猪体三维电学模型构建与验证

TM77; 针对剩余电流保护装置因保护死区造成的投运率低和误动作问题,构建生物体的电学模型,获取大量的触电信号,进一步研究触电电流与剩余电流间的相互关系,可为解决保护装置存在的上述问题奠定基础.该文以猪为研究对象,采用Otsu算法将CCD相机采集的标准图像二值化,利用Canny边缘检测法提取图像轮廓并细化,在对图像归一化处理的基础上采用圆弧拟合法获取猪体轮廓关键点,并运用整体变换法获得猪体 514 个关键点的三维空间坐标,在 ANSYS平台上建立猪的三维实体模型;基于修正系数法研究猪体组织介电特性的基础上,构建猪的电学模型并进行触电仿真试验.结果表明:触电电压相同时,面接触触电方式,左前肢-左...

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Published in农业工程学报 Vol. 35; no. 20; pp. 185 - 193
Main Authors 李春兰, 王海杨, 张亚飞, 杜松怀, 叶豪, 高阁, 罗杰
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 新疆农业大学机电工程学院,乌鲁木齐,830052%中国农业大学信息与电气工程学院,北京,100083 15.10.2019
Subjects
电流密度
dielectric property
simulation
current density
electrical model
仿真
Canny边缘检测法
有限元法
Canny edge detection method
介电特性
电学模型
finite element method
arc fitting method
圆弧拟合法
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ISSN1002-6819
DOI10.11975/j.issn.1002-6819.2019.20.023

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Summary:TM77; 针对剩余电流保护装置因保护死区造成的投运率低和误动作问题,构建生物体的电学模型,获取大量的触电信号,进一步研究触电电流与剩余电流间的相互关系,可为解决保护装置存在的上述问题奠定基础.该文以猪为研究对象,采用Otsu算法将CCD相机采集的标准图像二值化,利用Canny边缘检测法提取图像轮廓并细化,在对图像归一化处理的基础上采用圆弧拟合法获取猪体轮廓关键点,并运用整体变换法获得猪体 514 个关键点的三维空间坐标,在 ANSYS平台上建立猪的三维实体模型;基于修正系数法研究猪体组织介电特性的基础上,构建猪的电学模型并进行触电仿真试验.结果表明:触电电压相同时,面接触触电方式,左前肢-左后肢和左前肢-右后肢触电路径下平均电流密度分别为0.973和0.641 A/m2,线接触触电时分别为0.782和0.579 A/m2;相同触电方式下,左前肢-左后肢触电路径中的电流密度大于左前肢-右后肢触电路径中的电流密度,相同触电路径下,面接触触电方式触电电流密度大于线接触触电的电流密度;2种触电方式下各 30 组数据,触电仿真电流与触电物理试验获得电流的平均相对误差为 3.5%,该电学模型在生物体触电仿真研究中可行.研究结果可为进一步研究人体电学模型提供参考.
ISSN:1002-6819
DOI:10.11975/j.issn.1002-6819.2019.20.023