CN203337262U - 一种基于红外技术的在线式成像测温检测系统 - Google Patents

Abstract

一种基于红外技术的在线式成像测温检测系统，它涉及一种测温检测系统，以解决现有的接触式测温存在安装困难、瞄准型红外点温仪测温存在逐点测温，劳动强度大以及非接触式红外成像测温存在成像视角范围小，无法满足多个测温点测温，手持红外成像仪不能连续测温监控的问题，它包括监控模块、线路板、红外热成像仪、可见光成像仪、红外镜头、电动云台和双舱枪击护罩，线路板的红外辐射图像信号输出端与监控模块的红外辐射图像信号输入端连接。本实用新型用于电力行业测温用。

Description

一种基于红外技术的在线式成像测温检测系统

技术领域

本实用新型涉及一种测温检测系统，具体涉及一种用于电力系统进行温度检测的在线式红外成像测温检测系统。 

背景技术

在电力系统中，常见的工业测温技术主要有：接触式测温、瞄准型红外点温仪测温、非接触式红外成像测温等。 

接触式测温：传统的温度传感器，与被测设备进行直接接触来进行测温，此方式由于是直接接触的，每个测温点均需要安装一个测温装置，优点是单点测温成本低、测温准确度高；缺点是测温点多时综合成本高、环境恶劣时测温可靠性差、安装维护困难、数据通信难解决，因此，在电力变电站测温中已逐步淘汰； 

瞄准型红外点温仪测温：工作人员操作红外点温仪，在规定的距离内将红外点温仪对准被测温点，调整焦距，使目标充满红外点温仪中的热传感平面，然后需要根据被测目标的材料设定合适的热辐射率，才能得到目标的温度。完成一个测温点后再进行下一个测温点的测量，这是目前最常用的测温方式。它的缺点也较明显：它需要工作人员对测温点进行逐点测量，不仅浪费大量的人力，而且由于人为因素影响，往往会出现人为误差，此外红外点温仪的价格目前也较贵。 

非接触式红外成像测温：这是近几年才发展起来的一种新型测温技术，通过使用红外焦平面热成像仪，不仅能够对被测温点红外成像，而且能够得到红外热像图中的被测温点的准确温度。目前几乎所有的市面上使用的热红外成像仪只能对成像视角内的4-8个点进行测温，无法满足大数量的测温点测温；另外该测温方案需要工作人员手持红外成像仪在现场对被测温点对行拍摄，然后，将存储在热成像仪中的图片导入到计算机中，然后，分析出所有测温点的温度，并做成报表。 

现有技术的存在的缺陷，必须在电力变压器安装时预先进行规划，如在安装完成后增加测温点将极为困难；在运行过程中温度传感系统如出现问题，如断线（温感故障）等，只能在停电后进行维护，而电力变压器要求长时间不断电工作；由于高压开关触点、母线处于高电压，各相之间都存在很高的电压，传统测温维护困难，故障率相对高；另一些场合如超高压环境下的测温用常规的数据采集不易实现；传统感温电缆的使用的年限在2到3年必须更换；在高压下安全性存在问题，如感温电缆短路的情况下会引起主变的停电设备事故，引起社会大面积停电，将造成严重的经济损失和社会影响。 

实用新型内容

本实用新型的目的是为解决现有的接触式测温存在安装困难、瞄准型红外点温仪测温存在逐点测温，劳动强度大以及非接触式红外成像测温存在成像视角范围小，无法满足多个测温点测温，手持红外成像仪不能连续测温监控的问题，进而提供一种基于红外技术的在线式成像测温检测系统。 

本实用新型为解决上述问题采取的技术方案是：本实用新型的一种基于红外技术的在线式成像测温检测系统包括监控模块、线路板、红外热成像仪、可见光成像仪、红外镜头、电动云台和双舱枪击护罩，红外热成像仪、可见光成像仪和红外镜头安装在双舱枪击护罩内，双舱枪击护罩安装在电动云台上，红外热成像仪的红外辐射图像信号输出端与线路板的红外辐射图像信号输入端连接，线路板的红外辐射图像信号输出端与监控模块的红外辐射图像信号输入端连接，可见光成像仪的可见图像信号输出端与线路板的可见图像信号输入端连接，线路板的可见图像信号输出端与监控模块的可见图像信号输入端连接，红外镜头的温度信号输出端与线路板的温度信号输入端连接，线路板的温度信号输出端与监控模块的温度信号输入端连接。 

本实用新型的有益效果是：一、每个变电站里，需要测量的目标点大约有数百个之多。人工巡检时往往只会挑出少数几个特别关键的目标点来测量，这就会造成大量的目标点漏测，从而存在故障隐患。本实用新型具有全视场测温能力，可以对镜头视场内的每一个像素点进行准确测温，真正达到“能见即能测”；二、测温目标与红外镜头之间的距离对测温的准确度有较大的影响，手持式红外测温仪需要对每一个测量目标进行距离估计，本实用新型采用了红外雷达技术，能够自动对目标距离的进行分析并对测温准确度进行自适应补偿，保证了大范围内的目标测温准确度；三、本实用新型的测温终端安装在测温现场，测温图像及结果通过网络实时传回监控模块，能够对测温目标进行全天侯的不间断测温监控，避免了手持式红外测温方式存在的巡检间隔中的监控真空出现。监控结果通过网络进行传输，有利于网管中心的远程集中监控；四、红外热成像仪所形成的可视化图像是标准的8bit灰度图像，灰度级只能有256级，如果要在图像中能区分0.1℃的温差，则0.1℃必须要分配4个灰度级，因此,256个灰度级只能显示(256/4)×0.1℃=6.4℃，视场内的高低温差一般都要远远超过6.4℃，通用红外热成像仪解决的办法是把背景滤掉（黑化）而只显示高温目标。但在情景式测温应用模式下，没有背景显示是无法对测温目标进行识别的，本实用新型红外成像测温系统采用了背景恒定显示技术，环境背景对测量者都是可见的；五、本实用新型解决了现有的接触式测温存安装困难、瞄准型红外点温仪测温存在逐点测温，劳动强度大以及非接触式红外成像测温存在成像视角范围小，无法满足多个测温点测温，手 持红外成像仪不能连接测温监控的问题；六、本实用新型测温检测系统的建成和推广应用后，能为故障诊断、设备检修等提供理论依据，使缺陷处理更具针对性，为开展设备状态维修创造条件，有效地预防一些事故的发生，从而提高设备运行的可靠性。在本系统建成和推广应用后，不仅是简单地反映在减少值守人员、减轻管理单位人员调配压力、提高消防系统管理性能等这些显著的有形经济效益上，更值得让人注意的是对远方电力生产现场的全天候实时掌控和把握能力得到一个质的提升和飞跃，变电站现场设备的管理和维护将进入一个崭新的阶段。本实用新型更加符合当前电力行业的需求，且在检测相同数目的待测点的情形下，运行成本大幅度降低。 

附图说明

图1是本实用新型的系统框图。 

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式的一种基于红外技术的在线式成像测温检测系统包括监控模块1、线路板2、红外热成像仪3、可见光成像仪4、红外镜头5、电动云台和双舱枪击护罩，红外热成像仪3、可见光成像仪4和红外镜头5安装在双舱枪击护罩内，双舱枪击护罩安装在电动云台上，红外热成像仪3的红外辐射图像信号输出端与线路板2的红外辐射图像信号输入端连接，线路板2的红外辐射图像信号输出端与监控模块1的红外辐射图像信号输入端连接，可见光成像仪4的可见图像信号输出端与线路板2的可见图像信号输入端连接，线路板2的可见图像信号输出端与监控模块1的可见图像信号输入端连接，红外镜头5的温度信号输出端与线路板2的温度信号输入端连接，线路板2的温度信号输出端与监控模块1的温度信号输入端连接，所述监控模块1包括管理查询、数据统计和报表系统1-1和红外、可见光图像分析处理系统1-2和测温、报警系统1-3。 

线路板的主要功能是把红外图像、可见图像、报警信息、状态信息等通过网络接口实时传输到监控模块，进而传输到监控中心，操作人员可以通过监控中心的软件系统调用线路板内置指令完成对设备的控制。内置指令主要包括云台控制指令、预置位设置指令、兴趣点设置指令、自动巡检指令、实时视频指令、参数配置指令、远程升级指令等。 

本实用新型系统切入了采用相对差分测温和绝对值测温两种方法相结合的测温算法，共同分析全视场内各节点的温度变化情况。相对差分测温：对同一测温目标点前后两个时刻的温度值进行比较，分析其差值，若差值过大，则表示该目标点的性能发生了急剧的变化，值得高度重视，该方法有利于发现突发性故障，比如过流等；绝对值测温：对测温目标点进行绝对温度测量，若高于预先设定的容许阈值，则发出报警，绝对值测温主要针对 那种缓慢性发展的故障，比如锈蚀等。相对测温和绝对测温技术的融合使用，提高了温度监测的可靠性。 

尽管全视场红外成像系统能够对全视场进行测温，但用户往往会对视场中的部分关键点特别感兴趣，本实用新型特别提供了预置点设置功能，用户可以在网管软件图形界面上将视场范围内的任意点设置为兴趣点，并赋予该预置点名称，更有利于直观的显示目标运行状态。 

自动化程度高，本实用新型安装完成后，无需人工干预，无需人工巡检，在无人为操作的情况下，系统会自动记录测温目标正常运行情况及故障情况，且在被监控设施发生故障时，会自动报警，真正实现了全程自动化；七、历史温度数据对于工作人员了解设备历史运行状况、制作工作报表相当重要。设备运行的正常情况和异常情况均保存于数据库，工作人员可在任意时刻调出历史数据进行分析，产品可对任一测温点的历史温度变化情况以曲线方式表示。 

具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式的红外热成像仪3与线路板2通过RS485线路连接。如此设置，实现点对点通信和总线连接，数据通信便捷。其它与具体实施方式一相同。 

具体实施方式三：结合图1说明本实施方式，本实施方式的红外镜头5与线路板2通过RS485线路连接。如此设置，实现点对点通信和网络总线连，数据通信便捷接。其它与具体实施方式一或二相同。 

具体实施方式四：结合图1说明本实施方式，本实施方式的可见光成像仪4与线路板2通过RJ45接口连接。如此设置，实现网络通信连接，方便数据通信传输。其它与具体实施方式一或二相同。 

工作过程 

结合图1说明，本实用新型安装在测温现场，测温图像及结果通过网络实时传回监控管理中心，能够对变电设施进行全天侯的不间断测温监控，避免了手持式红外测温方式存在的巡检间隔中的监控真空出现。监控结果通过网络进行传输，便于网管中心的远程集中监控。系统安装完成后，无需人工操作，无需人工巡检，系统全自动的按照既定的扫描线路对监测区域进行扫描，自动记录被检测设备的红外图谱，并对每帧图像的最高温度、设备温度进行分析，一旦分析结果超出设定阈值，系统会进行声光报警，真正实现全程自动化。本实用新型具备全视场成像测温能力，可以对镜头视场内的变电区域每一个像素点进行准确测温，真正达到“能见即能测”。并且采用相对差分测温、绝对值测温、相间温差报警三种方法相结合的测温算法，共同分析全视场内各节点的温度变化情况。设备运行的正 常情况和异常情况均保存于数据库，工作人员可在任意时刻调出历史数据进行分析，产品可对任一测温点的历史温度变化情况以曲线方式表示。本实用新型会自动巡视视野范围内的测温目标，每次巡视完成后记录所有视场的温度信息，把所有的目标当前温度以word文档+图像的形式生成报表。工作人员亦可通过控制云台，将红外热像仪对准任一感兴趣的设备，通过按键生成截图报表。 

Claims (4)

1.一种基于红外技术的在线式成像测温检测系统，其特征在于：所述系统包括监控模块（1）、线路板（2）、红外热成像仪（3）、可见光成像仪（4）、红外镜头（5）、电动云台和双舱枪击护罩，红外热成像仪（3）、可见光成像仪（4）和红外镜头（5）安装在双舱枪击护罩内，双舱枪击护罩安装在电动云台上，红外热成像仪3的红外辐射图像信号输出端与线路板（2）的红外辐射图像信号输入端连接，线路板（2）的红外辐射图像信号输出端与监控模块（1）的红外辐射图像信号输入端连接，可见光成像仪（4）的可见图像信号输出端与线路板（2）的可见图像信号输入端连接，线路板（2）的可见图像信号输出端与监控模块（1）的可见图像信号输入端连接，红外镜头（5）的温度信号输出端与线路板（2）的温度信号输入端连接，线路板（2）的温度信号输出端与监控模块（1）的温度信号输入端连接。 

2.根据权利要求1所述的一种基于红外技术的在线式成像测温检测系统，其特征在于：红外热成像仪（3）与线路板（2）通过RS485线路连接。 

3.根据权利要求1或2所述的一种基于红外技术的在线式成像测温检测系统，其特征在于：红外镜头（5）与线路板（2）通过RS485线路连接。 

4.根据权利要求1或2所述的一种基于红外技术的在线式成像测温检测系统，其特征在于：可见光成像仪（4）与线路板（2）通过RJ45接口连接。 

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