CN110513604B - 一种基于多源图像的lng站泄漏智能检测系统及其检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于多源图像的LNG站泄漏智能检测系统及其检测方法，包括红外热成像探测模块、可见光图像探测模块、智能处理模块、外接传感器模块、转动云台模块、外接显示装置、以及泄漏报警装置；外接传感器模块、红外热成像探测模块及可见光图像探测模块分别与智能处理模块连接以向智能处理模块传输检测到的数据，转动云台模块与智能处理模块连接以增大检测区域的覆盖范围，智能处理模块还连接有外接显示装置和泄漏报警装置以分别对应用于实现报警定位显示和及时报警功能；通过智能处理模块对不同LNG站的不同单元温度场变化情况进行实时检测、异常判断、实时显示以及及时报警，以提高系统对LNG站系统的泄漏异常检测的准确性和时效性。
Description
技术领域
本发明涉及泄漏检测领域，具体涉及一种基于多源图像的LNG站泄漏智能检测系统及其检测方法。
背景技术
随着天然气的推广，现有的工业生产中已经广泛采用天然气作为能源以实现供暖、冶炼、烘焙等需求。而天然气的使用多以燃气管道安装方式进行输送，通过燃气阀门来控制天然气输送量。燃气管道衔接的地方、燃气阀门等区域很容易发生天然气泄漏，所以做好天然气管道检漏工作是保证工业安全生产的关键。目前利用燃气管道输送天然气，是陆地上大量输送天然气的唯一方式，因此针对燃气控制系统的燃气安全管理十分重要。现有技术中针对燃气管道泄漏的常规的检漏技术包括：纹影成像技术检测法、智能爬行检测法、嗅觉传感器检测法、气相检测法、探地雷达检测法、应力波检测法、流量或质量平衡检测法、统计检漏法，动态模型分析检测法等。这些输气管道检漏的方法大多存在检验精度不够，对微小泄漏检测能力较弱等问题。
新兴的红外测温技术是一种新的非接触式在线检测方式。红外线探测测温测量速度快、范围宽、灵敏度高，对被测温度场无干扰，是一种快速有效的结构状态在线实时检验工具，检测可靠性较高。在LNG站运行链中，焊缝、阀门、法兰和储罐壁连接管路等均是LNG容易发生泄漏的地方，但在LNG站内与阀门、法兰连接的管路正常工况下也呈现低温，因此如何区分是因为泄漏导致的管路低温还是连接管路自身呈现的低温，尤其是在不同气温条件和罐体内压力等工作参数导致的正常温度变化是实现LNG站泄漏异常检测的一个核心问题。目前已经出现了将红外测温技术应用于罐体泄漏检测中的检测方法，但是仍存在无法准确定位泄漏点的实时位置等缺陷。为了实现泄漏位置的准确定位，现有技术中也已经出现了采用多个辅助光源方法以实现精准定位的检测方法，然而这种方法在检测时会导致罐体周围的温度异常，产生不安全因素。
发明内容
为解决现有技术中的缺陷和不足，本发明提供了一种基于多源图像的LNG站泄漏智能检测系统及其检测方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种基于多源图像的LNG站泄漏智能检测系统，其特征在于：所述LNG站泄漏智能检测系统包括红外热成像探测模块、可见光图像探测模块、智能处理模块、外接传感器模块、转动云台模块、外接显示装置、以及泄漏报警装置；其中，所述外接传感器模块、红外热成像探测模块及可见光图像探测模块分别与所述智能处理模块连接以向所述智能处理模块传输检测到的数据，所述转动云台模块与所述智能处理模块连接以增大检测区域的覆盖范围，所述智能处理模块还连接有外接显示装置和泄漏报警装置以分别对应用于实现报警定位显示和及时报警功能。
进一步地，所述外接传感器模块至少包括有罐体压力传感器、空气湿度传感器、以及空气温度传感器。
进一步地，本发明还提供一种基于多源图像的LNG站泄漏智能检测系统的检测方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）智能处理模块对红外热成像探测模块、可见光图像探测模块预先进行匹配模拟及适应调节，确定红外热成像探测模块检测到的温度场变化状况与可见光图像探测模块探测到的单元位置相互匹配；
（2）可见光图像探测模块对视场范围内的LNG站内的预设罐体、阀门、法兰以及储罐壁连接管路单元进行识别和定位；
（3）根据可见光图像探测模块的识别和定位结果，红外热成像探测模块对LNG站内的不同单元的温度场变化情况进行实时监测；
（4）智能处理模块定期对LNG站内的不同单元的温度场变化数值进行记录，并针对LNG站内不同单元的温度场变化形成对应的温度变化区间范围；
（5）智能处理模块根据外接传感器模块所采集到的空气温度、空气湿度和罐体压力的实时数据，对LNG站内不同单元的温度场变化对应的温度变化区间范围进行修正；
（6）当智能处理模块识别到不同单元的温度场变化数值超出所形成的对应单元的温度场变化的温度变化区间范围时，通过可见光图像探测模块的识别定位结果对超限的对应单元进行定位，并在外接显示装置中显示，同时通过泄漏报警装置进行报警；
（7）根据实际检测需求，转动云台模块的位置以实现对下一个检测区域的检测并继续重复上述步骤。
进一步地，所述温度变化区间范围包括温度上限阈值与温度下限阈值，以适应由于高压气体泄漏导致实时检测到的空气温度低于温度下限阈值，以及由于火灾隐患导致实时检测到的空气温度高于温度上限阈值的温度变化异常状况。
进一步地，所述可见光图像探测模块根据视场范围内的LNG站内的预设罐体、阀门、法兰以及储罐壁连接管路单元的形状、材质、纹理、及颜色特征进行识别和定位。
进一步地，所述智能处理模块中对LNG站内的不同单元的温度场变化同时采用时间序列变化特征和历史温度变化特征以形成对应的温度变化区间范围。
本发明的有益效果是：
（1）基于红外热成像技术对在LNG站运行过程中的不同单元的温度场变化进行实时探测，采用可见光图像对不同单元进行识别和定位，并通过智能处理模块对不同LNG站的不同单元温度场变化情况进行实时检测、异常判断、实时显示以及及时报警，以提高系统对LNG站系统的泄漏异常检测的准确性和时效性；
（2）温度变化区间范围包括温度上限阈值与温度下限阈值，以适应由于高压气体泄漏导致实时检测到的空气温度低于温度下限阈值，以及由于火灾隐患导致实时检测到的空气温度高于温度上限阈值的温度变化异常状况，从而适用范围广，能够针对不同的温度变化异常状况提供准确及时的检测及预警；
（3）可见光图像探测模块根据视场范围内的LNG站内的预设罐体、阀门、法兰以及储罐壁连接管路单元的形状、材质、纹理、及颜色特征进行识别和定位，从而根据彼此相对独立的多个要素有效保证定位精度；
（4）智能处理模块中对LNG站内的不同单元的温度场变化同时采用时间序列变化特征和历史温度变化特征以形成对应的温度变化区间范围，以形成根据使用时间轴同步的温度变化数值，从而进一步保证所形成的温度变化区间范围的准确性和时效性。
附图说明
图1为本发明一种基于多源图像的LNG站泄漏智能检测系统的结构示意图；
图2为本发明一种基于多源图像的LNG站泄漏智能检测系统的检测方法的步骤流程图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示，一种基于多源图像的LNG站泄漏智能检测系统， LNG站泄漏智能检测系统包括红外热成像探测模块、可见光图像探测模块、智能处理模块、外接传感器模块、转动云台模块、外接显示装置、以及泄漏报警装置；其中，外接传感器模块、红外热成像探测模块及可见光图像探测模块分别与智能处理模块连接以向智能处理模块传输检测到的数据，转动云台模块与智能处理模块连接以增大检测区域的覆盖范围，智能处理模块还连接有外接显示装置和泄漏报警装置以分别对应用于实现报警定位显示和及时报警功能。
具体地，外接传感器模块至少包括有罐体压力传感器、空气湿度传感器、以及空气温度传感器，从而分别通过罐体压力传感器实时检测罐体内部压力，通过空气湿度传感器及空气温度传感器检测不同单元所处位置的空气湿度和空气温度。
如图2所示，一种基于多源图像的LNG站泄漏智能检测系统的检测方法，包括以下步骤：
（1）智能处理模块对红外热成像探测模块、可见光图像探测模块预先进行匹配模拟及适应调节，确定红外热成像探测模块检测到的温度场变化状况与可见光图像探测模块探测到的单元位置相互匹配；
（2）可见光图像探测模块对视场范围内的LNG站内的预设罐体、阀门、法兰以及储罐壁连接管路单元进行识别和定位；
（3）根据可见光图像探测模块的识别和定位结果，红外热成像探测模块对LNG站内的不同单元的温度场变化情况进行实时监测；
（4）智能处理模块定期对LNG站内的不同单元的温度场变化数值进行记录，并针对LNG站内不同单元的温度场变化形成对应的温度变化区间范围；
（5）智能处理模块根据外接传感器模块所采集到的空气温度、空气湿度和罐体压力的实时数据，对LNG站内不同单元的温度场变化对应的温度变化区间范围进行修正；
（6）当智能处理模块识别到不同单元的温度场变化数值超出所形成的对应单元的温度场变化的温度变化区间范围时，通过可见光图像探测模块的识别定位结果对超限的对应单元进行定位，并在外接显示装置中显示，同时通过泄漏报警装置进行报警；
（7）根据实际检测需求，转动云台模块的位置以实现对下一个检测区域的检测并继续重复上述步骤。
基于红外热成像技术对在LNG站运行过程中的不同单元的温度场变化进行实时探测，采用可见光图像对不同单元进行识别和定位，并通过智能处理模块对不同LNG站的不同单元温度场变化情况进行实时检测、异常判断、实时显示以及及时报警，以提高系统对LNG站系统的泄漏异常检测的准确性和时效性。
具体地，温度变化区间范围包括温度上限阈值与温度下限阈值，以适应由于高压气体泄漏导致实时检测到的空气温度低于温度下限阈值，以及由于火灾隐患导致实时检测到的空气温度高于温度上限阈值的温度变化异常状况。
具体地，可见光图像探测模块根据视场范围内的LNG站内的预设罐体、阀门、法兰以及储罐壁连接管路单元的形状、材质、纹理、及颜色特征进行识别和定位，从而根据彼此相对独立的多个要素有效保证定位精度；作为进一步的优选，其中作为优选，按照形状特征＞材质特征＞纹理特征＞颜色特征的优先顺序对视场范围内的LNG站内的预设罐体、阀门、法兰以及储罐壁连接管路单元进行识别和定位。
具体地，智能处理模块中对LNG站内的不同单元的温度场变化同时采用时间序列变化特征和历史温度变化特征以形成对应的温度变化区间范围，以形成根据使用时间轴同步的温度变化数值，从而进一步保证所形成的温度变化区间范围的准确性和时效性；作为进一步的优选，时间序列变化特征可以根据实际需要选用连续的一段时间特征（例如LNG站稳定运行后的第2h至第1000h的时间段内），也可以选用相互间隔开的若干个时间点（例如以2h为间隔单位的各个时间点），而历史温度变化特征则包括该LNG站稳定运行后预设时间点的温度变化阈值及发生温度超限状况的时间点，并在到达对应时间点时在外接显示装置上对判断结果及时进行显示并根据判断结果发出相应提示或警报。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (1)
1.一种基于多源图像的LNG站泄漏智能检测系统的检测方法，其特征在于：LNG站泄漏智能检测系统包括红外热成像探测模块、可见光图像探测模块、智能处理模块、外接传感器模块、转动云台模块、外接显示装置、以及泄漏报警装置；其中，所述外接传感器模块、红外热成像探测模块及可见光图像探测模块分别与所述智能处理模块连接以向所述智能处理模块传输检测到的数据，所述转动云台模块与所述智能处理模块连接以增大检测区域的覆盖范围，所述智能处理模块还连接有外接显示装置和泄漏报警装置以分别对应用于实现报警定位显示和及时报警功能；
所述外接传感器模块至少包括有罐体压力传感器、空气湿度传感器、以及空气温度传感器；检测方法具体包括以下步骤：
（1）智能处理模块对红外热成像探测模块、可见光图像探测模块预先进行匹配模拟及适应调节，确定红外热成像探测模块检测到的温度场变化状况与可见光图像探测模块探测到的单元位置相互匹配；
（2）可见光图像探测模块对视场范围内的LNG站内的预设罐体、阀门、法兰以及储罐壁连接管路单元进行识别和定位；
（3）根据可见光图像探测模块的识别和定位结果，红外热成像探测模块对LNG站内的不同单元的温度场变化情况进行实时监测；
（4）智能处理模块定期对LNG站内的不同单元的温度场变化数值进行记录，并针对LNG站内不同单元的温度场变化形成对应的温度变化区间范围；
（5）智能处理模块根据外接传感器模块所采集到的空气温度、空气湿度和罐体压力的实时数据，对LNG站内不同单元的温度场变化对应的温度变化区间范围进行修正；
（6）当智能处理模块识别到不同单元的温度场变化数值超出所形成的对应单元的温度场变化的温度变化区间范围时，通过可见光图像探测模块的识别定位结果对超限的对应单元进行定位，并在外接显示装置中显示，同时通过泄漏报警装置进行报警；
（7）根据实际检测需求，转动云台模块的位置以实现对下一个检测区域的检测并继续重复上述步骤；
所述温度变化区间范围包括温度上限阈值与温度下限阈值，以适应由于高压气体泄漏导致实时检测到的空气温度低于温度下限阈值，以及由于火灾隐患导致实时检测到的空气温度高于温度上限阈值的温度变化异常状况；
所述可见光图像探测模块根据视场范围内的LNG站内的预设罐体、阀门、法兰以及储罐壁连接管路单元的形状、材质、纹理、及颜色特征进行识别和定位；
所述智能处理模块中对LNG站内的不同单元的温度场变化同时采用时间序列变化特征和历史温度变化特征以形成对应的温度变化区间范围。
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