基于无线通信的红外热成像设备运行状况在线监测系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种红外热成像设备运行状况在线监测系统，其包括：至少一个图像采集系统（１２），用于采集被监控设备的图像数据；至少一个接收控制器（１３），用于接收来自图像采集系统的图像数据；和在线监测软件系统（１４），用于对通过接收控制器收到的图像数据进行分析监测；其特征在于：图像采集系统与接收控制器之间以无线通信方式进行数据传输，接收控制器与在线监控软件系统之间通过光纤传输数据。本实用新型专利技术将设备按功能需求分开，把原本可以设计成一体的设备分成图像采集系统和图像接收与中心控制系统。这两部分设备之间采用无线通信方式进行数据传输，既保证了前端图像采集系统体积小、重量轻的特点，也能保证两部分设备之间接线少，施工简单的要求，在接收与控制中心之间采用光纤进行数据传输，能够保证可靠地远距离传输视频图像和红外图像，保证了被监控车间与主控室之间不受距离的限制。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种红外热成像设备运行状况在线监测系统，尤其涉及一种基于无线通信的红外热成像设备运行状况在线监测系统，属于红外图像监控和无线数据传输领 域。
技术介绍
工厂的电气设备、机械设备和回转窑在运行时，设备的零部件和元器件表面会产 生一定的温度和温差。如果设备在长期运行过程，零部件和元器件会老化变质或窑炉炉壁 会变薄，其表面温度会发生变化，常此以往会造成设备运行安全隐患，给生产带来损失。这 些变化人工不易和无法识别，普通离线红外点式测温手段也无法检测出温度变化。目前市 场上有售便携式红外热像仪，检测人员手持便携式红外热像仪也能检测设备表面温度图 像，但是这种人工随机抽检方式不适合工业现场的实际应用。 此外，现有的红外热成像设备运行状况在线监测技术中采用的是有线连接方式， 需要布线，安装不便，系统可扩展性差。特别是当云台带动着集成在其上的CCD视频摄像机 和非制冷焦平面热像仪，每天都需频繁地在水平方向做O。 350°转动和在垂直方向做 0° ±30°俯仰转动，被云台拖动着的导线经常被缠绕，有时会被绞断；另外，摄像机和 热像仪传输的是高频视频和红外图像；连接摄像机和热像仪的是弱电导线，而连接云台的 是强电导线。尽管，弱电导线和强电导线可以分别采用屏蔽电缆，但是，只要弱电导线和强 电导线捆扎在同一个线束或放置在同一大电缆中，相互之间必然会产生干扰，从而影响高 频视频和红外图像的正常传输。另一方面，由于工厂环境复杂且各不相同，采用传统铺设有 线电缆的方式来连接红外热成像设备在线监测将会十分困难，线路铺设的难度之大，造价 之高、施工周期之长和日后维护之不便都是企业所无法承受的。 另外，由于在工厂的各种车间中存在许多的专用设备，诸如窑炉和专用设备各个 部位的表面温度，刀闸、开关、PT、 CT、电容器、电抗器、整流机组等电器设备的连接部位的表 面温度，需要实时和定时轮回巡检设备部件的表面温度。而对于每个需要监测的设备都设 立一个固定的图像监控系统也是不现实的，因此，也有必要设计一种只需少量的红外监控 仪器就可以监测多个专用设备的监控系统。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本技术提供了一种红外热成像设备运行状况在 线监测系统，其包括至少一个图像采集系统(12)，用于采集被监控设备的图像数据；至 少一个接收控制器(13)，用于接收来自图像采集系统的图像数据；和在线监测软件系统 (14)，用于对通过接收控制器收到的图像数据进行分析监测；其特征在于图像采集系统 与接收控制器之间以无线通信方式进行数据传输，接收控制器与在线监控软件系统之间通 过光纤传输数据。进一步，本技术中所述的图像采集系统(12)包括云台(l)，其安装在被监测设备的顶部或侧部，作为图像获取设备的定位装置；非制冷焦平面热像仪(2A)，其安装 于云台之上，能将物体的红外热谱图以伪彩图像展现出来，同时可对物体表面温度场进行 分析以测得物体表面的温度；CCD视频摄像机(2B)，其与非制冷焦平面热像仪集成在一起， 安装于云台之上，用于拍摄被监控对象；网络视频服务器(3)，其与摄像机和热像仪直接连 接，完成图象数据的采集，并基于MPEG-4或H. 264对采集的视频图像数据进行压縮，然后将 经过压縮的数据发送到发送端无线路由器(4)中；发送端无线路由器(4A)，其配置了无线 网卡，并连接有外接天线(6A)来增强无线信号；外接天线(6A)，其连接到发送端无线路由 器(4A)，用于收发无线数据；串口网关(5)，其将发送端无线路由器送进来的控制信息进行 转换，然后通过RS485接口送到云台，以对云台进行控制。 进一步，本技术中所述的接收控制器(13)包括接收端无线路由器(4B)，其 接收发送端无线路由器(4A)通过无线电波发送过来的信息；并将接收过来的信息分成两 路， 一路为经过压縮后的视频摄像机采集的可见光视频图像， 一路为经过压縮后的非制冷 焦平面热像仪采集的红外热像图像，并分别送到两个视频解码器(7)中；外接天线(6B)，用 于收发无线数据；视频解码器(7)，接收由接收端无线路由器送进来的数据，还原数据格式 并分解成图像、视频和控制信号三种数据形式；发送端数字光端机(8A)，其接收接收端无 线路由器和两路视频解码器送来的信息。 进一步，本技术中所述的在线监测软件系统(14)包括接收端数字光端机 (8B)，其与发送端数字光端机相对应， 一方面，接收发送端数字光端机发送过来的信息；另 一方面，将接收过来的信息分成两路，一路送到计算机；一路送到嵌入式硬盘录像机；计算 机(9)，放置在主控室中，用于远程控制图像采集系统的工作方式，并对通过数据传输接口传输进来的专用设备表面热成像图像进行整理、获取特征点温度数据，并与各专用设备正 常工作状态下的热成像图像和正常工作状态下的特征点温度数据进行比较与分析；如果热 成像图像异常状况超出设定的允许范围，或特征点温度数据的变化超出设定的允许范围， 则系统立即发出报警信息；硬盘录像机(Digital Video Recorder简称DVR) (10)，其用于 存储被监控区域的图像数据； 本技术的无线通信的红外热成像设备运行状况在线监测系统，利用红外热像 技术、无线通信技术和图像处理技术，实现了全自动、无人值守的安全运行监控，通过云 台转动和俯仰来监控设备从而实现了一台监控仪器同时监测多个专用设备，从而节省了系 统的成本。该系统以无线通信方式传输视频和红外图像，提供了可靠、高效、低成本的传输 链路；由于，采用无线方式传输，弱电导线和强电导线无需捆扎在同一个线束或放置在同一 大电缆中，因此相互之间不会产生干扰，从而可以保障高频视频和红外图像的正常传输。采 用无线方式传输，避免了综合布线带来的不必要的麻烦，减少了系统架设的复杂度。在接收 控制器与控制中心之间采用光纤进行数据传输，能够保证可靠地远距离传输视频图像和红 外图像，保证了被监控车间与主控室之间不受距离的限制。达到了安装、维护方便，故障率 低的要求。附图说明图1是本技术的图像采集系统的功能框图。 图2是本技术的接收控制器的功能框图。 图3是本技术的在线监测软件系统的功能框图。 图4是本技术的基于无线通信的红外热成像设备运行状况在线监测系统的 整体结构图。 图5是本技术在电解铝厂车间的具体应用实例图。 图6是本技术在电解铝厂车间的具体应用实例的在线检测软件界面图。 本技术的最佳实施方式 下面参考附图来详细描述本技术的基于无线通信的红外热成像设备运行状 况在线监测系统。 图1是本技术的图像采集系统的功能框图，该系统包括云台l，其安装在被 监测专用设备的顶部或侧部，作为图像获取的定位装置；云台是由中心控制室通过串口网 关来进行控制的，云台根据程序指示来选择相应的定位点。其不仅起到支撑和安装集成在 一起的摄像机和热像仪的作用，更重要的是扩大了摄像机和热像仪的视野范围。可以在水 平方向做0。 350°转动和在垂直方向做O。 ±30°俯仰；因而在某种意义上它起到 了变一台摄像机和热像仪为多台摄像机和热像仪的作用；非制冷焦平面热像仪2A，简称热 像仪，其安装于云台之上，能将物体的红外热谱图以高清晰度、高灵敏度的伪彩图像本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种红外热成像设备运行状况在线监测系统，其包括：至少一个图像采集系统（１２），用于采集被监控设备的图像数据；至少一个接收控制器（１３），用于接收来自图像采集系统的图像数据；和在线监测软件系统（１４），用于对通过接收控制器收到的图像数据进行分析监控；其特征在于：图像采集系统与接收控制器之间以无线通信方式进行数据传输，接收控制器与在线监控软件系统之间通过光纤传输数据。

【技术特征摘要】
一种红外热成像设备运行状况在线监测系统，其包括至少一个图像采集系统(12)，用于采集被监控设备的图像数据；至少一个接收控制器(13)，用于接收来自图像采集系统的图像数据；和在线监测软件系统(14)，用于对通过接收控制器收到的图像数据进行分析监控；其特征在于图像采集系统与接收控制器之间以无线通信方式进行数据传输，接收控制器与在线监控软件系统之间通过光纤传输数据。2. 根据权利要求1所述的红外热成像设备运行状况在线监测系统，其特征在于所述图 像采集系统(12)包括云台(l)，其安装在被监测设备的顶部或侧部，作为图像获取设备的定位装置； 非制冷焦平面热像仪(2A)，其安装于云台之上，能将物体的红外热谱图以伪彩图像展现出来，同时可对物体表面温度场进行分析以测得物体表面的温度；CCD视频摄像机(2B)，其与非制冷焦平面热像仪集成在一起，安装于云台之上，用于拍摄被监控对象；网络视频服务器(3)，其与摄像机和热像仪直接连接，完成图象数据的采集，并基于 MPEG-4或H. 264对采集的视频图像数据进行压縮，然后将经过压縮的数据发送到发送端无 线路由器(4A)中;发送端无线路由器(4A)，其配置了无线网卡，并连接有外接天线(6A)来增强无线信号；天线(6A)，其连接到发送端无线路由器(4A)，用于收发无线数据； 串口网关(5)，其将发送端无线路由器送进来的控制信息进行转换，然后通过RS485接 口送到云台，以对云台进行控制。3. 根据权利要求1所述的红外热成像设备运行状况在...

【专利技术属性】
技术研发人员：李也白，吴磊，廖联军，韩兵，
申请(专利权)人：北方工业大学，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]