落等的影响，绝缘子表面逐渐积累污秽物质。尤其在温湿地带的森林和山地，大气中漂浮着微生物孢子，当环境适宜，孢子易滋生在绝缘子表面，逐渐成为大面积的藻类、青苔或地衣。藻类等微生物生长于作为输变电设备的复合绝缘材料表面，会对复合绝缘材料的电气性能、机械性能、憎水性能和物化性能造成影响，从而对电力系统稳定、安全、可靠运行造成威胁。在潮湿环境中，绝缘子材料可能发生污闪放电，导致发生污闪事故，给经济发展和人们生活带来巨大损失。
在现有技术中，通常利用目测或者图像拍摄分析的方法，表征藻类覆盖面积比例和单位面积生长厚度的参数，或利用传统检测方法如等值盐密法、泄漏电流法等实现对藻类种类和密度的检测。然而，在实施本发明过程中，发明人发现现有技术至少存在如下问题：因为绝缘子表面污秽情况复杂，图像拍摄分析法通过污秽颜色对污秽成分进行判断可能存在一定误差；而传统检测方法存在检测周期长，耗费人力物力等不足。因此急需能够直接鉴定绝缘子表面的藻类类型，表征其精确分布的技术方法。
技术实现要素：
本发明实施例的目的是提供一种绝缘材料表面的藻类检测方法、装置和设备，能通过获取实测绝缘材料的光谱数据，快速精准地检测所述实测绝缘材料覆盖藻类的种类和密度，为维护电力设备的安全稳定提供基础。
为实现上述目的，本发明实施例提供了一种绝缘材料表面的藻类检测方法，包括：
以预设的功率密度的激光脉冲作用于实测绝缘材料上，采集所述实测绝缘材料的光谱数据；
将所述实测绝缘材料的光谱数据通过预设的标准光谱数据库进行对比，判断所述实测绝缘材料表面是否覆盖藻类；
当所述实测绝缘材料表面覆盖藻类时，分析所述实测绝缘材料表面的藻类的种类和密度。
作为上述方案的改进，建立所述标准光谱数据库包括步骤：
获取无覆盖藻类绝缘材料和若干个覆盖藻类绝缘材料；其中，每一所述覆盖藻类绝缘材料的表面覆盖的藻类的种类和密度已知，且互不相同；
以所述预设的功率密度的激光脉冲作用于每一所述绝缘材料上，采集每一所述绝缘材料的光谱数据；
将每一所述绝缘材料的光谱数据进行训练，得到所述标准光谱数据库。
作为上述方案的改进，所述将每一所述绝缘材料的光谱数据进行训练，得到所述标准光谱数据库，包括：
基于nist数据库，确定每一所述覆盖藻类绝缘材料对应的特征元素谱线数据；
将每一所述特征元素谱线数据与对应的覆盖藻类绝缘材料的藻类种类和密度的对应关系导入预设的拟合模型进行拟合，以训练得到所述标准光谱数据库；其中，所述特征元素谱线数据包括特征元素种类、特征元素的谱线强度、不同特征元素的谱线强度比。
作为上述方案的改进，所述基于nist数据库，确定每一所述覆盖藻类绝缘材料对应的特征元素谱线数据具体包括：
针对同一种类的绝缘材料，将每一所述覆盖藻类绝缘材料的光谱数据与所述无覆盖藻类绝缘材料的光谱数据进行对比，确定所述覆盖藻类绝缘材料的光谱数据中的波峰；
根据所述光谱数据中的波峰，与所述nist数据库中的元素谱线信息相匹配，以确定每一所述覆盖藻类绝缘材料对应的特征元素谱线数据。
作为上述方案的改进，所述预设的拟合模型包括但不限于单变量拟合模型、多元拟合模型和随机森林拟合模型。
作为上述方案的改进，所述以预设的功率密度的激光脉冲作用于实测绝缘材料上，采集所述实测绝缘材料的光谱数据，具体包括：
获取所述实测绝缘材料的表面预设形状和预设大小的区域，作为激光脉冲的作用区域；
利用所述预设功率密度的激光脉冲，对所述作用区域中若干个均匀分布的作用点进行轰击，得到所述实测绝缘材料的原始光谱数据；
对所述原始光谱数据进行预处理，去除背景光谱数据的干扰，以得到所述实测绝缘材料的光谱数据。
本发明实施例还提供了一种绝缘材料表面藻类的检测装置，包括采集模块、判断模块和分析模块；
所述采集模块，用于以预设的功率密度的激光脉冲作用于实测绝缘材料上，采集所述实测绝缘材料的光谱数据；
所述判断模块，用于将所述实测绝缘材料的光谱数据通过预设的标准光谱数据库进行对比，判断所述实测绝缘材料表面是否覆盖藻类；
所述分析模块，用于当所述实测绝缘材料的覆盖藻类时，分析所述实测绝缘材料的表面藻类的种类和密度。
本发明实施例还提供了一种绝缘材料表面藻类的检测设备，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上任意一项所述的绝缘材料表面藻类的检测方法。
与现有技术相比，本发明公开的一种绝缘材料表面藻类的检测方法、装置和设备，通过激光诱导击穿光谱技术，获取实测绝缘材料表面的光谱数据，并通过预设的标准光谱数据库进行分析，从而判断所述实测绝缘材料表面是否覆盖有藻类，并得到覆盖藻类的种类和密度。能够提高对绝缘材料覆盖藻类情况的分析效率，快速精准地检测到所述实测绝缘材料覆盖藻类的种类和密度，为维护电力设备的安全稳定提供基础。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的一种绝缘材料表面藻类的检测方法的流程示意图；
图2是本发明实施例一提供的一种绝缘材料表面藻类的检测方法中建立标准光谱数据库的步骤流程示意图；
图3(a)和图3(b)是本发明实施例一提供的一种绝缘材料表面藻类的检测方法中覆盖藻类硅橡胶和未覆盖藻类硅橡胶在不同波长下的光谱数据图；
图4是本发明实施例二提供的一种绝缘材料表面藻类的检测装置的结构示意图；
图5是本发明实施例三提供的一种绝缘材料表面藻类的检测设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
参见图1，是本发明实施例一提供的一种绝缘材料表面藻类的检测方法的流程示意图。本发明实施例一提供的一种绝缘材料表面藻类的检测方法，通过步骤s11至s13执行：
s11、以预设的功率密度的激光脉冲作用于实测绝缘材料上，采集所述实测绝缘材料的光谱数据；
获取需要进行覆盖藻类情况检测的实测绝缘材料，所述绝缘材料根据制造材料分类，可以是电瓷绝缘子、玻璃绝缘子和复合绝缘子等等，所述覆盖藻类情况表示绝缘材料表面是否覆盖藻类、以及若覆盖藻类时藻类的种类和密度。利用激光诱导击穿光谱技术，通过产生功率密度极高的激光脉冲，并将所述激光脉冲作用于所述实测绝缘材料上，通过在所述实测绝缘材料表面诱导产生等离子体，收集所述等离子体光谱数据，得到所述实测绝缘材料的光谱数据。
作为优选，步骤s11具体通过步骤s111至s113执行：
s111、获取所述实测绝缘材料的表面预设形状和预设大小的区域，作为激光脉冲的作用区域；
具体地，在所述实测绝缘材料上，预先设定一定形状和大小的区域作为所述激光脉冲的作用区域，例如，在所述实测绝缘材料上选取一个5cm*5cm的正方形区域作为所述作用区域，以在所述作用区域上进行激光脉冲诱导击穿。
s112、利用所述预设功率密度的激光脉冲，对所述作用区域中若干个均匀分布的作用点进行轰击，得到所述实测绝缘材料的原始光谱数据。
作为举例，当在所述实测绝缘材料上选取一个5cm*5cm的正方形区域作为所述作用区域时，可以选取所述正方形区域的四个顶点以及中点位置作为所述作用点，利用所述预设功率密度的激光脉冲，对所述作用点进行轰击，诱导产生等离子体，采集等离子体光谱数据，也即得到所述实测绝缘材料的原始光谱数据。
可以理解地，上述激光脉冲的作用区域和作用点的选取仅作为举例，在实际应用中，可以根据选取的实测绝缘材料的形状大小和制造材料等因素，对作用区域和作用点进行设置，例如，可以选取适合大小如直径为5cm的圆形作为激光脉冲的作用区域，或适合大小的长方形等其他形状作为激光脉冲的作用区域，均不影响本发明取得的有益效果。
s113、对所述原始光谱数据进行预处理，去除背景光谱数据的干扰，以得到所述实测绝缘材料的光谱数据。
收集所述原始光谱数据中的背景光谱数据，通过例如matlab等软件对背景光谱数据进行去除，以得到所述实测绝缘材料的光谱数据。
作为优选地，可以通过预先搭建激光诱导击穿光谱设备，即远程libs设备，以实现对所述实测绝缘材料的光谱数据的采集。所述激光诱导击穿光谱设备包括激光器、光路系统、控制器和光谱仪等，通过选取合适的激光能量，调整合适的收光角度和光谱仪延迟时间，可以产生符合要求的所述预设功率密度的激光脉冲，进而获得信噪比和信背比较高的光谱数据。在实际应用中，可以根据实测绝缘材料的实际情况对所述激光能量、收光角度和光谱仪延迟时间进行具体设置，以得到最优的光谱数据，在此不做具体限定。
s12、将所述实测绝缘材料的光谱数据通过预设的标准光谱数据库进行对比，判断所述实测绝缘材料表面是否覆盖藻类；
s13、当所述实测绝缘材料表面覆盖藻类时，分析所述实测绝缘材料表面的藻类的种类和密度。
可以根据不同绝缘材料，预先构建一个或多个标准光谱数据库，以存储若干个覆盖藻类的绝缘材料的光谱数据与其表面覆盖的藻类的种类和密度之间的对应关系。可以理解地，所述标准光谱数据库中还存储有对应的无覆盖藻类的绝缘材料的光谱数据，因此，当采集到实测绝缘材料的光谱数据时，通过与所述标准光谱数据库的比对，可以判断所述实测绝缘材料表面是否覆盖藻类。并在判定所述实测绝缘材料的表面覆盖有藻类时，通过所述标准光谱数据库，进一步分析得到所述实测绝缘材料的表面覆盖的藻类的种类和密度。
进一步地，参见图2，是本发明实施例一提供的一种绝缘材料表面藻类的检测方法中建立标准光谱数据库的步骤流程示意图建立所述标准光谱数据库包括步骤s21至s23：
s21、获取无覆盖藻类绝缘材料和若干个覆盖藻类绝缘材料；其中，每一所述覆盖藻类绝缘材料的表面覆盖的藻类的种类和密度已知，且互不相同；
为构建所述标准光谱数据，需要通过大量已知覆盖藻类情况绝缘材料作为训练数据组进行训练，从而建立所述标准光谱数据库。其中，所述覆盖藻类情况表示绝缘材料表面是否覆盖藻类、以及若覆盖藻类时，藻类的种类和密度，所述训练数据组中，覆盖藻类的绝缘材料表面覆盖的藻类的种类和密度已知，从而进行标准数据库的建立。
需要说明的是，所述标准光谱数据库可以是根据绝缘材料的具体制造材料进行划分，从而构建多个不同种类绝缘材料对应的标准光谱数据库，在进行实测绝缘材料的覆盖藻类情况的分析时，根据需要选择对应的标准光谱数据库；也可以构建一个标准光谱数据库，存储有不同种类的绝缘材料下，绝缘材料光谱数据和绝缘材料表面覆盖藻类情况的对应关系，在进行实测绝缘材料的覆盖藻类情况的分析时，自动对应不同种类的绝缘材料进行分析和判断，均不影响本发明取得的有益效果。
s22、以所述预设的功率密度的激光脉冲作用于每一所述绝缘材料上，采集每一所述绝缘材料的光谱数据；
同理，与对实测绝缘材料的覆盖藻类情况进行分析检测的过程相同，在建立所述标准光谱数据库时，仍需利用激光诱导击穿光谱技术，搭建所述激光诱导击穿光谱设备，通过选取合适的激光能量，调整合适的收光角度和光谱仪延迟时间，以产生所述功率密度极高的预设功率密度的激光脉冲。并在每一所述绝缘材料表面上选取预设形状和预设大小的区域，作为激光脉冲的作用区域；利用所述预设功率密度的激光脉冲，对所述作用区域中若干个均匀分布的作用点进行轰击，诱导产生等离子体，收集所述等离子体光谱数据，并通过去除背景光谱数据等操作，得到每一所述绝缘材料的信噪比和信背比较高的光谱数据。
s23、将每一所述绝缘材料的光谱数据进行训练，得到所述标准光谱数据库。
具体地，通过获取无覆盖藻类绝缘材料和若干个已知种类和密度的藻类的覆盖藻类绝缘材料，采集每一所述绝缘材料的光谱数据，并进行训练以构建所述标准光谱数据库。
优选地，所述步骤s23，即将每一所述绝缘材料的光谱数据进行训练，得到所述标准光谱数据库，包括步骤s231至s232：
s231、基于nist数据库，确定每一所述覆盖藻类绝缘材料对应的特征元素谱线数据；其中，所述特征元素谱线数据包括特征元素种类、特征元素的谱线强度、不同特征元素的谱线强度比。
优选地，针对同一种类的绝缘材料，将每一所述覆盖藻类绝缘材料的光谱数据与所述无覆盖藻类绝缘材料的光谱数据进行对比，确定每一所述覆盖藻类绝缘材料的光谱数据中的波峰；
根据所述光谱数据中的波峰，与所述nist数据库中的元素谱线信息相匹配，以确定每一所述覆盖藻类绝缘材料对应的特征元素谱线数据。
具体地，通过将每一所述覆盖藻类绝缘材料的光谱数据与所述无覆盖藻类绝缘材料的光谱数据进行对比，确定每一所述覆盖藻类绝缘材料的光谱数据中的波峰，与所述nist数据库中的元素谱线信息相匹配，从而选取合适的分析元素作为所述覆盖藻类绝缘材料的特征元素。需要说明的是，所述特征元素种类包括但不限于镁、钙、铝、钠、铜和铁等元素。每一所述覆盖藻类绝缘材料的特征元素可以是一个，也可以是多个，具体根据其与所述无覆盖藻类绝缘材料的差别，确定相应的光谱数据波峰而进行选取。
以硅橡胶绝缘材料作为举例，通过上述方法在同一条件下获取覆盖藻类硅橡胶和未覆盖藻类硅橡胶的绝缘材料的光谱数据，参见图3(a)和图3(b)，是本发明实施例一提供的一种绝缘材料表面藻类的检测方法中覆盖藻类硅橡胶和未覆盖藻类硅橡胶在不同波长下的光谱数据图。将两者的光谱数据进行叠加比对，以确定所述覆盖藻类硅橡胶的光谱数据的波峰，再通过将所述光谱数据中的波峰，与所述nist数据库中的元素谱线信息相匹配，以确定所述覆盖藻类硅橡胶对应的特征元素谱线数据。参见图3，可以看出覆藻硅橡胶与未覆藻硅橡胶的光谱数据差别较大，其中覆盖藻类部分的mg、fe元素谱线强度高于未覆盖藻类部分，因此确定所述硅橡胶绝缘材料表面覆盖藻类中的特征元素种类为mg、fe。
在确定所述特征元素后，还可以进一步确定所述特征元素的谱线强度、不同特征元素的谱线强度比，以作为所述覆盖藻类绝缘材料的特征元素谱线数据，便于后续与所述覆盖藻类绝缘材料的藻类种类和密度建立相应的关系，建立精准完善的标准光谱数据库。
可以理解的，以上仅以硅橡胶绝缘材料作为举例，在实际应用中，上述方法还适用于其他类型的绝缘材料，如玻璃绝缘材料、电瓷绝缘材料等等，均不影响本发明取得的有益效果。
s232、将每一所述特征元素谱线数据与对应的覆盖藻类绝缘材料的藻类种类和密度的对应关系导入预设的拟合模型进行拟合，以训练得到所述标准光谱数据库。
具体地，以所述特征元素谱线数据作为自变量，以对应的覆盖藻类绝缘材料的藻类种类和密度作为因变量，通过相应的拟合模型进行拟合，从而训练得到所述标准光谱数据库。其中，所述预设的拟合模型包括但不限于单变量拟合模型、多元拟合模型和随机森林拟合模型。
本发明实施例一提供了一种绝缘材料表面藻类的检测方法，通过激光诱导击穿光谱技术，获取实测绝缘材料表面的光谱数据，并通过预设的标准光谱数据库进行分析，从而判断所述实测绝缘材料表面是否覆盖有藻类，并得到覆盖藻类的种类和密度。能够提高对绝缘材料覆盖藻类情况的分析效率，快速精准地检测到所述实测绝缘材料覆盖藻类的种类和密度，为维护电力设备的安全稳定提供基础。
实施例二
参见图4，是本发明实施例二提供的一种绝缘材料表面藻类的检测装置的结构示意图。本发明实施例二提供的一种绝缘材料表面藻类的检测装置20，包括采集模块21、判断模块22和分析模块23；
所述采集模块21，用于以预设的功率密度的激光脉冲作用于实测绝缘材料上，采集所述实测绝缘材料的光谱数据；
所述判断模块22，用于将所述实测绝缘材料的光谱数据通过预设的标准光谱数据库进行对比，判断所述实测绝缘材料表面是否覆盖藻类；
所述分析模块23，用于当所述实测绝缘材料的覆盖藻类时，分析所述实测绝缘材料的表面藻类的种类和密度。
需要说明的是，本发明实施例二提供的一种绝缘材料表面藻类的检测装置用于执行上述实施例一提供的一种绝缘材料表面藻类的检测方法的所有流程步骤，两者的工作原理和有益效果一一对应，因而不再赘述。
本发明实施例二提供了一种绝缘材料表面藻类的检测装置，通过激光诱导击穿光谱技术，由采集模块获取实测绝缘材料表面的光谱数据，并通过判断模块对所述光谱数据与预设的标准光谱数据库进行对比，从而判断所述实测绝缘材料表面是否覆盖有藻类，由分析模块23输出所述实测绝缘材料表面的覆盖藻类的种类和密度。该装置能够提高对绝缘材料覆盖藻类情况的分析效率，快速精准地检测到所述实测绝缘材料覆盖藻类的种类和密度，为维护电力设备的安全稳定提供基础。
实施例三
参见图5，是本发明实施例三提供的一种绝缘材料表面藻类的检测设备的结构示意图。本发明实施例三提供的绝缘材料表面藻类的检测设备30，包括处理器31、存储器32以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，例如构建所述标准光谱数据库的方法。所述处理器执行所述计算机程序时实现上述构建所述标准光谱数据库的方法实施例中的步骤，例如图2所示的步骤s21至步骤s23。或者，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述各装置实施例中各模块的功能，例如实施例二所述的绝缘材料表面藻类的检测装置。
示例性的，所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块，所述一个或者多个模块被存储在所述存储器32中，并由所述处理器31执行，以完成本发明。所述一个或多个模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述绝缘材料表面藻类的检测设备30中的执行过程。例如，所述计算机程序可以被分割成采集模块21、判断模块22和分析模块23，各模块具体功能如下：
所述采集模块21，用于以预设的功率密度的激光脉冲作用于实测绝缘材料上，采集所述实测绝缘材料的光谱数据；
所述判断模块22，用于将所述实测绝缘材料的光谱数据通过预设的标准光谱数据库进行对比，判断所述实测绝缘材料表面是否覆盖藻类；
所述分析模块23，用于当所述实测绝缘材料的覆盖藻类时，分析所述实测绝缘材料的表面藻类的种类和密度。
所述绝缘材料表面藻类的检测设备30可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述绝缘材料表面藻类的检测设备30可包括，但不仅限于，处理器31、存储器32。本领域技术人员可以理解，所述示意图仅仅是绝缘材料表面藻类的检测设备30的示例，并不构成对绝缘材料表面藻类的检测设备30的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述绝缘材料表面藻类的检测设备30还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器31可以是中央处理单元(centralprocessingunit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digitalsignalprocessor，dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmablegatearray，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器31是所述绝缘材料表面藻类的检测设备30的控制中心，利用各种接口和线路连接整个绝缘材料表面藻类的检测设备30的各个部分。
所述存储器32可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述绝缘材料表面藻类的检测设备30的各种功能。所述存储器32可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器32可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(smartmediacard,smc)，安全数字(securedigital,sd)卡，闪存卡(flashcard)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
其中，所述绝缘材料表面藻类的检测设备30集成的模块如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。
需说明的是，以上所描述的绝缘材料表面藻类的检测设备实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
技术特征：
1.一种绝缘材料表面藻类的检测方法，其特征在于，包括：
以预设的功率密度的激光脉冲作用于实测绝缘材料上，采集所述实测绝缘材料的光谱数据；
将所述实测绝缘材料的光谱数据通过预设的标准光谱数据库进行对比，判断所述实测绝缘材料表面是否覆盖藻类；
当所述实测绝缘材料表面覆盖藻类时，分析所述实测绝缘材料表面的藻类的种类和密度。
2.如权利要求1所述的绝缘材料表面藻类的检测方法，其特征在于，建立所述标准光谱数据库包括步骤：
获取无覆盖藻类绝缘材料和若干个覆盖藻类绝缘材料；其中，每一所述覆盖藻类绝缘材料的表面覆盖的藻类的种类和密度已知，且互不相同；
以所述预设的功率密度的激光脉冲作用于每一所述绝缘材料上，采集每一所述绝缘材料的光谱数据；
将每一所述绝缘材料的光谱数据进行训练，得到所述标准光谱数据库。
3.如权利要求2所述的绝缘材料表面藻类的检测方法，其特征在于，所述将每一所述绝缘材料的光谱数据进行训练，得到所述标准光谱数据库，包括：
基于nist数据库，确定每一所述覆盖藻类绝缘材料对应的特征元素谱线数据；其中，所述特征元素谱线数据包括特征元素种类、特征元素的谱线强度、不同特征元素的谱线强度比；
将每一所述特征元素谱线数据与对应的覆盖藻类绝缘材料的藻类种类和密度的对应关系导入预设的拟合模型进行拟合，以训练得到所述标准光谱数据库。
4.如权利要求3所述的绝缘材料表面藻类的检测方法，其特征在于，所述基于nist数据库，确定每一所述覆盖藻类绝缘材料对应的特征元素谱线数据具体包括：
针对同一种类的绝缘材料，将每一所述覆盖藻类绝缘材料的光谱数据与所述无覆盖藻类绝缘材料的光谱数据进行对比，确定所述覆盖藻类绝缘材料的光谱数据中的波峰；
根据所述光谱数据中的波峰，与所述nist数据库中的元素谱线信息相匹配，以确定每一所述覆盖藻类绝缘材料对应的特征元素谱线数据。
5.如权利要求3所述的绝缘材料表面藻类的检测方法，其特征在于，所述预设的拟合模型包括但不限于单变量拟合模型、多元拟合模型和随机森林拟合模型。
6.如权利要求1所述的绝缘材料表面藻类的检测方法，其特征在于，所述以预设的功率密度的激光脉冲作用于实测绝缘材料上，采集所述实测绝缘材料的光谱数据，具体包括：
获取所述实测绝缘材料的表面预设形状和预设大小的区域，作为激光脉冲的作用区域；
利用所述预设功率密度的激光脉冲，对所述作用区域中若干个均匀分布的作用点进行轰击，得到所述实测绝缘材料的原始光谱数据；
对所述原始光谱数据进行预处理，去除背景光谱数据的干扰，以得到所述实测绝缘材料的光谱数据。
7.一种绝缘材料表面藻类的检测装置，其特征在于，包括采集模块、分析模块和输出模块；
所述采集模块，用于以预设的功率密度的激光脉冲作用于实测绝缘材料上，采集所述实测绝缘材料的光谱数据；
所述判断模块，用于将所述实测绝缘材料的光谱数据通过预设的标准光谱数据库进行对比，判断所述实测绝缘材料表面是否覆盖藻类；
所述分析模块，用于当所述实测绝缘材料的覆盖藻类时，分析所述实测绝缘材料的表面藻类的种类和密度。
8.一种绝缘材料表面藻类的检测设备，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6中任意一项所述的绝缘材料表面藻类的检测方法。
技术总结
本发明公开了一种绝缘材料表面藻类的检测方法，包括：以预设的功率密度的激光脉冲作用于实测绝缘材料上，采集所述实测绝缘材料的光谱数据；将所述实测绝缘材料的光谱数据通过预设的标准光谱数据库进行对比，判断所述实测绝缘材料表面是否覆盖藻类；当所述实测绝缘材料表面覆盖藻类时，分析所述实测绝缘材料表面的藻类的种类和密度。本发明还公开了一种绝缘材料表面藻类的检测装置和设备，通过获取实测绝缘材料的光谱数据，快速精准地检测所述实测绝缘材料覆盖藻类的种类和密度，为维护电力设备的安全稳定提供基础。
技术研发人员：张福增;王婷婷;徐永生;陈少杰;廖一帆;肖微;覃歆然;王希林;贾志东
受保护的技术使用者：中国南方电网有限责任公司电网技术研究中心;南方电网科学研究院有限责任公司;清华大学深圳国际研究生院
技术研发日：.10.31
技术公布日：.02.21
