一、紅外熱像技術(shù)簡(jiǎn)述

  紅外檢測(cè)是一種在線(xiàn)監(jiān)測(cè)(不停電)式高科技檢測(cè)技術(shù)，它集光電成像技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、圖像處理技術(shù)于一身，通過(guò)接收物體發(fā)出的紅外線(xiàn)(紅外輻射)，將其熱像顯示在熒光屏上，從而準(zhǔn)確判斷物體表面的溫度分布情況，具有準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)、快速等優(yōu)點(diǎn)。任何物體由于其自身分子的運(yùn)動(dòng)，不停地向外輻射紅外熱能，從而在物體表面形成一定的溫度場(chǎng)，俗稱(chēng)“熱像”。紅外診斷技術(shù)正是通過(guò)吸收這種紅外輻射能量，測(cè)出設(shè)備表面的溫度及溫度場(chǎng)的分布，從而判斷設(shè)備發(fā)熱情況。

  對(duì)于防火應(yīng)用，紅外尤其能發(fā)揮其先天優(yōu)勢(shì)。可以快速，大面積，24小時(shí)不間斷執(zhí)行任務(wù)。并能自動(dòng)進(jìn)行報(bào)警及設(shè)備自維護(hù)。

二、防火紅外熱像監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)

 紅外熱像監(jiān)控與分析診斷系統(tǒng)可以無(wú)人遠(yuǎn)程紅外熱像監(jiān)控與分析診斷功能。本地紅外熱像監(jiān)控與分析診斷系統(tǒng)如圖二所示

圖二、紅外熱像監(jiān)控與分析診斷系統(tǒng)示意圖

本系統(tǒng)軟件為自主開(kāi)發(fā)，可以根據(jù)客戶(hù)的特定需求進(jìn)行功能定制化開(kāi)發(fā)。本紅外熱像監(jiān)控與分析診斷系統(tǒng)具有兩大基本功能：

u  熱像故障智能監(jiān)控功能（遠(yuǎn)程與本地）。

u  熱像故障智能分析診斷功能（遠(yuǎn)程與本地）。

  本地紅外熱像監(jiān)控與分析診斷系統(tǒng)由三大部分組成：紅外熱像終端，信號(hào)傳輸，處理服務(wù)器；。

  特點(diǎn)與功能：

  1、熱像監(jiān)控終端

  熱像監(jiān)控終端具有以下特點(diǎn)：

  1)     采用紅外熱像儀全球著名廠家FLIR A系列在線(xiàn)熱像儀。該產(chǎn)品采用美國(guó)最先進(jìn)的Indigo探測(cè)器，具備320 x 240紅外像素，溫度靈敏度可達(dá)0.05°C！該探測(cè)器保證了一年365天24小時(shí)之不間斷測(cè)試，工作狀態(tài)極其穩(wěn)定，不會(huì)發(fā)生死機(jī)停機(jī)故障，給客戶(hù)的設(shè)備及財(cái)產(chǎn)帶來(lái)100%的安全保障。

  2)     采用高精度云臺(tái)，監(jiān)控和分析診斷累計(jì)偏移誤差小。

  3)     紅外熱像與可見(jiàn)光攝像的一體化設(shè)計(jì)。

  4)     風(fēng)雨塵防護(hù)裝置，加熱和降溫裝置

  5)     不間斷電源供電

  2、信號(hào)傳輸

  整個(gè)系統(tǒng)的通訊符合電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)IEC104通訊規(guī)約，信號(hào)傳輸有三種方式，具體采用哪種傳輸方式根據(jù)客戶(hù)的具體需要以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況決定，如圖三所示：

  1)     視頻電纜傳輸（視頻輸出時(shí)）

  2)     直接網(wǎng)線(xiàn)傳輸（編號(hào)2所示）和無(wú)線(xiàn)傳輸（無(wú)線(xiàn)路由器，編號(hào)5所示）

  3)     光纖傳輸（加配 帶光纖接口的工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)，編號(hào)3、4所示）

圖三、傳輸方式示意圖

  省局、市局、變電站之間的數(shù)據(jù)傳輸通過(guò)專(zhuān)網(wǎng)進(jìn)行傳輸。由于變電站現(xiàn)場(chǎng)存在高電壓以及強(qiáng)電磁干擾，所以在變電站的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)終端到本地 處理服務(wù)器的數(shù)據(jù)傳輸視現(xiàn)場(chǎng)情況采用網(wǎng)線(xiàn)或光纜傳輸。

  3、 處理服務(wù)器

  在本系統(tǒng)中，處理服務(wù)器完成以下功能：

  1)     數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與交換。

  a)     保存料堆正常時(shí)的紅外熱像圖譜和出現(xiàn)異常時(shí)的典型故障圖譜，以供出現(xiàn)異常時(shí)進(jìn)行對(duì)比分析。

  2)     所有熱像終端所監(jiān)測(cè)的溫度數(shù)據(jù)及圖譜信息即時(shí)傳送到本地處理服務(wù)器，

  3)     即時(shí)控制、分析與診斷。

  a)    支持即時(shí)切入控制：當(dāng)料堆無(wú)異常時(shí)，系統(tǒng)云臺(tái)一直處于自動(dòng)巡航狀態(tài)，一旦出現(xiàn)熱缺陷征兆時(shí)，可即時(shí)切入客戶(hù)端人工控制，以控制熱像儀準(zhǔn)確定位熱缺陷征兆部分，進(jìn)行即時(shí)分析。

  分析與診斷：當(dāng)出現(xiàn)熱缺陷故障時(shí)，可即時(shí)對(duì)云臺(tái)和熱像儀進(jìn)行控制，定位發(fā)熱部分，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，診斷缺陷情況。

  三、系統(tǒng)部分功能簡(jiǎn)要說(shuō)明

  1、監(jiān)控及測(cè)溫功能

  本系統(tǒng)的核心是對(duì)料堆的溫度進(jìn)行監(jiān)控，那么如何準(zhǔn)確獲取物料的準(zhǔn)確溫度成為本系統(tǒng)的核心，在紅外熱像領(lǐng)域，影響準(zhǔn)確測(cè)溫的因素多種多樣，針對(duì)本系統(tǒng)的應(yīng)用對(duì)象來(lái)說(shuō)，影響準(zhǔn)確測(cè)溫的因素如下：

  a)     準(zhǔn)確清晰對(duì)焦

  b)     環(huán)境因素的影響（如環(huán)境溫度、風(fēng)速等）

  本系統(tǒng)紅外熱像終端采用全球著名廠商FLIR的在線(xiàn)式熱像儀 A系列，由于A系列內(nèi)置馬達(dá)（A的技術(shù)指標(biāo)可參看主要部件技術(shù)參數(shù)），可以在客戶(hù)端控制進(jìn)行自動(dòng)對(duì)焦，不需要電動(dòng)鏡頭，所以在自動(dòng)對(duì)焦上穩(wěn)定可靠。

  由于風(fēng)速對(duì)紅外熱像準(zhǔn)確測(cè)溫的影響比較大，所以本系統(tǒng)采用了WST技術(shù)（風(fēng)速處理技術(shù)），把風(fēng)速對(duì)測(cè)溫的影響降到最低。

  2、自動(dòng)巡航和自動(dòng)報(bào)警功能

  當(dāng)需要進(jìn)行無(wú)人值守時(shí)按下巡航按鈕，監(jiān)控系統(tǒng)即處于自動(dòng)監(jiān)測(cè)狀態(tài)，它會(huì)從歸零線(xiàn)開(kāi)始，依次對(duì)四個(gè)扇區(qū)進(jìn)行巡航掃描。下圖顯示出云臺(tái)在巡航模式下的工作狀態(tài)：

  云臺(tái)從扇區(qū)Ⅰ開(kāi)始順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，依次轉(zhuǎn)過(guò)扇區(qū)Ⅰ、扇區(qū)Ⅱ、扇區(qū)Ⅲ、扇區(qū)Ⅳ，然后返回到歸零線(xiàn)，開(kāi)始下一個(gè)循環(huán)（一個(gè)周期劃分多少個(gè)扇區(qū)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況確定）。我們可以在這個(gè)扇區(qū)設(shè)定報(bào)警上限值，一旦檢測(cè)到物料溫度超過(guò)報(bào)警溫度，系統(tǒng)將馬上報(bào)警。

  如果沒(méi)有發(fā)生報(bào)警，云臺(tái)將斷續(xù)前進(jìn)，巡航到下一個(gè)扇區(qū)。云臺(tái)會(huì)在每個(gè)扇區(qū)內(nèi)停留幾分鐘，并且把扇區(qū)的溫度數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)往熱像服務(wù)器，這樣在本地監(jiān)控室就可以看到每個(gè)被測(cè)面積的溫度值。可以根據(jù)客戶(hù)的要求以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行情況，每到整點(diǎn)時(shí)刻，系統(tǒng)可以將云臺(tái)在所有預(yù)置點(diǎn)所采集的數(shù)據(jù)寫(xiě)到數(shù)據(jù)庫(kù)中，以供歷史查詢(xún)。

  歸零線(xiàn)的作用是為了消除累計(jì)誤差，便于扇區(qū)準(zhǔn)確定位。

  3、一鍵切換功能

  當(dāng)自動(dòng)巡航發(fā)現(xiàn)物料溫度異常時(shí)，本系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)巡檢模式一鍵切換現(xiàn)場(chǎng)分析模式功能。也可以基于報(bào)警信息的快速定位切換到報(bào)警位置點(diǎn)和自動(dòng)回復(fù)到檢測(cè)點(diǎn)。

  4、重點(diǎn)區(qū)域分析功能

  可以對(duì)熱像圖進(jìn)行區(qū)域分析、點(diǎn)分析和線(xiàn)分析，實(shí)時(shí)顯示所選區(qū)域最高、最低和平均溫度，如圖所示：

  5、報(bào)表功能

  可以根據(jù)客戶(hù)要求定制各種報(bào)告，可以根據(jù)時(shí)間區(qū)間選擇數(shù)值生成報(bào)告，并可以導(dǎo)出為Word/Excel格式；報(bào)告模板提供預(yù)留選項(xiàng)，供新參數(shù)的引用，如圖所示：

  6、系統(tǒng)故障自我診斷功能

  本系統(tǒng)具有自我診斷功能，當(dāng)出現(xiàn)監(jiān)控畫(huà)面消失時(shí)，系統(tǒng)可以自動(dòng)自我診斷，以確定是系統(tǒng)電源問(wèn)題、現(xiàn)場(chǎng)終端問(wèn)題，還是網(wǎng)絡(luò)傳輸中斷等問(wèn)題。同時(shí)，系統(tǒng)提供斷電自動(dòng)保存與恢復(fù)功能。