【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及数据采集，尤其涉及一种支撑供热站的数字孪生模型大数据的视觉系统。
技术介绍
1、数字化创新已成为推动清洁能源转型和构建新型电力系统的关键驱动力。在这一背景下，数字孪生等创新数字化技术正不断在电气领域落地，并为整个行业带来深度赋能。
2、如今，数字孪生技术以其强大的模拟和优化能力在各行各业引起了广泛关注。在供热系统领域，数字孪生也展现了巨大的潜力，为供热系统的运营和维护带来了全新的可能性。数字孪生是指将真实世界中物理系统的复杂模型与其数字化的虚拟表示相结合的技术。在供热系统中，数字孪生模型是对供热网络、锅炉、换热器等组件进行精确建模的数字化版本。数字孪生技术可以在供热系统的运营过程中帮助实现智能化管理。通过与现场传感器数据的实时集成，数字孪生可以监测和预测系统的运行状态。如果数字孪生模型发现潜在问题或异常情况，它可以发出警报并提供优化建议，帮助运营人员及时采取措施，避免系统故障和能源浪费。此外，数字孪生还为供热系统的维护和故障排查提供了强大的支持。通过将数字孪生与实际设备的运行数据进行对比分析，可以快速识别出异常行为和潜在故障点。这种虚拟-实际对照的方式，可以帮助维护人员精确定位问题，并采取准确的维修措施，提高维护效率和系统可靠性。
3、数字孪生技术为供热系统带来了诸多优势，但目前数字孪生的可实现性却依旧很低，其中的主要难点便是难以获得支撑起孪生数字的大规模数据量。如果采用常规的工业数据采集方式进行数据反馈，那么庞大的软硬件设备会导致庞大的人力和财力的消耗，设备将“千疮百孔”的焊接上大大小小的
4、针对上述的难题，目前具有潜力的用以支撑“数字孪生”模型的供热系统温度场识别技术主要由纹影温度场探测技术和热成像技术。如专利cn202210913521.0、cn202210913521.0、cn202110303945.0等，然而纹影温度场探测技术只适用于封闭场所，且容易被非均相介质干扰，如在采用喷淋冷却时，大量水蒸气的挥发，甚至在空中形成极小液态水滴，其密度相对空气具有较大差别，会导致大量的数据误差，其次采用风冷等冷却方式会导致较高的空气流动，破坏了空气自然对流的过程会导致测量失效。此外，热成像技术普遍设备成本高，可检测区域小，可检测距离短，这些短板使得热成像技术同样难以应用于辅助构建供热站的“数字孪生”模型。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种支撑供热站的数字孪生模型大数据的视觉系统，旨在构建高精度的“数字孪生”模型的数据底层，降低成本，提高可靠度，实现“数字孪生”的进一步发展。
2、为此，本专利技术的目的在于提出一种支撑供热站的数字孪生模型大数据的视觉系统，包括：温感阵列模块、视觉采集阵列模块、轨道系统和计算分析服务器模块；其中，
3、温感阵列模块设置于被检测设备的预设位置，视觉采集阵列模块用于对温感阵列模块的布置点进行视觉信号监测，以获取被检测设备上被布置点的温度信息；
4、视觉采集阵列模块设置于轨道系统上，按照预设路线和时间周期沿轨道系统移动，对被检测设备进行周期性巡检，以周期性获取被检测设备的全方位温度信息；
5、轨道系统设置于被检测设备的安全距离和实时视觉采集阵列模块可测探距离范围之间；
6、计算分析服务器模块通过有线或者无线的连接方式与视觉采集阵列模块连接，通过接收视觉采集阵列模块采集的视觉信息和全方位温度信息，采用人工智能对全方位温度信息和视觉信息进行分析计算，得到被检测设备的高精度温度场。
7、其中，视觉采集阵列模块包括：依序层叠设置的温感接触面、隔热层和温感反馈层；其中，温感接触面一侧与被检测设备接触进行热量传导，另一侧设置隔热层一侧；隔热层用于对温感接触面传导的热量进行隔离；隔热层的另一侧固定设置温感反馈层；温感反馈层背离隔热层的表面设置反馈刻度，反馈刻度随着温感反馈层的热胀冷缩而发生形变，以反馈被检测设备的温度信息。
8、其中，反馈刻度设置为多尖角形、多边形或圆形的形状。
9、其中，反馈刻度使用多尖角形形状时，以在处于对于不同方位时，被视觉采集阵列模块清楚识别并根据采集的视觉形状获取位置信息；在非正对视角下，视觉采集阵列模块所采集的反馈刻度尖角长度不同，根据尖角长度信息，获得温感阵列模块和实时视觉采集阵列模块间的倾斜角度；对于不同型号的温感阵列模块，反馈刻度的颜色不同，以此进行温度范围区分；其中，反馈刻度采用喷涂标记或高精度刻蚀工艺制作而成。
10、其中，反馈刻度或隔热层边缘设置定位点；在通过视觉采集阵列模块进行视觉信息采集时，温感反馈层的形状反馈给视觉采集阵列模块视觉角度信息，通过定位点，以在视觉采集阵列模块采集视觉信息时，防止空气密度因温度场变化导致的视觉图像扭曲。
11、其中，视觉采集阵列模块还包括保护罩；保护罩用于隔离外界与温感阵列模块的内部结构，使其不被外力破坏，且防止灰尘遮蔽和方便清洁。
12、其中，温感接触面设置为平面或是曲面，以满足与不同表面形状的被检测设备紧密贴合。
13、其中，视觉采集阵列模块是由一个或多个高速摄像机组成，对温感阵列模块进行高频拍照或动态摄影获取实时的视觉信息，并将视觉信息发送给计算分析服务器模块分析并显示温度场成像。
14、其中，视觉采集阵列模块加装在轨道系统上，进行动态周期性轮询温感阵列模块；或者通过定点加装多台视觉采集阵列模块的高速摄像机，对温感阵列模块进行高速信号采集。
15、其中，轨道系统与被检测设备的距离小于视觉采集阵列模块的有效视觉信号采集距离，且大于使被检测设备导致高温环境破坏的温度安全距离。
16、区别于现有技术，本专利技术提供的支撑供热站的数字孪生模型大数据的视觉系统，利用材料热胀冷缩特性和人工智能视觉算法，为现代供热系统实现“数字孪生”模型提供了有效的大数据支撑；通过非传统的数据采集方式，低成本、高效率和高精度的获取供热系统的温度场，进而形成“数字孪生”为供热系统的运维做出贡献，可对供热系统的设备和环境进行低成本高精度和高效率的动态实时温度场检测，为供热系统建造数字孪生模型所需的大数据提供强有力的支撑。
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1.一种支撑供热站的数字孪生模型大数据的视觉系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的支撑供热站的数字孪生模型大数据的视觉系统，其特征在于，所述视觉采集阵列模块(2)包括：依序层叠设置的温感接触面(21)、隔热层(22)和温感反馈层(23)；其中，所述温感接触面(21)一侧与被检测设备(1)接触进行热量传导，另一侧设置所述隔热层(22)一侧；所述隔热层(22)用于对所述温感接触面(21)传导的热量进行隔离；所述隔热层(22)的另一侧固定设置所述温感反馈层(23)；所述温感反馈层(23)背离所述隔热层(22)的表面设置反馈刻度(24)，所述反馈刻度(24)随着所述温感反馈层(23)的热胀冷缩而发生形变，以反馈所述被检测设备(1)的温度信息。
3.根据权利要求2所述的支撑供热站的数字孪生模型大数据的视觉系统，其特征在于，所述反馈刻度(24)设置为多尖角形、多边形或圆形的形状。
4.根据权利要求3所述的支撑供热站的数字孪生模型大数据的视觉系统，其特征在于，所述反馈刻度(24)使用多尖角形形状时，以在处于对于不同方位时，被视觉采集阵列模块(3)
5.根据权利要求2所述的支撑供热站的数字孪生模型大数据的视觉系统，其特征在于，所述反馈刻度(24)或隔热层(22)边缘设置定位点(25)；在通过所述视觉采集阵列模块(3)进行视觉信息采集时，所述温感反馈层(23)的形状反馈给视觉采集阵列模块(3)视觉角度信息，通过所述定位点(25)，以在视觉采集阵列模块(3)采集视觉信息时，防止空气密度因温度场变化导致的视觉图像扭曲。
6.根据权利要求2所述的支撑供热站的数字孪生模型大数据的视觉系统，其特征在于，所述视觉采集阵列模块(2)还包括保护罩(26)；所述保护罩(26)用于隔离外界与所述温感阵列模块(2)的内部结构，使其不被外力破坏，且防止灰尘遮蔽和方便清洁。
7.根据权利要求2所述的支撑供热站的数字孪生模型大数据的视觉系统，其特征在于，所述温感接触面(21)设置为平面或是曲面，以满足与不同表面形状的被检测设备(1)紧密贴合。
8.根据权利要求1所述的支撑供热站的数字孪生模型大数据的视觉系统，其特征在于，所述视觉采集阵列模块(3)是由一个或多个高速摄像机组成，对所述温感阵列模块(2)进行高频拍照或动态摄影获取实时的视觉信息，并将所述视觉信息发送给所述计算分析服务器模块(5)分析并显示温度场成像。
9.根据权利要求8所述的支撑供热站的数字孪生模型大数据的视觉系统，其特征在于，所述视觉采集阵列模块(3)加装在轨道系统(4)上，进行动态周期性轮询所述温感阵列模块(2)；或者通过定点加装多台视觉采集阵列模块(3)的高速摄像机，对温感阵列模块(2)进行高速信号采集。
10.根据权利要求8所述的支撑供热站的数字孪生模型大数据的视觉系统，其特征在于，所述轨道系统(4)与被检测设备(1)的距离小于所述视觉采集阵列模块(3)的有效视觉信号采集距离，且大于使所述被检测设备(1)导致高温环境破坏的温度安全距离。
...【技术特征摘要】
1.一种支撑供热站的数字孪生模型大数据的视觉系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的支撑供热站的数字孪生模型大数据的视觉系统，其特征在于，所述视觉采集阵列模块(2)包括：依序层叠设置的温感接触面(21)、隔热层(22)和温感反馈层(23)；其中，所述温感接触面(21)一侧与被检测设备(1)接触进行热量传导，另一侧设置所述隔热层(22)一侧；所述隔热层(22)用于对所述温感接触面(21)传导的热量进行隔离；所述隔热层(22)的另一侧固定设置所述温感反馈层(23)；所述温感反馈层(23)背离所述隔热层(22)的表面设置反馈刻度(24)，所述反馈刻度(24)随着所述温感反馈层(23)的热胀冷缩而发生形变，以反馈所述被检测设备(1)的温度信息。
3.根据权利要求2所述的支撑供热站的数字孪生模型大数据的视觉系统，其特征在于，所述反馈刻度(24)设置为多尖角形、多边形或圆形的形状。
4.根据权利要求3所述的支撑供热站的数字孪生模型大数据的视觉系统，其特征在于，所述反馈刻度(24)使用多尖角形形状时，以在处于对于不同方位时，被视觉采集阵列模块(3)清楚识别并根据采集的视觉形状获取位置信息；在非正对视角下，所述视觉采集阵列模块(3)所采集的反馈刻度(24)尖角长度不同，根据所述尖角长度信息，获得所述温感阵列模块(2)和实时视觉采集阵列模块(3)间的倾斜角度；对于不同型号的温感阵列模块(2)，反馈刻度(24)的颜色不同，以此进行温度范围区分；其中，所述反馈刻度(24)采用喷涂标记或高精度刻蚀工艺制作而成。
5.根据权利要求2所述的支撑供热站的数字孪生模型大数据的视觉系统，其特征在于，所述反馈刻度(24)或隔热层(22)边缘设置定...
【专利技术属性】
技术研发人员：贺凯，周宇，王洋，尚海军，王钰泽，史耀辉，乔磊，刘圣冠，康敬德，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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