CN219188561U - 钢包可视化智能热成像在线安全监测报警系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及的钢包可视化智能热成像在线安全监测报警系统，其包括监测单元、信号传输单元、终端显示单元，其中监测单元包括绕着钢包周向设置的多个热成像摄像头，且在钢包浇注过程中，多个热成像摄像头所形成的探测区域保持覆盖整个钢包表面；信号传输单元包括与多个热成像摄像头相连通的交换机；终端显示单元包括显示模块、报警模块以及控制模块。本实用新型通过热成像技术探测钢包整个外壁，并将获取的图像和温度数据实时传输至终端，监测数据全面准确，有利于技术人员精准判断其磨损情况并作出预防性措施，同时，实现远距离监测，提高了工作的便利性；此外，技术人员可在终端处接收报警信息并分析获取的图像，无需接近高温区，安全性高。

Description

钢包可视化智能热成像在线安全监测报警系统

技术领域

本实用新型属于钢包安全运行温度监测技术领域，具体涉及一种钢包可视化智能热成像在线安全监测报警系统。

背景技术

冶金厂钢包又称钢水包、大包等，它是用于盛接钢液并进行浇注的设备，也是钢液炉外精炼的关键容器，其稳定运行直接影响着连续作业效率及现场作业人员的安全。钢包的外壳一般由锅炉钢板焊接而成，包壁和包底钢板厚度分别在14-30mm和24-40mm之间。钢包内衬一般由保温层、永久层和工作层组成，其中保温层紧贴外壳钢板，厚约10-15mm，主要作用是减少热损失，常用石棉板砌筑；永久层厚约30-60mm，主要是为了防止钢包烧穿事故；工作层直接与钢液、炉渣接触，容易受到化学侵蚀、机械冲刷和急冷急热及由其引起的剥落。

目前，为了保障炼钢安全生产，钢厂传统上一般是由技术人员将手持式测温仪(探头)靠近钢包，对钢包各部位的温度进行监测，以便能够及时发现钢包内衬损毁情况并进行更换，然而，该方式存在以下缺陷：

1、由于钢包本身的温度很高，采用常规的测温仪以接近式进行测温，测温仪出现干扰失效、损坏问题的概率较高，而且人工探测的探测区域局限性大，监测数据不够全面、准确，影响技术人员的判断，从而，容易导致钢铁水穿漏事故的发生；

2、在生产过程中，需要技术人员抵近钢包并观察其表面缺陷部位，具有较大的危险性，不符合安全生产的要求。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种全新的钢包可视化智能热成像在线安全监测报警系统。

为解决上述技术问题，本实用新型采取的技术方案如下：

一种钢包可视化智能热成像在线安全监测报警系统，其包括监测单元、信号传输单元、终端显示单元，其中监测单元包括绕着钢包周向设置的多个热成像摄像头，且在钢包浇注过程中，多个热成像摄像头所形成的探测区域保持覆盖整个钢包表面；信号传输单元包括与多个热成像摄像头相连通的交换机；终端显示单元包括显示模块、报警模块以及控制模块，其中多个热成像摄像头探测钢包并获得的图像和温度数据通过交换机实时传输至显示模块上，控制模块用于在图像和温度数据异常时控制报警模块发出报警信号。

优选地，将钢包周向的空间均匀划分为A区、B区、C区以及D区，其中热成像摄像头有四个且一一对应设置在A区、B区、C区以及D区内。这样设置，实现划区域监控，便于技术人员准确定位钢包上温度异常的部位。

具体的，相邻两个热成像摄像头所形成的探测区域部分重合设置。这样设置，利用探测区域重合的部位，能够通过对比两个热成像摄像头对重合部位的监测数据而判断是否因故障存在误差，便于技术人员及时发现并维修或更换出现故障的摄像头。

优选地，每个热成像摄像头距钢包的直线距离为5～30m。

优选地，多个热成像摄像头与控制模块相连通设置，报警模块发出报警信号时，控制模块控制多个热成像摄像头同步抓拍图片并传输至显示模块。这样设置，出现异常时，摄像头能够第一时间保存图像以供技术人员分析。

优选地，交换机至少有两个，信号传输单元还包括设置在每两个交换机之间的光纤收发器。这样设置，能够脱离车间空间的限制，实现无线传输和控制；同时简化线路布置，安装简单、方便，灵活度高。

优选地，终端显示单元还包括与多个热成像摄像头相连通的存储模块，其中多个热成像摄像头录制的视频能够通过交换机存储至存储模块内。

优选地，存储模块有多个，且多个热成像摄像头各自录制的视频对应存储至每个存储模块内。这样设置，能够将各区域的录像分别存储和管理，方便后期用户调用数据进行分析。

具体的，存储模块采用NVR录像机。

此外，报警信号包括声音报警、灯光报警、以及与显示模块相联动的弹窗报警。采用多种报警方式，确保技术人员接收到。

由于以上技术方案的实施，本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

本实用新型通过热成像技术探测钢包整个外壁，并将获取的图像和温度数据实时传输至终端，监测数据全面准确，有利于技术人员精准判断其磨损情况并作出预防性措施，同时实现远距离监测，降低设备损坏的概率；此外，技术人员可在终端处接收报警信息并分析获取的图像，无需接近高温区，安全性高。

附图说明

图1为本实用新型的钢包可视化智能热成像在线安全监测报警系统的结构示意图(局部省略)；

其中：G、钢包；

1、监测单元；10、热成像摄像头；

2、信号传输单元；20、交换机；21、光纤收发器；

3、终端显示单元；30、显示模块；31、报警模块；32、控制模块；33、存储模块。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

如图1所示，本实施例的钢包可视化智能热成像在线安全监测报警系统，其包括监测单元1、信号传输单元2、终端显示单元3。

具体的，监测单元1包括绕着钢包G周向设置的四个热成像摄像头10，其中在钢包G浇注过程中，四个热成像摄像头10所形成的探测区域保持覆盖整个钢包表面。通过红外辐射探测，对钢包形成直观清晰的热像图，且图像清晰、稳定、不受测量环境的干扰，具有必要的图像分析功能，具有较高的温度分辨和较高的测量精确度及合适的测温范围。

将钢包G周向的空间均匀划分为A区、B区、C区以及D区，其中四个热成像摄像头10一一对应设置在A区、B区、C区以及D区内。这样设置，实现划区域监控，便于技术人员准确定位钢包上温度异常的部位。

同时，相邻两个热成像摄像头10所形成的探测区域部分重合设置。这样设置，利用探测区域重合的部位，能够通过对比两个热成像摄像头对重合部位的监测数据而判断是否因故障存在误差，便于技术人员及时发现并维修或更换出现故障的摄像头。

本例中，每个热成像摄像头10距钢包G的直线距离为5～30m。确保每个热成像摄像头处于最佳的探测位置，有利于获得清晰准确的图像数据。

本例中，信号传输单元2包括交换机20和光纤收发器21，其中交换机20有两个，其中一个交换机20与四个热成像摄像头10相连通，另一个交换机20与终端显示单元3相连通；光纤收发器21设置在两个交换机20之间实现信号的中转和传输。这样设置，能够脱离车间空间的限制，实现无线传输和控制；同时简化线路布置，安装简单、方便，灵活度高。

本例中，终端显示单元3包括显示模块30、报警模块31以及控制模块32，其中四个热成像摄像头10探测钢包G并获得的图像和温度数据通过交换机20和光纤收发器21实时传输至显示模块30上，控制模块32用于在图像和温度数据异常时控制报警模块31发出报警信号。图像和温度数据的处理和分析均由服务器通过自动智能分析算法实现，并将结果反馈至控制模块。

为了方便实施，四个热成像摄像头10与控制模块32相连通设置，报警模块31发出报警信号时，控制模块32控制四个热成像摄像头10同步抓拍图片并传输至显示模块30。这样设置，出现异常时，摄像头能够第一时间保存图像以供技术人员分析。

本例中，报警模块31发出的报警信号包括声音报警、灯光报警、以及与显示模块30相联动的弹窗报警。采用多种报警方式，确保技术人员接收到并及时处理。

此外，终端显示单元3还包括与四个热成像摄像头10相连通的存储模块33，其中四个热成像摄像头10录制的视频能够通过交换机20和光纤收发器21存储至存储模块33内。

具体的，存储模块33有四个并均为NVR录像机，且四个热成像摄像头10各自录制的视频对应存储至每个NVR录像机内。这样设置，能够将各区域的录像分别存储和管理，方便后期用户调用数据进行分析。

综上，本实施具有以下优势：

1、通过热成像技术探测钢包整个外壁，并将获取的图像和温度数据实时传输至终端，监测数据全面准确，有利于技术人员精准判断其磨损情况并作出预防性措施，同时实现远距离监测，降低设备损坏的概率；

2、技术人员可在终端处接收报警信息并分析获取的图像，无需接近高温区，安全性高；

3、利用探测区域重合的部位，能够通过对比两个热成像摄像头对重合部位的监测数据而判断是否因故障存在误差，便于技术人员及时发现并维修或更换出现故障的摄像头；

4、能够脱离车间空间的限制，实现无线传输和控制；同时简化线路布置，安装简单、方便，灵活度高；

5、采用多种报警方式，确保技术人员接收到；

6、采用多个NVR录像机，能够将各区域的录像分别存储和管理，方便后期用户调用数据进行分析。

以上对本实用新型做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本实用新型的内容并加以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种钢包可视化智能热成像在线安全监测报警系统，其特征在于：其包括监测单元、信号传输单元、终端显示单元，其中所述监测单元包括绕着钢包周向设置的多个热成像摄像头，且在所述钢包浇注过程中，所述多个热成像摄像头所形成的探测区域保持覆盖整个所述钢包表面；所述信号传输单元包括与所述多个热成像摄像头相连通的交换机；所述终端显示单元包括显示模块、报警模块以及控制模块，其中所述多个热成像摄像头探测所述钢包并获得的图像和温度数据通过所述交换机实时传输至所述显示模块上，所述控制模块用于在图像和温度数据异常时控制所述报警模块发出报警信号。

2.根据权利要求1所述的钢包可视化智能热成像在线安全监测报警系统，其特征在于：将所述钢包周向的空间均匀划分为A区、B区、C区以及D区，其中所述热成像摄像头有四个且一一对应设置在A区、B区、C区以及D区内。

3.根据权利要求2所述的钢包可视化智能热成像在线安全监测报警系统，其特征在于：相邻两个所述热成像摄像头所形成的探测区域部分重合设置。

4.根据权利要求1所述的钢包可视化智能热成像在线安全监测报警系统，其特征在于：每个所述热成像摄像头距所述钢包的直线距离为5～30m。

5.根据权利要求1所述的钢包可视化智能热成像在线安全监测报警系统，其特征在于：所述多个热成像摄像头与所述控制模块相连通设置，所述报警模块发出报警信号时，所述控制模块控制所述多个热成像摄像头同步抓拍图片并传输至所述显示模块。

6.根据权利要求1所述的钢包可视化智能热成像在线安全监测报警系统，其特征在于：所述交换机至少有两个，所述信号传输单元还包括设置在每两个所述交换机之间的光纤收发器。

7.根据权利要求1所述的钢包可视化智能热成像在线安全监测报警系统，其特征在于：所述终端显示单元还包括与所述多个热成像摄像头相连通的存储模块，其中多个所述热成像摄像头录制的视频能够通过所述交换机存储至所述存储模块内。

8.根据权利要求7所述的钢包可视化智能热成像在线安全监测报警系统，其特征在于：所述存储模块有多个，且多个所述热成像摄像头各自录制的视频对应存储至每个所述存储模块内。

9.根据权利要求7或8所述的钢包可视化智能热成像在线安全监测报警系统，其特征在于：所述存储模块采用NVR录像机。

10.根据权利要求1所述的钢包可视化智能热成像在线安全监测报警系统，其特征在于：所述报警信号包括声音报警、灯光报警、以及与所述显示模块相联动的弹窗报警。

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