红外热像仪在钢厂的应用

  一、红外热像技术简述

  红外检测是一种在线监测(不停电)式高科技检测技术，它集光电成像技术、计算机技术、图像处理技术于一身，通过接收物体发出的红外线(红外辐射)，将其热像显示在荧光屏上，从而准确判断物体表面的温度分布情况，具有准确、实时、快速等优点。任何物体由于其自身分子的运动，不停地向外辐射红外热能，从而在物体表面形成一定的温度场，俗称“热像”。红外诊断技术正是通过吸收这种红外辐射能量，测出设备表面的温度及温度场的分布，从而判断设备发热情况。

  对于防火应用，红外尤其能发挥其先天优势。可以快速，大面积，24小时不间断执行任务。并能自动进行报警及设备自维护。

二、防火红外热像监控系统架构

 红外热像监控与分析诊断系统可以无人远程红外热像监控与分析诊断功能。本地红外热像监控与分析诊断系统如图二所示

图二、红外热像监控与分析诊断系统示意图

本系统软件为自主开发，可以根据客户的特定需求进行功能定制化开发。本红外热像监控与分析诊断系统具有两大基本功能：

u  热像故障智能监控功能（远程与本地）。

u  热像故障智能分析诊断功能（远程与本地）。

  本地红外热像监控与分析诊断系统由三大部分组成：红外热像终端，信号传输，处理服务器；。

  特点与功能：

  1、热像监控终端

  热像监控终端具有以下特点：

  1)     采用红外热像仪全球著名厂家FLIR A系列在线热像仪。该产品采用美国最先进的Indigo探测器，具备320 x 240红外像素，温度灵敏度可达0.05°C！该探测器保证了一年365天24小时之不间断测试，工作状态极其稳定，不会发生死机停机故障，给客户的设备及财产带来100%的安全保障。

  2)     采用高精度云台，监控和分析诊断累计偏移误差小。

  3)     红外热像与可见光摄像的一体化设计。

  4)     风雨尘防护装置，加热和降温装置

  5)     不间断电源供电

  2、信号传输

  整个系统的通讯符合电力行业标准IEC104通讯规约，信号传输有三种方式，具体采用哪种传输方式根据客户的具体需要以及现场实际情况决定，如图三所示：

  1)     视频电缆传输（视频输出时）

  2)     直接网线传输（编号2所示）和无线传输（无线路由器，编号5所示）

  3)     光纤传输（加配 带光纤接口的工业以太网交换机，编号3、4所示）

图三、传输方式示意图

  省局、市局、变电站之间的数据传输通过专网进行传输。由于变电站现场存在高电压以及强电磁干扰，所以在变电站的现场监测终端到本地 处理服务器的数据传输视现场情况采用网线或光缆传输。

  3、 处理服务器

  在本系统中，处理服务器完成以下功能：

  1)     数据存储与交换。

  a)     保存料堆正常时的红外热像图谱和出现异常时的典型故障图谱，以供出现异常时进行对比分析。

  2)     所有热像终端所监测的温度数据及图谱信息即时传送到本地处理服务器，

  3)     即时控制、分析与诊断。

  a)    支持即时切入控制：当料堆无异常时，系统云台一直处于自动巡航状态，一旦出现热缺陷征兆时，可即时切入客户端人工控制，以控制热像仪准确定位热缺陷征兆部分，进行即时分析。

  分析与诊断：当出现热缺陷故障时，可即时对云台和热像仪进行控制，定位发热部分，进行数据分析，诊断缺陷情况。

  三、系统部分功能简要说明

  1、监控及测温功能

  本系统的核心是对料堆的温度进行监控，那么如何准确获取物料的准确温度成为本系统的核心，在红外热像领域，影响准确测温的因素多种多样，针对本系统的应用对象来说，影响准确测温的因素如下：

  a)     准确清晰对焦

  b)     环境因素的影响（如环境温度、风速等）

  本系统红外热像终端采用全球著名厂商FLIR的在线式热像仪 A系列，由于A系列内置马达（A的技术指标可参看主要部件技术参数），可以在客户端控制进行自动对焦，不需要电动镜头，所以在自动对焦上稳定可靠。

  由于风速对红外热像准确测温的影响比较大，所以本系统采用了WST技术（风速处理技术），把风速对测温的影响降到最低。

  2、自动巡航和自动报警功能

  当需要进行无人值守时按下巡航按钮，监控系统即处于自动监测状态，它会从归零线开始，依次对四个扇区进行巡航扫描。下图显示出云台在巡航模式下的工作状态：

  云台从扇区Ⅰ开始顺时针转动，依次转过扇区Ⅰ、扇区Ⅱ、扇区Ⅲ、扇区Ⅳ，然后返回到归零线，开始下一个循环（一个周期划分多少个扇区根据现场情况确定）。我们可以在这个扇区设定报警上限值，一旦检测到物料温度超过报警温度，系统将马上报警。

  如果没有发生报警，云台将断续前进，巡航到下一个扇区。云台会在每个扇区内停留几分钟，并且把扇区的温度数据库发往热像服务器，这样在本地监控室就可以看到每个被测面积的温度值。可以根据客户的要求以及现场实际运行情况，每到整点时刻，系统可以将云台在所有预置点所采集的数据写到数据库中，以供历史查询。

  归零线的作用是为了消除累计误差，便于扇区准确定位。

  3、一键切换功能

  当自动巡航发现物料温度异常时，本系统可以实现自动巡检模式一键切换现场分析模式功能。也可以基于报警信息的快速定位切换到报警位置点和自动回复到检测点。

  4、重点区域分析功能

  可以对热像图进行区域分析、点分析和线分析，实时显示所选区域最高、最低和平均温度，如图所示：

  5、报表功能

  可以根据客户要求定制各种报告，可以根据时间区间选择数值生成报告，并可以导出为Word/Excel格式；报告模板提供预留选项，供新参数的引用，如图所示：

  6、系统故障自我诊断功能

  本系统具有自我诊断功能，当出现监控画面消失时，系统可以自动自我诊断，以确定是系统电源问题、现场终端问题，还是网络传输中断等问题。同时，系统提供断电自动保存与恢复功能。