【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于视觉的锅炉液位检测系统及方法，属于锅炉装备智能监测的。
技术介绍
1、锅炉在使用过程中，对水位的监控是一项非常重要的工作，锅炉水位过高或过低，都会造成安全事故的发生。目前的锅炉液位检测的方法是采用人工定时定点巡检，这种方式不能保证数据的实时性，在真实发生水位过高或过低情况时，无法及时发现相应问题，可能会造成相关的安全事故。
2、单一使用超声波或浮球液位计，采集其模拟量信号时，可能会存在虚假水位现象，从而产生误报警。
技术实现思路
1、为了解决上述存在的问题，本专利技术公开了一种基于视觉的锅炉液位检测系统及方法，其具体技术方案如下：
2、一种基于视觉的锅炉液位检测系统，包括软件系统与硬件系统，软件系统包括图像显示软件与图像处理算法软件；硬件系统包括机架、锅炉本体、双色液位计、监控摄像头、边缘计算设备与对应显示设备；
3、所述监控摄像头架设在机架上，双色液位计设置在锅炉本体外侧，监控摄像头对着双色液位计，实时采集双色液位计的画面，双色液位计的画面通过图像显示软件显示在对应显示设备上，图像处理算法软件加载于边缘计算设备中，对双色液位计的画面进行处理计算，得出计算结果也显示在对应显示设备上。
4、进一步的，还包括报警系统，所述报警系统内设置液位报警高度，当计算出的实际液位与报警液位比较，低于报警液位n秒，n取3-7，则发出水位低的报警，同时输出一路开关量信号，供报警蜂鸣器或plc使用，同时，摄像头的视频信号接入监视系统。
5、基于视觉的锅炉液位检测系统的锅炉液位检测方法，包括以下步骤：
6、步骤1：在双色液位计上设置最高报警液位和最低报警液位，并计算最高报警液位和最低报警液位处的上/下方的面积百分比，将该面积百分比数据作为上限报警阈值和下限报警阈值；
7、步骤2：通过监控摄像头采集双色液位计实时画面；
8、步骤3：从摄像头处获取一帧图像，根据摄像头获取到三通道图像，具体公式如下
9、cmax＝max(r,g,b)
10、cmin＝min(r,g,b)
11、δ＝cmax-cmin
12、h通道：
13、
14、s通道：
15、
16、v通道：
17、v＝cmax
18、hsv参数分别是指色相、饱和度、亮度，是从摄像头的内置参数中获取；
19、获取到hsv的三通道图像后，通过亮度范围的参数，计算出平均亮度，判断出现场实际的灯光环境，选用合适的阈值来分割图像，根据设定的阈值分别进行分割，抽取出对应液位计所在图像；
20、步骤4：计算双色液位计中红色和绿色总体面积，若总体面积小于等于0，则说明数据无效，返回步骤2，若总体面积大于0，则进入步骤5；
21、步骤5：换算出实时双色液位计中的红/绿色光柱面积占总体面积的百分比，与步骤1的上限报警阈值和下限报警阈值比较，若实时双色的液位计中，红色光柱面积占总体面积的百分比数据不在上限报警阈值和下限报警阈值之间，则判断为异常，发出报警提示，并进入步骤6；如实时双色的液位计中，红色光柱面积占总体面积的百分比数据在上限报警阈值和下限报警阈值之间，则判断为正常，返回步骤2；
22、步骤6：通过modbus协议将报警信号输出到锅炉控制系统，通知相关人员进行异常处理。
23、进一步的，设置循环步骤2-5的时间为1-10分钟。
24、进一步的，设置步骤5中输出报警提示的次数阈值为x，x取值1-3，当连续x次步骤5的输出为发出报警时，才进入步骤6。
25、本专利技术的有益效果是：
26、本专利技术提供的液位检测系统，使用方便，能够实现远程对锅炉的水位进行监控，避免工作人员往复到现场查看，降低了工作人员的劳动强度，而且该监控装置能够随时对锅炉水位进行查看，大大提高了监控的便捷性。而且当工作人员短暂离开监控岗位的时间段内，若出现水位下降超过最低水位时，并且没有补充水，或者液位太高，需要关水，系统会通过modbus协议将报警信号输出到锅炉控制系统，通知相关人员进行异常处理。
27、本专利技术通过设置重复出现连续报警的次数来确定报警时长，防止误判，提高报警的准确度。
28、本专利技术实时检测，更安全。减少安全事故发生，稳定性更高，减少人力成本。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于视觉的锅炉液位检测系统，其特征在于，包括软件系统与硬件系统，软件系统包括图像显示软件与图像处理算法软件；硬件系统包括机架、锅炉本体、双色液位计、监控摄像头、边缘计算设备与对应显示设备；
2.根据权利要求1所述的基于视觉的锅炉液位检测系统，其特征在于，还包括报警系统，所述报警系统内设置液位报警高度，当计算出的实际液位与报警液位比较，低于报警液位N秒，N取3-7，则发出水位低的报警，同时输出一路开关量信号，供报警蜂鸣器或PLC使用，同时，摄像头的视频信号接入监视系统。
3.基于权利要求1或2所述的基于视觉的锅炉液位检测系统的锅炉液位检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的基于视觉的锅炉液位检测方法，其特征在于，设置循环步骤2-5的时间为1-10分钟。
5.根据权利要求3所述的基于视觉的锅炉液位检测方法，其特征在于，设置步骤5中输出报警提示的次数阈值为X，X取值1-3，当连续X次步骤5的输出为发出报警时，才进入步骤6。
【技术特征摘要】
1.一种基于视觉的锅炉液位检测系统，其特征在于，包括软件系统与硬件系统，软件系统包括图像显示软件与图像处理算法软件；硬件系统包括机架、锅炉本体、双色液位计、监控摄像头、边缘计算设备与对应显示设备；
2.根据权利要求1所述的基于视觉的锅炉液位检测系统，其特征在于，还包括报警系统，所述报警系统内设置液位报警高度，当计算出的实际液位与报警液位比较，低于报警液位n秒，n取3-7，则发出水位低的报警，同时输出一路开关量信号，供报警蜂鸣器或plc使用...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱烽，王珏，邹昕，徐波，
申请(专利权)人：无锡混沌能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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