多功能阵列传感器监测方法、系统、介质、组网及巡检设备技术方案

本发明专利技术属于传感器技术领域，公开了一种多功能阵列传感器监测方法、系统、介质、组网及巡检设备，通过不同成像算法对被测设备监测区域进行固定单角度监测，并结合不同时间的成像图谱获取被测设备故障程度变化趋势；通过处理器设置的线性递增或递减的线性变化的倾角数列，采集倾角数列下每一个角度下不同阵列成像图谱、红外阵列成像图谱；对比不同时间的成像图谱中敏感异常区域的强度和位置的变化，获取多角度旋转监测下被测设备故障情况。本发明专利技术可在处理器器控制下精准、稳定的移动角度；具备组网实现高精准时间同步的同一设备多角度、多种不同设备的探测，具备即插即用的显示端口，满足现场获取数据或配套成便携式现场巡检设备。足现场获取数据或配套成便携式现场巡检设备。足现场获取数据或配套成便携式现场巡检设备。

【技术实现步骤摘要】
多功能阵列传感器监测方法、系统、介质、组网及巡检设备


[0001]本专利技术属于传感器
，尤其涉及一种多功能阵列传感器监测方法、系统、介质、组网及巡检设备。

技术介绍

[0002]目前，声学阵列传感器已经开始逐步应用到电力、机械、生产、桥梁建筑行业中，因为较好的声学定位功能，使得利用声学阵列法探测结构或放电或异常振动信号变得非常灵敏。由于声学信号的特殊性，在一些自然环境中不可避免存在随机干扰，尤其是被测物体带有电流、温度变化的场合，声学噪声存在自然的“忽大忽小”或“忽有忽无”的情况。因此有必要结合红外探测，提高分析的有效性、准确性、全面性。但目前将红外、声学阵列方法测试主要是便携式设备，两者组合应用到在线持续监测中的方案较少，一方面因为数据量较大缺乏本地化数据处理导致很难将数据实现远传，另一方面由于安装位置的区别可能获得的数据并不是最佳信噪比的数据。
[0003]现有技术一：CN201922169220.8一种变压器局部放电声学定位传感器。本技术公开了一种变压器局部放电声学定位传感器，包括壳体与盖体，壳体的下端设有永磁铁，壳体内设有线路板，电池与超声传感器，超声传感器同时连接线路板与电池，壳体外侧设有防水接头，防水接头同时连接天线与线路板，壳体与监控主机相连接，监控主机上设有总开关，旋钮组，显示屏与仪表盘。本技术结构设计合理，壳体吸附在变压器外壳上对局部放电的状态进行实时监测，无需布线，耐候性强，无需人工值守，监控主机通过对多个壳体的工作状态进行观测，省时省力，节省了成本，提高了效率，通过对显示屏的成像状态进行对比观测，实现了局部放电位置的精准定位，避免了事故的发生。
[0004]现有技术二：CN201921275353.7一种动车组走行部驱动机构异音轨底声学诊断装置。本技术公开一种动车组走行部驱动机构异音轨底声学诊断装置，包括轨边设备及轨边机房内设备；轨边设备包括声学阵列采集装置、车号图像采集装置、射频车号采集装置、开机装置、车速测量装置；机房内设备包括声学分析设备、图像车号识别装置、射频车号分析处理装置。轨边设备与机房设备间通过电缆及路由器连接，实现数据传输；由开机装置启动整个系统，并由轨边设备结合图像车号识别装置、射频车号分析处理装置获取车辆车号、轮速、走行部驱动机构声音等信息，发送至声学分析设备统一调度，实现对走行部驱动机构故障的识别和报警、对列车进行计轴计辆、速度测量、车号识别、数据上传、自检、远程维护等工作，从而完成对走行部驱动机构的动态监测。
[0005]现有技术三：CN201380068588.8具有彼此不同间距的声学元件的部件的声学探头。一种声学探头包括彼此分离并隔开的多个声学阵列部件。所述声学阵列部件中的每个包括：声学元件电路的阵列，其被设置为以第一间距彼此邻近；多个焊盘，每个焊盘对应于所述声学元件电路中的一个并且被形成在对应的声学元件电路的电路区域内，所述焊盘被以第二间距设置；多个互连凸块，每个互连凸块对应于所述焊盘中的一个并且被设置为与对应的焊盘电气连接，其中，所述互连凸块被以第三间距设置；以及在所述互连凸块上的多
个声学换能器元件。所述声学换能器元件被以第四间距设置。所述第一间距、所述第二间距、所述第三间距和所述第四间距中的至少两个是彼此不同的。
[0006]将红外和声学阵列简单组合还会存在一个问题，当红外测温出现问题，比如温度值灵敏度不够的情况下，加上声学噪声的不稳定，如何甄别是否存在故障就成为影响操作者工作的一个实际问题。该情况尤其发生在将声学阵列和红外传感器应用到高电压监测领域，如果一些异常不能早期的识别和发现，那么开展在线监测的优势势必减弱，它只能等同于便携式仪器的在线测量或巡检。
[0007]另外，红外和声学的部分监测是将数据传输到服务器端，再进行处理，这导致两个问题：一是无法本地显示和观测数据，二是声学、红外、图像分别发送给服务器从而过度依赖服务器计算和数据整合，可能导致计算压力大和数据丢包，给通信层也增加各种故障概率。
[0008]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
[0009](1)现有多个装置在不同角度进行监测中，智能控制精度低。
[0010](2)缺乏图像、声学、红外数据的同步、本地化计算的方案。
[0011](3)现有图像监测的设备与无人机、升降机匹配效果差。
[0012](4)现有图像数据采集中，对相关图像采集设备的实时状态不能进行监测传感器，造成采集的图像准确度差。
[0013](5)现有组网式的监测不能实现高精准时间同步同一设备多角度、多种不同设备的探测；而且现有技术的相关数据采集设备应用时，不方便。
[0014]解决以上问题及缺陷的难度为：
[0015]将一套红外及声学阵列一体化装置通过移动探测角度的方式，在本地化处理器实现处理，达到甄别环境干扰目的。避免红外测量和声学测量装置的数据分布分批经通信层传送到服务器端，然后由服务器端控制下进行数据帧的组合、实现计算和图像拼接。
[0016]解决以上问题及缺陷的意义为：
[0017]结合移动探测和角度测量方式，利用倾角传感器的加速度测量，减少了误导性的测试结论，优化了声学成像和红外热成像相结合的应用方案。
[0018]声学阵列、图像和红外成像的数据在本地处理器就同步化并直接计算处理，给通信和远程服务器减少压力。
[0019]基于本地化处理器可同步处理倾角、红外、声学的数据，降低了服务器端处理因通信掉包、延时、拓机等导致的各种问题，因此它既可作为独立的监测装置，也可作为组网监测，实现大面积区域化的运行状态测量图谱的拼接。
[0020]基于微处理器控制的位移或转动角度的方式，避免人为操作带来的效率低、噪声大、稳定性差等，从而显著提升了工作效率，提升了侦测被测设备缺陷的灵敏度，提升了运检工作质量。

技术实现思路

[0021]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种多功能阵列传感器监测方法、系统、介质、组网及巡检设备。
[0022]本专利技术是这样实现的，一种多功能阵列传感器监测方法，包括：
[0023]通过不同成像算法对被测设备监测区域进行固定单角度监测，并结合不同时间的成像图谱获取被测设备故障程度变化趋势；
[0024]通过处理器设置的线性递增或递减的线性变化的倾角数列，采集倾角数列下每一个角度下不同阵列成像图谱、红外阵列成像图谱；对比不同时间的成像图谱中敏感异常区域的强度和位置的变化，获取多角度旋转监测下被测设备故障情况。
[0025]以上步骤实现了一种可靠的在线持续监测的方案，相比手持式临时随机测量的方式，其捕捉的信息量丰富，方便后续深入分析，尤其是发生故障需要排查核实故障时，多角度的测量，以及多角度的声学和红外两种方式的结合，能显著提升故障预测、故障跟踪、故障核查的工作质量。
[0026]进一步，所述多功能阵列传感器监测方法具体包括：
[0027]步骤一，固定单角度监测，通过倾角传感器的读数进行对比核验达到预期的角度，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多功能阵列传感器监测方法，其特征在于，所述多功能阵列传感器监测方法包括：通过不同成像算法对被测设备监测区域进行固定单角度监测，并结合不同时间的成像图谱获取被测设备故障程度变化趋势；通过处理器设置的线性递增或递减的线性变化的倾角数列，采集倾角数列下每一个角度下不同阵列成像图谱、红外阵列成像图谱；对比不同时间的成像图谱中敏感异常区域的强度和位置的变化，获取多角度旋转监测下被测设备故障情况。2.如权利要求1所述的多功能阵列传感器监测方法，其特征在于，所述多功能阵列传感器监测方法具体包括：步骤一，固定单角度监测，通过倾角传感器的读数进行对比核验达到预期的角度，再读取声学阵列传感器、红外阵列传感器、图像传感器的数据，通过声学成像算法、红外成像算法观测被测设备异常区域；并结合不同时间的声学成像图谱和红外成像图谱分析声学成像图谱和红外成像图谱变化趋势；步骤二，多角度旋转监测，通过处理器设置线性递增或递减的线性变化的倾角数列采集倾角数列下每一个角度下声学阵列成像图谱、红外阵列成像图谱；对比变换过程中，声学阵列成像图谱、红外阵列成像图谱中敏感异常区域的强度和位置的变化。3.如权利要求2所述的多功能阵列传感器监测方法，其特征在于，所述步骤一中，通过处理器调整移动部件的角度，实现倾角传感器、声学阵列传感器、红外阵列传感器、图像传感器角度的调整；所述步骤二中，在线性变化过程中，红外阵列成像图谱变化小，声学阵列成像图谱的敏感异常区域变化呈现非线性的递增或递减关系，或出现陡峭的变化；若陡峭变化的位置和红外成像图谱中的异常高温区域一致，陡峭变化的位置同时为异常振动点和高温点。4.如权利要求2所述的多功能阵列传感器监测方法，其特征在于，所述步骤二中，在线性变化过程中，红外成像和声学成像的敏感异常区域不变，但红外成像和声学成像的敏感异常区域不在同一位置，采用时域观察法，进行不同时间点的图像分析，当红外成像和声学成像的敏感异常区域或相对位置发生改变，且各自的强度出现增大，则故障扩大，否则将定义为疑似故障或环境噪声。5.一种实施权利要求1～4任意一项所述多功能阵列传感器监测方法的多功能阵列传感器监测系统，其特征在于，所述多功能阵列传感器监测系统包括：声学阵列传感器、红外阵列传感器、图像传感器、用于固定传感器的支撑板、与支撑板固定的移动部件、控制移动部件的电机及传动装置、固定在传感支撑板上的倾角传感器、温湿度传感器、处理器、显示器、通信模块；所述的声学阵列...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖琰科，张建，廖琰珍，尹娟，漆明坤，
申请(专利权)人：重庆华网智能传感器研究院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：