一种基于图像的高压氢气泄露监测系统及监测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于图像的高压氢气泄露监测系统及监测方法，该监测系统包括：有色烟雾喷射装置，与微处理器电连接，储藏并能够间歇性喷出有色烟雾；图像样本采集模块，用于实时采集有色烟雾形态；边缘服务器，与所述图像样本采集模块电连接，用于接收图像样本采集模块图像数字信息；信号传输装置，与所述微处理器相连。该高压氢气泄露监测系统安装相对方便，可用于检测已经铺设完成的高压氢气阀门；并且本发明专利技术采用摄像头来判断氢气是否泄露，可以快速准确地识别出危险状况，并将预设文本与地址信息通知给紧急联络人与紧急联络机构。地址信息通知给紧急联络人与紧急联络机构。地址信息通知给紧急联络人与紧急联络机构。

【技术实现步骤摘要】
一种基于图像的高压氢气泄露监测系统及监测方法


[0001]本专利技术涉及气体泄漏检测
，具体为一种基于图像的高压氢气泄露监测系统及监测方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着新能源行业的飞速发展，氢能源作为一种高效低碳的可再生能源，受到了各行各业的广泛关注。氢气制备原料充足，且燃烧效率高，与其他能源相比具有相当的优势。但是，高压氢气会腐蚀金属管壁，造成氢脆现象。一旦发生氢气泄露事件，易造成燃烧、爆炸等重大安全事故。因此，国内市场对于高压氢气传输的要求也在不断地提高。
[0003]目前，国内外在监测氢气泄露时，主要使用的是各种氢敏传感器，对氢气瓶、管道、阀门处进行监测。但是，催化法传感器与电化学传感器需要较高的工作环境温度，且响应速度较慢，易造成人员中毒现象；热导式传感器传感精度不高，难以实现低浓度氢气的监测；光学传感器的传感器体积较大，系统复杂，且成本较高。因此，目前急需一种适用性广泛、传感精度高的高压氢气泄露监测系统和方法。

技术实现思路

[0004](一)解决的技术问题
[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于图像的高压氢气泄露监测系统及监测方法，具备响应速度快，安全，成本低的优点。
[0006](二)技术方案
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于图像的高压氢气泄露监测系统，该监测系统包括：
[0008]有色烟雾喷射装置，与微处理器电连接，储藏并能够间歇性喷出有色烟雾；
[0009]图像样本采集模块，用于实时采集有色烟雾形态；
[0010]边缘服务器，与所述图像样本采集模块电连接，用于接收图像样本采集模块图像数字信息；
[0011]信号传输装置，与所述微处理器相连。
[0012]优选的，有色烟雾喷射装置安装在待测高压氢气阀门的周围。
[0013]优选的，所述图像样本采集模块包括镜头、光源、模数转化器，安装在待测高压氢气阀门的上方。
[0014]优选的，所述有色烟雾喷射装置包括有色烟雾喷嘴与有色烟雾存储装置；有色烟雾喷射装置安装在待测高压氢气阀门的侧方，且有色烟雾喷射方向与待测高压氢气阀门气体出口方向垂直；有色烟雾存储装置通过管道与有色烟雾喷嘴连接。
[0015]优选的，所述边缘服务器包括微处理器与有色烟雾轮廓数据库。
[0016]本专利技术还提出一种基于图像的高压氢气泄露监测方法，利用上述的一种基于图像的高压氢气泄露监测系统，监测方法包括以下步骤：
[0017]S1：开启有色烟雾喷射装置，使其固定间隔时间喷射烟雾；
[0018]S2：对喷射的有色烟雾图样进行采集，获取有色烟雾运动的光学信息，并转化为图片数字信息，传递给边缘服务器。
[0019]S3：微处理器对图像样本进行处理；
[0020]S4：将处理后的图像样本与有色烟雾轮廓数据库对比，判断是否泄露；
[0021]S5：若发生泄露，信号传输装置将泄露信息发送至用户。
[0022]优选的，S3中对图像样本进行处理，具体包括S31：降噪处理，去除风速、温度、气压等环境扰动量。
[0023]优选的，S3中对图像样本进行处理，还包括：
[0024]S32：对图片进行灰度化处理，将彩色图像中的三分量的亮度作为三个灰度图像的灰度值,可根据应用需要选取一种灰度图像；
[0025]Gray1(i,j)＝R(i,j)
[0026]Gray1(i,j)＝G(i,j)
[0027]Gray1(i,j)＝B(i,j)
[0028]S33：对图片进行自适应局部二值化处理。
[0029](三)有益效果
[0030]与现有技术相比，本专利技术提供了一种基于逻辑回归算法的高压氢气泄漏检测系统，具备以下有益效果：
[0031]1、该高压氢气泄露监测系统安装相对方便，本监测系统基于图像监测氢气的泄露，设备的成本较低，能够较好地适应大多数工况的要求。同时，相较于传统的氢气监测方法，通过机器学习方法所得到的结果更加快速、准确、便捷。
附图说明
[0032]图1是本专利技术中监测方法流程图；
具体实施方式
[0033]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0034]实施例一
[0035]本实施例提出一种基于图像的高压氢气泄露监测系统，该监测系统包括：
[0036]有色烟雾喷射装置，与微处理器电连接，储藏并能够间歇性喷出有色烟雾；
[0037]图像样本采集模块，用于实时采集有色烟雾形态；
[0038]边缘服务器，与所述图像样本采集模块电连接，用于接收图像样本采集模块图像数字信息；
[0039]信号传输装置，与所述微处理器相连。
[0040]本实施例中，图像样本采集模块包括镜头、光源、模数转化器，安装在待测高压氢气阀门的上方。获取有色气体运动的光学信息，并转化为图片数字信息，传递给边缘服务
器。
[0041]本实施例中，所述边缘服务器包括微处理器与有色烟雾轮廓数据库。
[0042]具体地，微处理器接收来自于图像样本采集模块的图片数字信息，并根据边缘跟踪算法确定有色气体的轮廓。并且通过机器学习算法，去除风速、温度、气压等环境扰动量，比对该轮廓与有色气体轮廓数据库中的轮廓数据，判断高压氢气是否发生泄露
[0043]本实施例中，有色烟雾喷射装置安装在待测高压氢气阀门的周围。
[0044]优选的，所述有色烟雾喷射装置包括有色烟雾喷嘴与有色烟雾存储装置；有色烟雾喷射装置安装在待测高压氢气阀门的侧方，且有色烟雾喷射方向与待测高压氢气阀门气体出口方向垂直；有色烟雾存储装置通过管道与有色烟雾喷嘴连接。
[0045]本监测系统基于贝叶斯模型与深度学习模型融合。当训练数据较少时，贝叶斯模型准确率与召回率表现更加优秀；当训练数据较多时，深度学习模型的准确率与召回率表现更加优秀。
[0046]本监测系统综合两种模型的优点，使得系统具有更高的可解释性、鲁棒性与泛化性，能够适应各种工况下的结果输出。
[0047]实施例二
[0048]本专利技术还提出一种基于图像的高压氢气泄露监测方法，利用实施例一中的一种基于图像的高压氢气泄露监测系统，参照图1，监测方法包括以下步骤：
[0049]S1：开启有色烟雾喷射装置，使其固定间隔时间喷射烟雾；
[0050]S2：对喷射的有色烟雾图样进行采集，获取有色烟雾运动的光学信息，并转化为图片数字信息，传递给边缘服务器。
[0051]S3：微处理器对图像样本进行处理；
[0052]S4：将处理后的图像样本与有色烟雾轮廓数据库对比，判断是否泄露；
[0053]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于图像的高压氢气泄露监测系统，其特征在于：该监测系统包括：有色烟雾喷射装置，与微处理器电连接，储藏并能够间歇性喷出有色烟雾；图像样本采集模块，用于实时采集有色烟雾形态；边缘服务器，与所述图像样本采集模块电连接，用于接收图像样本采集模块图像数字信息；信号传输装置，与所述微处理器相连。2.如权利要求1所述的基于图像的高压氢气泄露监测系统，其特征在于，有色烟雾喷射装置安装在待测高压氢气阀门的周围。3.如权利要求1所述的基于图像的高压氢气泄露监测系统，其特征在于，所述图像样本采集模块包括镜头、光源、模数转化器，安装在待测高压氢气阀门的上方。4.如权利要求1所述的基于图像的高压氢气泄露监测系统，其特征在于，所述有色烟雾喷射装置包括有色烟雾喷嘴与有色烟雾存储装置；有色烟雾喷射装置安装在待测高压氢气阀门的侧方，且有色烟雾喷射方向与待测高压氢气阀门气体出口方向垂直；有色烟雾存储装置通过管道与有色烟雾喷嘴连接。5.如权利要求1所述的基于图像的高压氢气泄露监测系统，其特征在于，所述边缘服务器包括微处理器与有色烟雾轮廓数据库。6.一种基于图像的高...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦岭，秦岭，温惠泷，黄庆，白鹤翔，苏亦钊，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：