在線測溫熱成像攝像機在測溫監控系統的應用

　　一、背景

　　隨著工廠技術的更新升級，和人們對安全性的意識的提高，測溫技術在生產、生活中有著廣泛的應用，特別是在冶煉工業高溫檢測、電力電氣設備安全檢測、石油化工洩漏檢測、建築物潛在斷裂檢測等領域，很多潛在的隱患是由於設備內部破損或接觸不良引起的，通常人眼無法觀察到，事故一旦發生時將產生重大的財產損失，甚至會引起火災、爆炸危害人員生命安全。而這些潛在故障通常會產生局部過熱等異常情況，可以通過溫度檢測來發現，提前預防處理，避免事故的發生。每年各種測溫技術和大量檢測設備都會投入到各個行業中，用於保障生產活動安全運行。熱像技術的發展，為溫度檢測帶來了新的突破，紅外熱像診斷技術的應用，解決了設備運行中的大量熱性故障問題，取得了顯著的經濟效益和社會效益顯。由於該技術是對設備表面輻射的紅外光像進行非接觸、遠距離熱成像檢測，不受電場幹擾，因此具有直觀、準確、靈敏度高、快速、安全、應用範圍廣等特點，能從根本上改變早期人工巡檢運行設備的故障隱患診斷方式。

　　二、需求分析

　　紅外熱成像攝像機結合專業軟體而成的在線監控系統在各個領域中逐漸被推廣應用，使傳統熱隱患設備的預防性試驗維修提高到預置狀態檢修，這對於提高設備的可靠性與有效性，提高企業運行經濟效益，降低維修成本都有很重要意義。

　　針對生產廠房系統關鍵設備監控的實際情況，北京和普威視科技股份有限公司設計了廠房在線測溫監控系統，利用熱成像原理，通過接受物體發射的紅外線，將被測目標物體表面的紅外輻射轉變成視頻信號，以此來監測設備溫度及其他異常事件。

　　三、系統設計

　　1、 系統架構

　　該系統採用先進的計算機壓縮技術與網絡傳輸技術，可在遠方實現對儀器的設置、超溫自動報警、自動錄像等日常自動尋檢。前端採用和普自主研發生產的KTVC測溫監控攝像機，該攝像機基於最新一代非製冷紅外技術，採用高靈敏度640X480解析度非製冷型焦平面成像探測器，內部採用高速數字處理電路，可實時對大範圍目標進行成像溫度檢測，輸出熱分布圖像和溫度信息，可24小時對目標實時監控。整體外殼採用超強鋁合金達到了IP66防護等級，內部工業級嵌入式控制電子系統，保證設備在野外惡劣環鏡中長期運轉。

　　同時配合和普測溫系統平臺軟體，其不僅具備一般視頻管理軟體的顯示、控制、存儲、回放、權限管理、日誌等常規功能，還具有全局最高溫點實時動態追蹤、圖像中最高、最低溫度位置坐標、視頻圖像中疊加顯示整圖中的全局最高溫度、最低溫度、平均溫度數值等功能，多種種告警算法，在溫度超過閾值時可進行聲、光報警。

　　2、 前端設備

　　(1)200萬高清可見光同步成像，清晰準確地對比觀察目標位置。

　　(2)數位化測溫基於熱圖像原始數據處理，前端測溫技術，與熱成像視頻圖像分離，比同類產品獲得更高的測溫精度。

　　(3)基於MEMS技術的最新一代VOx探測器，NETD可達50mk，比常規產品具有更高的溫度檢測精度，獲得更準確的熱像數據和更細膩畫面質量，受霧雨雪天氣影響小。

　　(4)SDE圖像細節增強技術，圖像平滑無噪聲，多可達10種偽彩色顯示模式，方便針對不同場景達到最佳顯示效果。

　　(5)系統自動屏蔽掉無關區域和幹擾區域，前端設備只回傳所設區域的最高溫度、最低溫度及其位置坐標，有效降低數據傳輸所需要寬帶。

　　(6)特有空域相對或時域相對溫度突變值檢測報警技術，有效消除室外環境溫差、目標自身溫度24小時緩變、天氣變化引起的誤報。

　　(7)軍品級工藝設計，整機採用超強鋁合金外殼，IP66防護，防淋雨、防灰塵，可適應各種惡劣環境，高可靠性免維護。

　　3、後臺軟體

　　測溫系統平臺軟體主界面設計簡潔，功能布局合理，界面分為頂部菜單區、左側功能區、右側視頻顯示區三大塊，與常用的主流視頻監控軟體布局統一。報警時可調用預置位聯動可見光攝像機雲臺自動觀察目標，可聯動消防滅火系統和廣播系統。報警時並記錄日誌，可自動存儲溫度數據和圖像快照和錄像，並可實時記錄並生成溫度歷史變化曲線，為工業安全生產提供了專業化、信息化、數位化、快速響應的有效管理工具。

　　溫度檢測模塊採用嵌入式DSP高速數位訊號處理器，高精度溫度計算方法，獲取準確溫度數據。測溫軟體系統基於IP網絡技術，實時圖像和溫度顯示記錄，自動生成歷史曲線，多種智能告警算法，告警時可聯動消防滅火系統和廣播系統。

　　四、功能實現

　　1.紅外全景圖

　　可為用戶定製紅外全景拼接功能，以攝像機為中心作360°全範圍掃描，拼接出實際全景圖片，比電子地圖更真實直觀。雲臺的預置點位置自動標記在全景圖上，用戶可以直接在全景圖上點擊預置點位置，雲臺自動轉到這一位置上，比常規雲臺操作更加直觀簡單。同時，當前攝像機觀察範圍會以方框實時顯示在全景圖上，使用戶可以非常直觀的把握當前攝像機觀察位置和目標在整個場景中的方位。

　　2.特有空域和時域突變告警技術

　　測溫管理軟體內部嵌入6種告警算法，特有的空域相對和時域相對溫度突變值檢測報警，能有效消除室外環境溫度幹擾、目標自身溫度24小時緩變、天氣變化引起的誤報。

　　3.溫度變化趨勢曲線和告警日誌

　　軟體可以實時記錄每個前端所設置區域的最高、最低、平均溫度變化數據， 可自動生成溫度變化趨勢曲線，方便用戶分析。日誌管理可以記錄設備的告警信息、告警點圖片抓拍和錄相，操作記錄、系統連接登錄、方便用戶查找、回放。

　　4.感興趣目標區域檢測設置

　　系統支持點、線、矩形等多種測溫模式，可添加多個測溫對象。所有測溫對象可獨立設報警閾值範圍、採樣周期、繪製歷史溫度曲線圖。可設置最多個感興趣子區域，系統自動屏蔽掉無關區域和幹擾區域，前端設備只回傳所設區域的最高溫度、最低溫度及其位置坐標，有效降低數據傳輸所需要帶寬，提高系統的實時性和穩定性。

　　5.告警管理

　　觸發超溫自動報警時，報警信號、內容等可在監控畫面自動顯示;所有報警信息報告自動保存，有需要時可列印輸出。

　　6.圖像管理

　　監控中心可顯示、存儲、檢索、回播廠房內的所選監控頭實時圖像;

　　監控中心可遠程控制站端視頻處理單元實現手動、超溫報警觸發錄像等;

　　超溫觸發報警時，系統能夠回傳一幀帶溫度數據圖像，供數據後期分析使用。

　　7.安全管理

　　系統實行操作權限管理，按工作性質對每個用戶賦予不同權限等級;

　　系統保存自動生成的重要數據，包括用戶信息、報警信息、操作記錄、日誌等。

　　8.圖像監控

　　對環境進行防盜、防火、防人為事故的監控，對廠房內進行超溫監控。通過通信網絡通道，將被監視的目標動態圖像以IP網絡傳輸方式傳到監控中心，並能實現一對多，多對一的監控功能。報警信號、站端狀態信息、配置和控制信息以TCP/IP方式與監控中心實時通信。

　　9.報警功能

　　當發生報警時，廠房監控系統能同時傳送報警信息和相關圖像;

　　超溫預警信息和生成的報警報告相對應，自動生成超溫報告、曲線報告和巡檢時每個預置點的運行日誌。

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