用于监控设备的系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于监控设备的系统，该系统包括：红外相机；处理单元；以及输出单元。红外相机被配置为获取设备的多个红外图像，其中多个红外图像包括第一红外图像和第二红外图像，第二红外图像在第一红外图像之后的时间段被获取。处理单元被配置为确定第一红外图像中具有最高温度的像素，以及确定第二红外图像中具有最高温度的像素。处理单元被配置为确定第一红外图像中像素的第一数目以及第二红外图像中像素的第二数目。处理单元被配置为确定温度幅度。处理单元被配置为确定温度的改变速率。处理单元被配置为确定存在于设备中和/或热点在设备中正在形成。输出单元被配置为基于确定热点存在和/或正在形成，输出设备中的故障的指示。障的指示。障的指示。

【技术实现步骤摘要】
用于监控设备的系统


[0001]本专利技术涉及一种用于监控诸如开关装置或电机的设备的系统以及一种用于监控设备的方法。

技术介绍

[0002]红外(IR)图像可以用于标识电气装备(例如开关装置)内导致部件过热的技术问题。然而，虽然人类非常有能力识别热点，但自动化系统需要特定的配置才能正确识别问题。一种通常的方法是对每个相标识关注的区域。然后这些区域可以被比较。如果一个区域比其他区域明显更热，则出现故障。
[0003]这种方法有几个缺点。首先，针对开关装置的每个型号和额定值，必须在IR图像中手动标识相。这是一个耗时、昂贵并且容易出错的过程，因为红外图像中相的准确位置取决于许多开关装置特定参数(面板尺寸、电流额定值、内部结构)以及相机特定参数(视场、分辨率和光学器件制造公差)。其次，定义的关注区域之外的任何热活动都将被忽略，因此任何错误都会降低算法的效率，并且不会检测到不同部件中的任何正在形成的问题。第三，在现场服务任务期间对开关装置的修改可能影响IR图像中相的标识，和/或相机视场对齐上的任何移动或改变会导致区域位置的改变并且导致不正确的操作。
[0004]有必要解决这些问题。

技术实现思路

[0005]因此，具有用于将电气装备的红外图像处理为可行动信息的改进系统将是有利的。
[0006]本专利技术的目的通过独立权利要求的主题来解决，其中另外的实施例被并入从属权利要求中。应当注意，该系统在一些方面关于开关装置而被描述，但在可能遭受过热的部件(诸如电机)的影响的其他电气系统中也有用。这些不同的装置、系统或设备在下文中被统称为设备。
[0007]在一个方面，提供了一种用于监控设备的系统，该系统包括：
[0008]‑
红外相机；
[0009]‑
处理单元；以及
[0010]‑
输出单元；
[0011]红外相机被配置为获取设备的多个红外图像，其中多个红外图像包括第一红外图像和第二红外图像，第二红外图像在第一红外图像之后的时间段被获取。处理单元被配置为：确定第一红外图像中具有最高温度的像素，以及确定第二红外图像中具有最高温度的像素。处理单元被配置为：确定第一红外图像中的、温度在第一红外图像的最高温度的阈值温度内的像素的第一数目，以及确定第二红外图像中的、温度在第二红外图像的最高温度的阈值温度内的像素的第二数目。处理单元被配置为确定温度幅度，包括对第二红外图像中的最高温度的利用和/或对多个红外图像中的在与第二红外图像不同的时间获取的不同
红外图像中的最高温度的利用。处理单元被配置为确定温度的改变速率，包括对第二红外图像中的最高温度的利用和对不同红外图像中的最高温度的利用，以及对第二红外图像的获取与不同红外图像的获取之间的持续时间的利用。处理单元被配置为确定热点存在于设备中和/或热点在设备中正在形成，包括对像素的第一数目与像素的第二数目之间的比较的利用，以及对温度幅度和温度的改变速率的利用。输出单元被配置为：基于确定热点存在和/或正在形成，输出设备中的故障的指示。
[0012]因此，如果热点正在形成，则设备的最热区域开始变得比预期更热。随着热点形成，它变得比设备的其他区域更热，并且在最热像素的温度范围内的像素数目实际减少。同时，基于最热像素的温度和温度的改变速率，得出的是，可以确定热点正在形成。以该方式，对于足够高的最大温度，与温度的改变速率相关联的像素数目的减少可以以高置信度确定热点正在形成，并且可以确定补救行动，诸如关闭设备或降低功率可以在热点造成设备损坏之前完成。
[0013]以该方式，可以针对两个时间相邻的红外图像连续计算像素数目的改变，并且这些图像也被用于确定最大温度和温度的改变速率，所有这些信息都被用于确定热点是否存在。然而，为了使像素数目的差最大化，可以获取初始红外图像并且计算像素数目，并且将其与随后获取的一系列红外图像中的像素数目进行比较。然而，对于该系列后来的红外图像，时间上相邻的图像可以被用于确定最大温度和温度速率两者，当这两者与像素数目的正在进行的改变一起被使用时，使得热点能够被标识为正在形成。
[0014]在示例中，不同红外图像是第一红外图像。
[0015]在示例中，不同红外图像不是第一红外图像，并且不同红外图像在第一红外图像和第二红外图像之间的时间被获取，或者第二红外图像在第一红外图像和不同红外图像之间的时间被获取。
[0016]在示例中，第一红外图像和第二红外图像的获取之间的时间段大于第二红外图像和不同红外图像的获取之间的时间段。
[0017]在示例中，阈值温度是固定的温度偏移。
[0018]在示例中，像素的第一数目和像素的第二数目之间的比较包括：确定像素计数差等于从像素的第一数目减去像素的第二数目。
[0019]在示例中，确定热点存在于设备中和/或热点在设备中正在形成包括：像素计数差与阈值像素计数数目的比较。
[0020]在示例中，阈值像素计数数目是固定的。
[0021]在示例中，阈值像素计数数目是第一红外图像和/或第二红外图像中的最高温度的函数。
[0022]在示例中，确定热点存在于设备中和/或热点在设备中正在形成包括对以下中的一个或多个的分析：在第一红外图像和第二红外图像中的所确定的像素内的至少一个区域的形状；在第一红外图像和第二红外图像中的所确定的像素内的至少一个区域的大小；在第一红外图像和第二红外图像中的所确定的像素内的至少一个区域的位置。
[0023]在示例中，确定热点存在于设备中和/或热点在设备中正在形成包括：确定第二红外图像中的区域小于第一红外图像中的对应区域。
[0024]换句话说，对于具有例如应当同样热的三个载流部件(诸如相同类型的断路器)的
开关装置的示例，则通常在最热像素的阈值温度范围内应当存在三个分开的热区域。然而，当这些部件中的一个部件发生故障并且变热时，则当阈值温度范围被正确选择时，那么其他部件的最大温度将位于故障部件的最大温度之外(在最高温度的温度范围内)。结果是只有一个区域的温度在最高温度内，而不是本示例中的三个，并且这可以用于确定具有该最高温度的部件有故障。
[0025]在示例中，确定热点存在于设备中和/或热点在设备中正在形成包括：确定第二红外图像中的区域数目小于第一红外图像中的区域数目。
[0026]在示例中，确定热点存在于设备中和/或热点在设备中正在形成包括对机器学习算法的利用。
[0027]在示例中，多个红外图像在不同时间被获取，其中处理单元被配置为：确定多个红外图像中的、与多个红外图像中的每个红外图像中的最高温度相关联的每个红外图像中的像素，其中处理单元被配置为：确定多个红外图像中的、与在多个红外图像中的每个红外图像中的最高温度的阈值温度内的温度相关联的每个红外图像中的阈值像素的数目，并且其中确定热点存在于设备中和/或热点在设备中正在形成包括：确定阈值像素的数目随时间的改变速率。
[0028]在第二方面，提供了一种用于监控设备的方法，该方法包括：
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于监控设备的系统，所述系统包括：红外相机；处理单元；以及输出单元；其中所述红外相机被配置为：获取所述设备的多个红外图像，其中所述多个红外图像包括第一红外图像和第二红外图像，所述第二红外图像在所述第一红外图像之后的时间段被获取；其中所述处理单元被配置为：确定所述第一红外图像中具有最高温度的像素，以及确定所述第二红外图像中具有最高温度的像素；其中所述处理单元被配置为：确定所述第一红外图像中的、温度在所述第一红外图像的所述最高温度的阈值温度内的像素的第一数目，以及确定所述第二红外图像中的、温度在所述第二红外图像的所述最高温度的阈值温度内的像素的第二数目；其中所述处理单元被配置为：确定温度幅度，包括对所述第二红外图像中的所述最高温度的利用，和/或对所述多个红外图像中的在与所述第二红外图像不同的时间获取的不同红外图像中的最高温度的利用；其中所述处理单元被配置为：确定温度的改变速率，包括对所述第二红外图像中的所述最高温度的利用和对所述不同红外图像中的所述最高温度的利用，以及对所述第二红外图像的获取与所述不同红外图像的获取之间的持续时间的利用；其中所述处理单元被配置为：确定热点存在于所述设备中和/或热点在所述设备中正在形成，包括对所述像素的第一数目与所述像素的第二数目之间的比较的利用，以及对所述温度幅度和所述温度的改变速率的利用；以及其中所述输出单元被配置为：基于确定热点存在和/或正在形成，输出所述设备中的故障的指示。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述不同红外图像是所述第一红外图像。3.根据权利要求1所述的系统，其中所述不同红外图像在所述第一红外图像与所述第二红外图像之间的时间被获取，或者所述第二红外图像在所述第一红外图像与所述不同红外图像之间的时间被获取。4.根据权利要求3所述的系统，其中所述第一红外图像的获取与所述第二红外图像的获取之间的时间段大于所述第二红外图像的获取与所述不同红外图像的获取之间的时间段。5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其中所述阈值温度是固定的温度偏移。6.根据权利要求1至5中任一项所述的系统，其中所述像素的第一数目与所述像素的第二数目之间的所述比较包括：确定像素计数差等于从所述像素的第一数目减去所述像素的第二数目。7.根据权利要求6所述的系统，其中确定所述热点存在于所述设备中和/或所述热点在所述设备中正在形成包括：所述像素计数差与阈值像素计数数目的比较。8.根据权利要求7所述的系统，其中所述阈值像素计数数目是固定的。9.根据权利要求7所述的系统，其中所述阈值像素计数数目是所述第一红外图像和/或所述第二红外图像中的所述最高温度的函数。10.根据权利要求1至9中任一项所述的系统，其中确定所述热点存在于所述设备中和/或所述热点在所述设备中正在形成包括对以下中的一个或多...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉尔夫，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份有限公司，
类型：发明
国别省市：