TWI676009B - 溫度異常檢測方法及熱影像監控系統 - Google Patents

Abstract

一種熱影像監控系統，包含：一熱影像感測器，對一監控區域執行熱感檢測而產生熱影像資料；以及一監控伺服器，將不同時間的熱影像資料予以比對並計算出溫度上升速率，監控伺服器在溫度上升速率大於預設值時發出警報。藉此，本發明的熱影像監控系統適用於不同工作溫度的多個目標，在任一個目標有故障傾向而溫度上升速率異常時發出警報，便於維護人員立即處理。

Description

溫度異常檢測方法及熱影像監控系統

本發明相關於一種溫度監控裝置，特別是相關於一種溫度異常檢測方法及熱影像監控系統。

隨著科技的進展，設備的元件變得更為複雜。元件在長久的使用之下會逐漸耗損、劣化，進而故障或損毀，而元件的溫度是否有異常上升是常用於判別元件是否需要維修保養的重要指標。對於這些設備，定期性維修保養(Time Based Maintenance,TBM)即是一種常見的維護策略，維護人員一般是以手持的紅外線熱影像儀定期為設備進行檢查。然而，這種維護策略往往會對設備進行超量的維修與保養，造成人力及物力的大量浪費。此外，設備也可能在尚未到維修保養的時間即發生故障。

有鑑於此，基於狀態性維修保養(condition-based maintenance,CBM)的維護策略應運而生。這種維護策略是在有指標顯示出設備將要故障時才會進行維護，以避免前述定期性維修保養的種種問題。習知對於設備溫度的監控是以固定臨界值溫度做為警報的判別。然而，因為設備中各個元件往往會有不同的工作溫度範圍而沒有共同的固定臨界值溫度，所以每個元件都需要設置對應的溫度感測器。如此大量的溫度感測器會造成過高的設置成本以及對於溫度感測器自身維護的困難。

因此，本發明的目的即在提供一種溫度異常檢測方法及熱影像監控系統，能夠監控多個不同的工作溫度的監控目標。

本發明為解決習知技術之問題所採用之技術手段係提供一種溫度異常檢測方法，包含下列步驟：(a)透過具有複數個感測單元的一熱影像感測器而對一監控區域執行一熱感檢測而產生一熱影像資料，且該熱影像感測器將該熱影像資料即時傳送至一監控伺服器，該監控伺服器將不同時間的該熱影像資料予以儲存；(b)該監控伺服器將所儲存該熱影像資料依照時間變化而將不同時間的該熱影像資料予以比對並計算出一溫度上升速率；以及(c)在該溫度上升速率大於一預設值時，該監控伺服器發出一警報。

在本發明的一實施例中係提供一種溫度異常檢測方法，在步驟(b)之後，該監控伺服器對該溫度上升速率圖像化，並以一顯示裝置顯示圖像化的該溫度上升速率。

在本發明的一實施例中係提供一種溫度異常檢測方法，在步驟(c)中，所發出的該警報達指定連續次數時，該監控伺服器發出一溫升趨勢警報。

在本發明的一實施例中係提供一種溫度異常檢測方法，該預設值為指定的百分比。

在本發明的一實施例中係提供一種溫度異常檢測方法，該預設值為指定的溫度差值。

在本發明的一實施例中係提供一種溫度異常檢測方法，在步驟(a)中，該熱影像感測器以一感測週期定期執行熱感檢測而產生該熱影像資料。

在本發明的一實施例中係提供一種溫度異常檢測方法，在步驟(c)中，對比的該熱影像資料之間的時間間隔為該感測週期的大於1的整數倍。

在本發明的一實施例中係提供一種溫度異常檢測方法，在步驟(a)中，該熱影像感測器透過網路而將該熱影像資料傳送至該監控伺服器。

本發明為解決習知技術之問題所採用之技術手段係提供一種熱影像監控系統，包含：一熱影像感測器，具有複數個感測單元，該複數個感測單元經設置而對一監控區域執行一熱感檢測而產生一熱影像資料，並將該熱影像資料即時傳送；以及一監控伺服器，連接於該熱影像感測器以接收該熱影像資料，該監控伺服器將不同時間的該熱影像資料予以儲存，並將所儲存該熱影像資料依照時間變化而將不同時間的該熱影像資料予以比對並計算出一溫度上升速率，該監控伺服器在該溫度上升速率大於一預設值時發出一警報。

在本發明的一實施例中係提供一種熱影像監控系統，該熱影像感測器為複數個，該監控伺服器透過網路而連接於複數個該熱影像感測器。

經由本發明的溫度異常檢測方法及熱影像監控系統所採用之技術手段，異常檢測是使用溫度上升速率做為警報的判別。相較於習知的採用固定臨界值溫度做為警報的判別，本發明的異常檢測範圍能夠涵蓋到不同工作溫度的多個監控目標，在任一個監控目標有故障傾向而溫度上升速率異常時發出警報，便於維護人員立即處理。因本發明無需針對每個監控目標設置對應的溫度感測器，具有較低的設置成本且較易於維護。

100‧‧‧熱影像監控系統

1‧‧‧熱影像感測器

11‧‧‧感測單元

2‧‧‧監控伺服器

21‧‧‧顯示裝置

D‧‧‧熱影像資料

R‧‧‧監控區域

〔第1圖〕為顯示根據本發明的一實施例的熱影像監控系統的架構示意圖；〔第2圖〕為顯示根據本發明的實施例的熱影像監控系統的熱影像感測器的立體示意圖；〔第3圖〕為顯示根據本發明的實施例的溫度異常檢測方法的方塊示意圖； 〔第4a圖〕為顯示監控區域於一特定時間下的熱影像示意圖；〔第4b圖〕為顯示監控區域於另一時間下的熱影像示意圖；〔第4c圖〕為顯示監控區域根據本發明的實施例的溫度異常檢測方法所產生圖像化的溫度上升速率示意圖；〔第4d圖〕為顯示監控區域根據本發明的實施例的溫度異常檢測方法所產生的警報區域示意圖。

以下根據第1圖至第4d圖，而說明本發明的實施方式。該說明並非為限制本發明的實施方式，而為本發明之實施例的一種。

如第1圖及第2圖所示，依據本發明的一實施例的一熱影像監控系統100，包含：一熱影像感測器1，具有複數個感測單元11，複數個感測單元11經設置而對一監控區域R執行一熱感檢測而產生一熱影像資料D，並將熱影像資料D即時傳送；以及一監控伺服器2，連接於熱影像感測器1以接收熱影像資料D，監控伺服器2將不同時間的熱影像資料D予以儲存，並將所儲存熱影像資料D依照時間變化而將不同時間的熱影像資料D予以比對並計算出一溫度上升速率，監控伺服器2在溫度上升速率大於一預設值時發出一警報。

其中，本發明的熱影像監控系統100是對監控目標進行全時線上監控，而屬於基於狀態性維修保養。相較於定期性維修保養，能夠預防事故的發生，避免超量的維修與保養的次數及成本，也能避免設備尚未到維修保養的時間即發生故障。

在本實施例中，熱影像感測器1為複數個，分別對不同場所的監控區域R執行熱感檢測，在任一個熱影像感測器1的溫度上升速率大於預設值時即發出警報。因此，本發明的熱影像監控系統100能夠同時監控不同場所之多台 設備的狀態。此外，熱影像感測器1是透過網路而連接於監控伺服器2。藉此，監控伺服器2與連接的熱影像感測器1之間不受距離的限制，而能夠對於各處的監控區域R執行遠端熱感檢測。如第2圖所示，熱影像感測器1具有一網路孔，供網路線連接，以將熱影像資料D傳送到監控伺服器2。而在其他實施例中，熱影像感測器1也可以是透過無線網路而將熱影像資料D傳送到監控伺服器2。另外，針對重要的監控目標，單一個監控伺服器2也可以用於專屬的一個熱影像感測器1。

熱影像感測器1的感測單元11為紅外線感測器，排列成一陣列而分別對於監控區域R內的不同位置進行熱感檢測。熱影像資料D至少包含了各個感測單元11感測出的溫度以及進行熱感檢測當下的時間。

如第3圖所示，依據本發明的熱影像監控系統100為使用本發明的溫度異常檢測方法進行異常檢測。溫度異常檢測方法包含下列步驟：透過具有複數個感測單元11的一熱影像感測器1而對一監控區域R執行一熱感檢測而產生一熱影像資料D，且熱影像感測器1將熱影像資料D即時傳送至一監控伺服器2(步驟S10)，監控伺服器2將不同時間的熱影像資料D予以儲存；監控伺服器2將所儲存熱影像資料D依照時間變化而將不同時間的熱影像資料D予以比對並計算出一溫度上升速率(步驟S20)；以及在溫度上升速率大於一預設值時，監控伺服器2發出一警報(步驟S30)。

詳細而言，在本實施例中，熱影像感測器1以一感測週期定期對監控區域R執行熱感檢測，而隨著時間變化產生多個熱影像資料D。熱影像感測器1透過網路而將熱影像資料D即時傳送至監控伺服器2，監控伺服器2將這些熱影像資料D予以儲存，供使用者檢視熱影像資料D的歷史紀錄。

如第4a圖及第4b圖所示，為顯示同一個監控區域R經圖像化的於先後不同時間下之熱影像資料D，也就是監控區域R的熱影像。各個感測單元11 分別對應於監控區域R的熱影像之中的一個像素。監控區域R涵蓋了三個電子元件以及連接於電子元件上下二端的電纜。其中，較深的區域示意溫度較高。第4b圖對比於第4a圖可知，右側的電子元件的溫度上升，左側及中間的電子元件的溫度不變。

在步驟S20中，監控伺服器2對於這二組熱影像資料D之中，各個感測單元11所感測出的溫度進行比對並計算出溫度上升速率，並且對於溫度上升速率進行圖像化處理而形成如第4c圖的圖像。其中，較深的區域示意溫度上升速率較高。第4c圖可知，右側的電子元件的溫度上升速率最高，所連接的電纜的溫度上升速率隨著距離遞減，其他區域的溫度上升速率為零。

第4d圖的深色範圍為顯示溫度上升速率大於一預定值的範圍，監控伺服器2在經計算而產生此深色範圍時發出警報。預定值可以是指定的百分比，或者是指定的溫度差值。第4d圖可知，即使左側的電子元件於正常狀態下溫度較高，仍不會影響右側的電子元件發生異常的判斷。

監控伺服器2包括一顯示裝置21，使用者至少能選擇第4c圖至第4d圖的影像而顯示於顯示裝置21，使用者能夠從第4c圖或第4d圖得知有異常的元件位置。

當然，本發明的溫度異常檢測方法及熱影像監控系統100並不限於監控靜態的設備，在其他實施例中，也能用於監控移動的發熱物體，例如是否有人、車進入受監控之住家的範圍。

在本實施例中，熱影像感測器1的感測週期設為3秒，而比對的二組熱影像資料D的時間間隔為感測週期的大於1的整數倍(1分鐘)。藉由比對時間間隔較長的二組熱影像資料D，能夠避免暫時的雜訊所造成的誤警報而確保監控目標的溫度為上升中。而在其他實施例中，比對之二組熱影像資料D的時間間隔也可以等於熱影像感測器1的感測週期，在所發出的警報達指定連續次數時， 監控伺服器2發出一溫升趨勢警報，亦能夠避免暫時的雜訊所造成的誤警報而能夠確保監控目標的溫度為上升中。舉例而言，在所發出的警報達連續三次時，也就是n秒與n+3秒、n+3秒與n+6秒、n+6秒與n+9秒這三次熱影像資料D的對比皆有異常時，或者是n秒與n+60秒、n+3秒與n+63秒、n+6秒與n+66秒這三次熱影像資料D的對比皆有異常時，監控伺服器2發出溫升趨勢警報。

在本實施例中，使用者能夠透過網路存取監控伺服器2中所有的熱影像資料D、經圖像化的熱影像資料D及/或警報，以便於使用者對於監控目標的監控。

藉由上述的結構及方法，本發明的異常檢測範圍能夠涵蓋到不同工作溫度的多個監控目標，在任一個監控目標有故障傾向而溫度上升速率異常時發出警報，便於維護人員立即處理。

以上之敘述以及說明僅為本發明之較佳實施例之說明，對於此項技術具有通常知識者當可依據以下所界定申請專利範圍以及上述之說明而作其他之修改，惟此些修改仍應是為本發明之發明精神而在本發明之權利範圍中。

Claims (10)

1. 一種溫度異常檢測方法，包含下列步驟：(a)透過具有複數個感測單元的一熱影像感測器而在一溫度檢測期間對一監控區域執行一熱感檢測而產生一熱影像資料，且該熱影像感測器將該熱影像資料即時傳送至一監控伺服器，該監控伺服器將該溫度檢測期間中之不同時間的該熱影像資料予以儲存；(b)該監控伺服器將該溫度檢測期間中之不同時間所儲存該熱影像資料以不同前後時間的該熱影像資料相互比較的方式而計算出該熱影像資料之各個部分的一溫度上升速率；以及(c)在該熱影像資料之任何一部分的該溫度上升速率大於一預設值時，該監控伺服器發出一警報。
2. 如請求項1之溫度異常檢測方法，其中在步驟(b)之後，該監控伺服器對該溫度上升速率圖像化，並以一顯示裝置顯示圖像化的該溫度上升速率。
3. 如請求項1之溫度異常檢測方法，其中在步驟(c)中，所發出的該警報達指定連續次數時，該監控伺服器發出一溫升趨勢警報。
4. 如請求項1之溫度異常檢測方法，其中該預設值為指定的百分比。
5. 如請求項1之溫度異常檢測方法，其中該預設值為指定的溫度差值。
6. 如請求項1之溫度異常檢測方法，其中在步驟(a)中，該熱影像感測器以一感測週期定期執行熱感檢測而產生該熱影像資料。
7. 如請求項6之溫度異常檢測方法，其中在步驟(c)中，對比的該熱影像資料之間的時間間隔為該感測週期的大於1的整數倍。
8. 如請求項1之溫度異常檢測方法，其中在步驟(a)中，該熱影像感測器透過網路而將該熱影像資料傳送至該監控伺服器。
9. 一種熱影像監控系統，包含：一熱影像感測器，具有複數個感測單元，該複數個感測單元經設置而在一溫度檢測期間對一監控區域執行一熱感檢測而產生一熱影像資料，並將該熱影像資料即時傳送；以及一監控伺服器，連接於該熱影像感測器以接收該熱影像資料，該監控伺服器將該溫度檢測期間中之不同時間的該熱影像資料予以儲存，並將所儲存該熱影像資料以不同前後時間的該熱影像資料相互比較的方式而計算出該熱影像資料之各個部分的一溫度上升速率，該監控伺服器在該熱影像資料之任何一部分的該溫度上升速率大於一預設值時發出一警報。
10. 如請求項9之熱影像監控系統，其中該熱影像感測器為複數個，該監控伺服器透過網路而連接於複數個該熱影像感測器。