CN113588176A - 用于挥发性气体监测的红外成像系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于挥发性气体监测的红外成像系统，用于监测挥发性气体，包括红外成像采集模块，所述红外成像采集模块用于对被检测设备周期性的进行包括预采集和正式采集的红外采集，以分别形成第一红外信息和第二红外信息。本发明公开的一种用于挥发性气体监测的红外成像系统，其首先通过超声波采集模块判断气体的泄露位置，再通过红外成像采集模块判断泄露气体的成份以及浓度，从而进行具体的安全措施处理，不仅可以精确监测到气体的泄露位置，还可以监测出具体的类型和浓度，其具有监测精度高、安全性高和使用方便等优点。
Description
技术领域
本发明属于挥发性气体监测技术领域，具体涉及一种用于挥发性气体监测的红外成像系统。
背景技术
石油炼化属于高危行业，石油化工企业的原料或产品多为挥发性易燃易爆物品，再加上其生产工艺较为复杂、生产设备众多，很容易发生易燃易爆气体的泄漏进而造成火灾事故，且石化企业的火灾事故往往伴随着爆炸，有立体性强、易复燃复爆等特点，后果比较严重。因此，石化企业一直是各国家安全生产防范的重点对象，对于安全等级的要求甚高，需要对其生产环境进行实时监控以确保安全。目前，石油炼化企业一般会在危险区域安装可燃气体报警仪，该装备采用网格化点阵布置方式，可以对区域内发生的大规模气体泄漏产生报警。但使，该装置也有一定弊端，就是无法精确定位区域内成百上千个的密封点中哪一个是泄漏源。
并且也无法清楚的了解泄露气体的成份及其浓度，无法掌握好具体的安全措施，往往会造成不同程度的影响。
因此，针对上述问题，予以进一步改进。
发明内容
本发明的主要目的在于提供用于挥发性气体监测的红外成像系统，其首先通过超声波采集模块判断气体的泄露位置，再通过红外成像采集模块判断泄露气体的成份以及浓度，从而进行具体的安全措施处理，不仅可以精确监测到气体的泄露位置，还可以监测出具体的类型和浓度，其具有监测精度高、安全性高和使用方便等优点。
为达到以上目的，本发明提供一种用于挥发性气体监测的红外成像系统，用于监测挥发性气体，包括：
红外成像采集模块，所述红外成像采集模块用于对被检测设备周期性的进行包括预采集和正式采集的红外采集，以分别形成第一红外信息和第二红外信息；
超声波采集模块，所述超声波采集模块用于对被检测设备周期性的进行超声波检测，以形成超声波信息；
处理分析模块，所述处理分析模块接收所述超声波采集模块发送的超声波信息以进行第一处理，并且接收红外采集模块发送的第一红外信息和第二红外信息以进行第二处理；
通信模块，所述红外成像采集模块和所述超声波采集模块分别通过通信模块与所述处理分析模块进行信息交互。
作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，所述超声波采集模块包括超声波传感器、超声波放大滤波器和超声波处理器，其中：
所述处理分析模块通过所述通信模块对所述超声波采集模块发送第一检测指令，所述超声波处理器接收到第一检测指令后触发所述超声波传感器进行周期性检测，判断当前初步超声波信号是否为被检测设备发生的气体泄漏超声波；
如果初步超声波信号为检测设备发生的气体泄漏超声波，则将初步超声波信号判断为超声波信号，并且将超声波信号通过通信模块传输到处理分析模块，所述处理分析模块进行第一处理(包括建立坐标系计、补偿和减小误差等计算)后获得气体的泄露位置；
如果初步超声波信号不是检测设备发生的气体泄漏超声波，则触发所述超声波传感器继续进行周期性检测。
作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，所述超声波处理器在对初步超声波信号进行分析判断前，所述超声波放大滤波器除了对初步超声波进行放大滤波外还进行第一次均衡解算和第二次均衡解算，其中：
第一次均衡解算是对超声波传感器进行均衡解算，针对超声波传感器的特性进行均衡，补偿超声波传感器带来的误差；
第二次均衡解算是超声波声音特性进行均衡解算，不同大小的泄漏点和不同气压的气流有不同的信号强度，补偿泄漏点大小和泄露气流带来的误差。
作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，所述红外成像采集模块包括红外采集传感器(包括镜头、光栅和光学成像器件等)、红外放大滤波器和红外处理器，其中：
所述处理分析模块获得气体的泄露位置后，通过通信模块对所述红外成像采集模块发送第二检测指令，所述红外处理器接收到第二检测指令后触发所述红外采集传感器移动到泄露位置进行周期性检测。
作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，所述红外采集传感器对所述泄露位置进行预采集，所述红外采集传感器泄露位置进行采集多张红外图像并且经过红外放大滤波器放大滤波处理后通过偶数术红外处理器选择达到图像稳定和清晰度最低阈值的第一张红外图像作为背景图像，以形成第一红外信息(刚刚移动到泄露位置的红外成像采集模块会造成镜头抖动，从而使得拍摄的照片不够稳定清晰，影响监测结果)；
所述红外采集传感器对所述泄露位置进行正式采集，所述红外采集传感器将背景图像时序上相邻的后若干帧图像作为待检图像，以形成第二红外信息，所述处理分析模块接收第二红外信息后计算泄漏气体的成份和浓度(通过显示器进行显示)。
作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，所述红外成像采集模块包括定位模块(例如GPS导航等)和运动模块(包括飞行装置和陆地装置，飞行装置可为无人机，陆地装置为无人小车，以实现在恶劣环境中进行监测，并且实现远距离监测)，所述定位模块用于将的接收处理分析模块获得的泄露位置进行定位，从而通过运动模式移动到泄露位置进行采集。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
在本发明的优选实施例中，本领域技术人员应注意，本发明所涉及的镜头、光学成像器件和光栅等可被视为现有技术。
优选实施例。
本发明公开了一种用于挥发性气体监测的红外成像系统，用于监测挥发性气体，包括：
红外成像采集模块，所述红外成像采集模块用于对被检测设备周期性的进行包括预采集和正式采集的红外采集，以分别形成第一红外信息和第二红外信息；
超声波采集模块，所述超声波采集模块用于对被检测设备周期性的进行超声波检测，以形成超声波信息；
处理分析模块，所述处理分析模块接收所述超声波采集模块发送的超声波信息以进行第一处理，并且接收红外采集模块发送的第一红外信息和第二红外信息以进行第二处理；
通信模块，所述红外成像采集模块和所述超声波采集模块分别通过通信模块与所述处理分析模块进行信息交互。
具体的是，所述超声波采集模块包括超声波传感器、超声波放大滤波器和超声波处理器，其中：
所述处理分析模块通过所述通信模块对所述超声波采集模块发送第一检测指令，所述超声波处理器接收到第一检测指令后触发所述超声波传感器进行周期性检测，判断当前初步超声波信号是否为被检测设备发生的气体泄漏超声波；
如果初步超声波信号为检测设备发生的气体泄漏超声波，则将初步超声波信号判断为超声波信号，并且将超声波信号通过通信模块传输到处理分析模块，所述处理分析模块进行第一处理(包括建立坐标系计、补偿和减小误差等计算)后获得气体的泄露位置；
如果初步超声波信号不是检测设备发生的气体泄漏超声波，则触发所述超声波传感器继续进行周期性检测。
更具体的是，所述超声波处理器在对初步超声波信号进行分析判断前，所述超声波放大滤波器除了对初步超声波进行放大滤波外还进行第一次均衡解算和第二次均衡解算，其中：
第一次均衡解算是对超声波传感器进行均衡解算，针对超声波传感器的特性进行均衡，补偿超声波传感器带来的误差；
第二次均衡解算是超声波声音特性进行均衡解算，不同大小的泄漏点和不同气压的气流有不同的信号强度，补偿泄漏点大小和泄露气流带来的误差。
进一步的是，所述红外成像采集模块包括红外采集传感器(包括镜头、光栅和光学成像器件等)、红外放大滤波器和红外处理器，其中：
所述处理分析模块获得气体的泄露位置后，通过通信模块对所述红外成像采集模块发送第二检测指令，所述红外处理器接收到第二检测指令后触发所述红外采集传感器移动到泄露位置进行周期性检测。
5.根据权利要求4所述的一种用于挥发性气体监测的红外成像系统，其特征在于，所述红外采集传感器对所述泄露位置进行预采集，所述红外采集传感器泄露位置进行采集多张红外图像并且经过红外放大滤波器放大滤波处理后通过偶数术红外处理器选择达到图像稳定和清晰度最低阈值的第一张红外图像作为背景图像，以形成第一红外信息(刚刚移动到泄露位置的红外成像采集模块会造成镜头抖动，从而使得拍摄的照片不够稳定清晰，影响监测结果)；
所述红外采集传感器对所述泄露位置进行正式采集，所述红外采集传感器将背景图像时序上相邻的后若干帧图像作为待检图像，以形成第二红外信息，所述处理分析模块接收第二红外信息后计算泄漏气体的成份和浓度(通过显示器进行显示)。
更进一步的是，所述红外成像采集模块包括定位模块(例如GPS导航等)和运动模块(包括飞行装置和陆地装置，飞行装置可为无人机，陆地装置为无人小车，以实现在恶劣环境中进行监测，并且实现远距离监测)，所述定位模块用于将的接收处理分析模块获得的泄露位置进行定位，从而通过运动模式移动到泄露位置进行采集。
值得一提的是，本发明专利申请涉及的镜头、光学成像器件和光栅等技术特征应被视为现有技术，这些技术特征的具体结构、工作原理以及可能涉及到的控制方式、空间布置方式采用本领域的常规选择即可，不应被视为本发明专利的发明点所在，本发明专利不做进一步具体展开详述。
对于本领域的技术人员而言，依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种用于挥发性气体监测的红外成像系统，用于监测挥发性气体，其特征在于，包括：
红外成像采集模块，所述红外成像采集模块用于对被检测设备周期性的进行包括预采集和正式采集的红外采集，以分别形成第一红外信息和第二红外信息；
超声波采集模块，所述超声波采集模块用于对被检测设备周期性的进行超声波检测，以形成超声波信息；
处理分析模块，所述处理分析模块接收所述超声波采集模块发送的超声波信息以进行第一处理，并且接收红外采集模块发送的第一红外信息和第二红外信息以进行第二处理；
通信模块，所述红外成像采集模块和所述超声波采集模块分别通过通信模块与所述处理分析模块进行信息交互。
2.根据权利要求1所述的一种用于挥发性气体监测的红外成像系统，其特征在于，所述超声波采集模块包括超声波传感器、超声波放大滤波器和超声波处理器，其中：
所述处理分析模块通过所述通信模块对所述超声波采集模块发送第一检测指令，所述超声波处理器接收到第一检测指令后触发所述超声波传感器进行周期性检测，判断当前初步超声波信号是否为被检测设备发生的气体泄漏超声波；
如果初步超声波信号为检测设备发生的气体泄漏超声波，则将初步超声波信号判断为超声波信号，并且将超声波信号通过通信模块传输到处理分析模块，所述处理分析模块进行第一处理后获得气体的泄露位置；
如果初步超声波信号不是检测设备发生的气体泄漏超声波，则触发所述超声波传感器继续进行周期性检测。
3.根据权利要求2所述的一种用于挥发性气体监测的红外成像系统，其特征在于，所述超声波处理器在对初步超声波信号进行分析判断前，所述超声波放大滤波器除了对初步超声波进行放大滤波外还进行第一次均衡解算和第二次均衡解算，其中：
第一次均衡解算是对超声波传感器进行均衡解算，针对超声波传感器的特性进行均衡，补偿超声波传感器带来的误差；
第二次均衡解算是超声波声音特性进行均衡解算，不同大小的泄漏点和不同气压的气流有不同的信号强度，补偿泄漏点大小和泄露气流带来的误差。
4.根据权利要求3所述的一种用于挥发性气体监测的红外成像系统，其特征在于，所述红外成像采集模块包括红外采集传感器、红外放大滤波器和红外处理器，其中：
所述处理分析模块获得气体的泄露位置后，通过通信模块对所述红外成像采集模块发送第二检测指令，所述红外处理器接收到第二检测指令后触发所述红外采集传感器移动到泄露位置进行周期性检测。
5.根据权利要求4所述的一种用于挥发性气体监测的红外成像系统，其特征在于，所述红外采集传感器对所述泄露位置进行预采集，所述红外采集传感器泄露位置进行采集多张红外图像并且经过红外放大滤波器放大滤波处理后通过偶数术红外处理器选择达到图像稳定和清晰度最低阈值的第一张红外图像作为背景图像，以形成第一红外信息；
所述红外采集传感器对所述泄露位置进行正式采集，所述红外采集传感器将背景图像时序上相邻的后若干帧图像作为待检图像，以形成第二红外信息，所述处理分析模块接收第二红外信息后计算泄漏气体的成份和浓度。
6.根据权利要求5所述的一种用于挥发性气体监测的红外成像系统，其特征在于，所述红外成像采集模块包括定位模块和运动模块，所述定位模块用于将的接收处理分析模块获得的泄露位置进行定位，从而通过运动模式移动到泄露位置进行采集。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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