CN114923109A - 一种poc煤气柜在线状态监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种POC煤气柜在线状态监测方法，4个视音频采集装置间隔安装在煤气柜活塞的支架上，每个音频采集装置扫描区域是180°，相邻两个视音频采集装置扫描重复区域90°，视音频采集装置由水平云台，装有信号处理装置和水平垂直两个维度的驱动装置的立柱，可见光摄像头，红外线成像仪，光源，拾音器组成，信号汇集到柜内无线发送接收装置中，柜外无线发送接收装置将信号传输到服务器中，柜内仪表采集的信号通过PLC或DCS32也传输到服务器中，服务器将信号处理后传输至操作站上显示、预警、记录，操作站上作业指令信号通过服务器、柜外无线发送接收装置，柜内无线发送接收装置，送至视音频采集装置。
Description
技术领域
本发明涉及一种POC煤气柜在线状态监测方法。
背景技术
POC干式煤气柜采用了可隆型煤气柜的圆筒形结构和球面活塞结构，运用了曼型煤气柜稀油静液柱密封原理，采用密封橡胶滑板更好适应煤气柜侧板的变化。煤气柜内部用于储存煤气，属重大危险源，一旦出现泄露、燃烧、爆炸极易引发严重后果。煤气柜活塞上部与大气联通，存在煤气泄漏风险、是“有限空间”区域，人工巡检需要佩戴呼吸器从柜顶部通过吊篮到达活塞上部,而且需要在有人陪同监护的情况下才能进入和巡检。煤气柜内活塞上部开展状态监测，一般采用特种设备和仪表检测信号，通过PLC或DCS采集处理信号，人工巡检时的观察和人工测量作为补充；状态监测手段相对单一，人工巡检存在安全隐患，状态监测结果的指向性不足，状态监测不连续。
发明内容
本发明的目的是提供一种POC煤气柜在线状态监测方法，实现稀油密封煤气柜远程在线状态监测,降低人工巡检的安全风险和工作量，提高巡检的效率。
本发明技术方案：一种POC煤气柜在线状态监测方法， 4个视音频采集装置间隔安装在煤气柜活塞的支架上，每个音频采集装置扫描区域是180°，相邻两个视音频采集装置扫描重复区域90°，视音频采集装置由水平云台，装有信号处理装置和水平垂直两个维度的驱动装置的立柱，可见光摄像头，红外线成像仪，光源，拾音器组成，信号汇集到柜内无线发送接收装置中，柜外无线发送接收装置将信号传输到服务器中，柜内仪表采集的信号通过PLC或DCS32也传输到服务器中，服务器将信号处理后传输至操作站上显示、预警、记录，操作站上作业指令信号通过服务器、柜外无线发送接收装置，柜内无线发送接收装置，送至视音频采集装置；第三方接口为单向数据接口，仅能输出信号，不能接收指令；用于向第三方的平台发送数据；除通过PLC或DCS32采集的油位信号外，增加了一个可以通过视频直观看到的浮标、标尺，并且通过视频信号处理得到一个量化的油槽液位信号，增强对活塞倾斜问题的监控。
利用常规的仪表检测技术、图像识别技术、红外热成像技术、噪声检测技术、计算机及网络技术等，综合PLC或DCS采集的在线仪表信息、柜内视频信息、柜内音频信息等，建立分析诊断模型，实现对煤气柜状态在线监测。对于煤气柜柜壁挂冰状态，通过扫描柜壁获得的视频图像，经图像处理和提前准备的图像模板对比获得结果，在操作站上的煤气柜画面上模拟显示出来。对于煤气泄漏主要通过在线安装的仪表获得，在操作站上模拟显示浓度分布状况。对于油槽温度主要通过在线安装的仪表获得，红外热成像仪作为辅助，在操作站上分区域模拟显示出来。对于油槽液位通过两种方式获得，一是在线安装的仪表，二是模拟人工巡检测量过程，用浮标通过视频图像识别获得，在操作站上分区域模拟显示出来。对于柜内出现温度异常或明火，主要通过红外热成像仪扫描获得，在操作站上分区域模拟显示出来。对于导轮出现卡涩状态，通过音频信息捕捉和导轮在柜壁上的压痕图像变化进行判断，在操作站上分区域模拟显示出来。对于柜壁变形状态，通过捕捉密封配重的位移变化间接获得，在操作站上分区域模拟显示出来。对于活塞倾斜状态，通过不相邻活塞油槽隔堰中的液位对比获得，在操作站上分区域模拟显示出来。对于柜内有物体移动的状态，通过扫描获得的图像与背景图像对比，在操作站上分区域模拟显示出来。对于活塞旋转状态，通过捕捉活塞导轮上下移动的痕迹与与背景图像对比，在操作站上分区域模拟显示出来。
本发明技术方案特点：一是对煤气柜内活塞上部经常出现的典型故障状态比较全面地进行状态监测，超出已知的其它技术方案；二是对每一种典型故障状态都有针对性的信号检测方法和状态判断方法，这些信号检测方法和状态判断方法在煤气柜状态监测上的应用与已检索到的文献中提到的不相同；三是通过视频、音频和仪表信号多种方式信息采集，取代了已有相对单一的信息采集方式；四是建立了一套有别于已知的煤气柜状态监测方法的信号采集、传输、集成和处理系统；五是未采用巡检机器人的方式采集信息，可减少机器人在危险场所中行走、滑跌、摩擦、充电等可能增加的风险。本发明达到的效果：一是降低人工巡检的频次、风险和工作量；二是对煤气柜常见的异常状态有针对性地进行状态监测；三是可在线连续状态监测，及时发现煤气柜典型异常和故障；可适用于其它类型的稀油密封煤气柜。
附图说明
图1为煤气柜监测点俯瞰示意图，
图2为煤气柜活塞侧视示意图，
图3为视音频采集装置示意图，
图4为油槽液位视频采集示意图，
图5为浮标示意图，
图6智能监测系统示意图。
图中的标识为：煤气柜侧壁01，煤气柜活塞02，稀油密封油槽03，视音频采集装置04，CO检测点05，密封配重06，油位检测点07，油温检测点08，活塞油槽隔堰09，水平云台11，立柱12，可见光摄像头13，红外线成像仪14，光源15，拾音器16，密封油22，标尺23，活塞侧壁24，浮标25，浮标杆26，空心导管27，固定件28，柜内无线发送接收装置30，柜外无线发送接收装置31，PLC或DCS32，服务器33，第三方接口34，操作站35。
具体实施方式
一种POC煤气柜在线状态监测方法，在附图1、附图2中，4个视音频采集装置04间隔安装在煤气柜活塞02的支架上，每个音频采集装置04扫描区域在附图1上是180°，相邻两个视音频采集装置04扫描重复区域90°，以避免存在盲区或较大的误差。
在附图3中，视音频采集装置04由水平云台11，装有信号处理装置和水平垂直两个维度的驱动装置的立柱12，可见光摄像头13，红外线成像仪14，光源15，拾音器16等组成，在附图6中信号汇集到柜内无线发送接收装置30中，柜外无线发送接收装置31将信号传输到服务器33中，柜内仪表采集的信号通过PLC或DCS32也传输到服务器33中，服务器33将信号处理后传输至操作站35上显示、预警、记录，操作站35上作业指令信号通过服务器33、柜外无线发送接收装置31，柜内无线发送接收装置30，送至视音频采集装置04。
在附图6中，第三方接口34为单向数据接口，仅能输出信号，不能接收指令；用于向第三方的平台发送数据。
在附图4、附图5中，除通过PLC或DCS32采集的油位信号外，增加了一个可以通过视频直观看到的浮标25、标尺23，并且通过视频信号处理得到一个量化的油槽液位信号，增强对活塞倾斜问题的监控。
具体应用举例：
对于北方冬季经常遇到的柜壁挂冰现象，在光源15的辅助下，通过见光摄像头13捕捉柜壁局部色泽异常，通过图像二值化处理、边缘检测、图像模板对比计算出结冰面积和形状，在操作站35的人机界面上模拟显示出来，及时发出预警。
对于煤气泄漏现象，通过PLC或DCS32采集的CO在线检测数据，再根据检测点的分布情况，在操作站35的人机界面上模拟显示出来，及时发出预警。
对于柜壁变形现象，通过见光摄像头13捕捉每个密封配重06的视频位置变化、是否超过视频图像坐标界线，在操作站35的人机界面上模拟显示出来，及时发出预警；可以通过贴反光条的方式增加密封配重06的可辨识度。
对于物体移动现象，通过见光摄像头13整体扫描与设定的图像模板对比，在操作站35的人机界面上显示出来对比结果，及时发出预警。
对于油槽温度超限现象，通过PLC或DCS32采集在线检测数据，再根据检测点的分布情况，在操作站35的人机界面上模拟显示出来，及时发出预警；红外线成像仪14采集的信号作为参考。
对于油槽液位超限现象，通过PLC或DCS32采集在线检测数据和通过视频信号处理得到的油槽液位信号对比，设置不同的权重，当偏差过大时以视频信号处理得到的油槽液位信号为主；根据检测点的分布情况，在操作站35的人机界面上模拟显示出来，及时发出偏差预警和越线预警；根据两个不相邻活塞油槽隔堰09中的液位和活塞直径，计算活塞倾斜程度，在操作站35的人机界面上模拟显示出来，及时发出预警。
对于温度异常和着火现象，通过红外线成像仪14扫描捕捉，根据扫描路线、周期、时间计算的分布区域，在操作站35的人机界面上模拟显示出来，及时发出超温预警和火灾告警。
对于导轮卡涩现象，通过见光摄像头13捕捉导轮在柜壁上摩擦痕迹、对比图像模板，以及通过拾音器16捕捉导轮异响声，在操作站35的人机界面上模拟显示出来，及时发出预警。
对于活塞旋转现象，通过见光摄像头13捕捉导轮在上的行走痕迹，对比图像模板，计算偏差，在操作站35的人机界面上模拟显示出来，及时发出预警。
正常情况下，视音频采集装置04的扫描路线、扫描间隔按设置自动进行，扫描路线规划要根据现场情况设置，扫描路线、坐标和操作站35的人机界面上模拟显示画面对应。
在操作站35的人机界面上有手动和自动扫描模式切换按钮，手动扫描时，人机界面上画面显示人工正在操作的视音频采集装置04对应的可见光摄像头13、红外线成像仪14、拾音器16捕捉的未经过处理的音视频信号。
Claims (1)
1.一种POC煤气柜在线状态监测方法，其特征在于：4个视音频采集装置间隔安装在煤气柜活塞的支架上，每个音频采集装置扫描区域是180°，相邻两个视音频采集装置扫描重复区域90°，视音频采集装置由水平云台，装有信号处理装置和水平垂直两个维度的驱动装置的立柱，可见光摄像头，红外线成像仪，光源，拾音器组成，信号汇集到柜内无线发送接收装置中，柜外无线发送接收装置将信号传输到服务器中，柜内仪表采集的信号通过PLC或DCS32也传输到服务器中，服务器将信号处理后传输至操作站上显示、预警、记录，操作站上作业指令信号通过服务器、柜外无线发送接收装置，柜内无线发送接收装置，送至视音频采集装置；第三方接口为单向数据接口，仅能输出信号，不能接收指令；用于向第三方的平台发送数据；除通过PLC或DCS32采集的油位信号外，增加了一个可以通过视频直观看到的浮标、标尺，并且通过视频信号处理得到一个量化的油槽液位信号，增强对活塞倾斜问题的监控。
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