一、紅外熱像技術(shù)簡述

  紅外檢測是一種在線監(jiān)測(不停電)式高科技檢測技術(shù)，它集光電成像技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、圖像處理技術(shù)于一身，通過接收物體發(fā)出的紅外線(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、實時、快速等優(yōu)點。任何物體由于其自身分子的運動，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，俗稱“熱像”。紅外診斷技術(shù)正是通過吸收這種紅外輻射能量，測出設(shè)備表面的溫度及溫度場的分布，從而判斷設(shè)備發(fā)熱情況。

  對于防火應(yīng)用，紅外尤其能發(fā)揮其先天優(yōu)勢?？梢钥焖?，大面積，24小時不間斷執(zhí)行任務(wù)。并能自動進(jìn)行報警及設(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)軟件為自主開發(fā)，可以根據(jù)客戶的特定需求進(jìn)行功能定制化開發(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，信號傳輸，處理服務(wù)器；。

  特點與功能：

  1、熱像監(jiān)控終端

  熱像監(jiān)控終端具有以下特點：

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

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

  3)     紅外熱像與可見光攝像的一體化設(shè)計。

  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、信號傳輸

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

  1)     視頻電纜傳輸（視頻輸出時）

  2)     直接網(wǎng)線傳輸（編號2所示）和無線傳輸（無線路由器，編號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)傳輸通過專網(wǎng)進(jìn)行傳輸。由于變電站現(xiàn)場存在高電壓以及強(qiáng)電磁干擾，所以在變電站的現(xiàn)場監(jiān)測終端到本地 處理服務(wù)器的數(shù)據(jù)傳輸視現(xiàn)場情況采用網(wǎng)線或光纜傳輸。

  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)存儲與交換。

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

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

  3)     即時控制、分析與診斷。

  a)    支持即時切入控制：當(dāng)料堆無異常時，系統(tǒng)云臺一直處于自動巡航狀態(tài)，一旦出現(xiàn)熱缺陷征兆時，可即時切入客戶端人工控制，以控制熱像儀準(zhǔn)確定位熱缺陷征兆部分，進(jìn)行即時分析。

  分析與診斷：當(dāng)出現(xiàn)熱缺陷故障時，可即時對云臺和熱像儀進(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)部分功能簡要說明

  1、監(jiān)控及測溫功能

  本系統(tǒng)的核心是對料堆的溫度進(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)確測溫的因素多種多樣，針對本系統(tǒng)的應(yīng)用對象來說，影響準(zhǔn)確測溫的因素如下：

  a)     準(zhǔn)確清晰對焦

  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)），可以在客戶端控制進(jìn)行自動對焦，不需要電動鏡頭，所以在自動對焦上穩(wěn)定可靠。

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

  2、自動巡航和自動報警功能

  當(dāng)需要進(jìn)行無人值守時按下巡航按鈕，監(jiān)控系統(tǒng)即處于自動監(jiān)測狀態(tài)，它會從歸零線開始，依次對四個扇區(qū)進(jìn)行巡航掃描。下圖顯示出云臺在巡航模式下的工作狀態(tài)：

  云臺從扇區(qū)Ⅰ開始順時針轉(zhuǎn)動，依次轉(zhuǎn)過扇區(qū)Ⅰ、扇區(qū)Ⅱ、扇區(qū)Ⅲ、扇區(qū)Ⅳ，然后返回到歸零線，開始下一個循環(huán)（一個周期劃分多少個扇區(qū)根據(jù)現(xiàn)場情況確定）。我們可以在這個扇區(qū)設(shè)定報警上限值，一旦檢測到物料溫度超過報警溫度，系統(tǒng)將馬上報警。

  如果沒有發(fā)生報警，云臺將斷續(xù)前進(jìn)，巡航到下一個扇區(qū)。云臺會在每個扇區(qū)內(nèi)停留幾分鐘，并且把扇區(qū)的溫度數(shù)據(jù)庫發(fā)往熱像服務(wù)器，這樣在本地監(jiān)控室就可以看到每個被測面積的溫度值?？梢愿鶕?jù)客戶的要求以及現(xiàn)場實際運行情況，每到整點時刻，系統(tǒng)可以將云臺在所有預(yù)置點所采集的數(shù)據(jù)寫到數(shù)據(jù)庫中，以供歷史查詢。

  歸零線的作用是為了消除累計誤差，便于扇區(qū)準(zhǔn)確定位。

  3、一鍵切換功能

  當(dāng)自動巡航發(fā)現(xiàn)物料溫度異常時，本系統(tǒng)可以實現(xiàn)自動巡檢模式一鍵切換現(xiàn)場分析模式功能。也可以基于報警信息的快速定位切換到報警位置點和自動回復(fù)到檢測點。

  4、重點區(qū)域分析功能

  可以對熱像圖進(jìn)行區(qū)域分析、點分析和線分析，實時顯示所選區(qū)域最高、最低和平均溫度，如圖所示：

  5、報表功能

  可以根據(jù)客戶要求定制各種報告，可以根據(jù)時間區(qū)間選擇數(shù)值生成報告，并可以導(dǎo)出為Word/Excel格式；報告模板提供預(yù)留選項，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)控畫面消失時，系統(tǒng)可以自動自我診斷，以確定是系統(tǒng)電源問題、現(xiàn)場終端問題，還是網(wǎng)絡(luò)傳輸中斷等問題。同時，系統(tǒng)提供斷電自動保存與恢復(fù)功能。