1 方案設(shè)計(jì)
1.1紅外熱成像技術(shù)分析
紅外熱像儀通過(guò)非接觸探測(cè)紅外熱量，并將其轉(zhuǎn)換生成熱圖像和溫度值。紅外熱像儀能夠?qū)⑻綔y(cè)到的熱量精確量化，能夠?qū)Πl(fā)熱的故障區(qū)域進(jìn)行準(zhǔn)確識(shí)別和嚴(yán)格分析。其相較于傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)手段有如下優(yōu)勢(shì)及特點(diǎn)：
- 通過(guò)紅外熱成像，無(wú)視環(huán)境光線，無(wú)需專(zhuān)門(mén)補(bǔ)光，及時(shí)漆黑一片也能清晰成像
- 全像素點(diǎn)測(cè)溫，其160*120分辨率可以實(shí)時(shí)探測(cè)畫(huà)面上所有的19200個(gè)像素點(diǎn)溫度，實(shí)現(xiàn)畫(huà)面內(nèi)全區(qū)域測(cè)溫。
- 遠(yuǎn)距離非接觸測(cè)溫，無(wú)需貼近被測(cè)溫物體，測(cè)溫精度可達(dá)到2℃或2%。
- 通過(guò)DDE技術(shù)，可以對(duì)原始目標(biāo)信息實(shí)時(shí)分析，得到層次細(xì)節(jié)豐富的圖像，更清晰的反饋出目標(biāo)溫度細(xì)節(jié)。
- 軟件可以自定義測(cè)溫區(qū)域，可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)、線、面測(cè)溫，其中面測(cè)溫可以定義復(fù)雜輪廓區(qū)域，可以實(shí)時(shí)反饋區(qū)域測(cè)溫最高溫、最低溫及平均溫。
- 軟件可以自定義屏蔽區(qū)域，屏蔽區(qū)域內(nèi)溫度超限無(wú)法觸發(fā)報(bào)警。
- 軟件可以實(shí)時(shí)追蹤最高溫、最低溫，可以顯示溫度曲線。
- 軟件可以錄制圖像或者視頻，用于追溯、分析。
1.2現(xiàn)場(chǎng)需求分析
某油田，現(xiàn)有機(jī)房高壓電柜環(huán)境中，需要一套能對(duì)配電柜內(nèi)關(guān)鍵元器件進(jìn)行實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)的點(diǎn)、面測(cè)溫，對(duì)測(cè)溫結(jié)果實(shí)時(shí)分析、展示、上報(bào)的紅外檢測(cè)系統(tǒng)。
1.2.1高壓電柜正面位置檢測(cè)需求
- 23面33kV中壓開(kāi)關(guān)柜加裝紅外熱成像儀，位置見(jiàn)設(shè)備布置圖（29面開(kāi)關(guān)柜中的23面，6面?zhèn)溆霉癫恍枰_(kāi)關(guān)柜柜內(nèi)結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)附件，需母線隔室，電纜隔室，斷路器隔室都被監(jiān)測(cè)到
- 母線橋內(nèi) 三相各一臺(tái)攝像機(jī)檢測(cè)
- 主機(jī)一臺(tái)，預(yù)留100%攝像機(jī)接入，為以后11kV開(kāi)關(guān)柜加裝紅外攝像頭預(yù)留。
高壓電柜熱成像
1.2.2軟件功能需求
- 系統(tǒng)能夠提供長(zhǎng)波紅外頻段溫度場(chǎng)監(jiān)控。
- 系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控高壓電柜內(nèi)零部件表面溫度場(chǎng)分布情況，可直接測(cè)量出圖像中任意一點(diǎn)的溫度，可自動(dòng)顯示溫度圖像中的最高溫度值，以可視的方式初步了解到元器件運(yùn)行情況。
- 高溫追蹤，實(shí)時(shí)顯示指定區(qū)域內(nèi)最熱點(diǎn)位置及其溫度數(shù)據(jù)。
- 能夠顯示實(shí)時(shí)溫度曲線及趨勢(shì)，輔助相關(guān)人員更容易了解到一段時(shí)間內(nèi)元器件的運(yùn)行狀態(tài)。
- 以硬盤(pán)存儲(chǔ)的方式儲(chǔ)存任意時(shí)刻或時(shí)段的溫度圖像，保證歷史資料的完整性和可追溯性。
- 能夠根據(jù)用戶(hù)提供的溫度閾值輸出預(yù)警信號(hào)，能夠依據(jù)用戶(hù)要求分區(qū)域監(jiān)控及預(yù)警。
2高壓電柜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.1設(shè)計(jì)原則
隨著行業(yè)的不斷完善、更新，整個(gè)工藝體系將會(huì)持續(xù)新增其它信息化、智能化設(shè)備用以輔助生產(chǎn)流程，達(dá)到提高生產(chǎn)效率、保障生產(chǎn)安全的目的。格物優(yōu)信紅外監(jiān)測(cè)系統(tǒng)始終以“服務(wù)生產(chǎn)”為目標(biāo)，讓員工投身生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地調(diào)研，立足于不同場(chǎng)景下的客戶(hù)需求，為每一個(gè)行業(yè)用戶(hù)提出的愿景進(jìn)行“量身定制”，設(shè)計(jì)的方案遵循以下原則：
- 先進(jìn)性：采用成熟、主流的設(shè)備構(gòu)建系統(tǒng)，系統(tǒng)建設(shè)充分利用當(dāng)前最新的視音頻、數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，充分兼顧需求和技術(shù)的不斷變化，建設(shè)業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的溫度監(jiān)測(cè)綜合系統(tǒng)。
- 可靠性：系統(tǒng)硬件采用專(zhuān)業(yè)設(shè)備，對(duì)關(guān)鍵設(shè)備采取冗余備份措施，軟件采用模塊化、分層隔離的設(shè)計(jì)思想，確保整個(gè)系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。
- 實(shí)用性：系統(tǒng)的設(shè)計(jì)突出應(yīng)用，以現(xiàn)實(shí)需求為導(dǎo)向，以有效應(yīng)用為核心，以技術(shù)建設(shè)與工作機(jī)制的同步協(xié)調(diào)為保障，確保系統(tǒng)能有效服務(wù)于用戶(hù)的工作需要。
- 標(biāo)準(zhǔn)性：系統(tǒng)設(shè)備選型符合國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，保證設(shè)備應(yīng)用的兼容性，采用標(biāo)準(zhǔn)接口，實(shí)現(xiàn)信息資源共享。
- 經(jīng)濟(jì)性：系統(tǒng)整體配置性能高，價(jià)格合理，建設(shè)成本和投入較低。
- 擴(kuò)展性：系統(tǒng)采用業(yè)界主流的硬件設(shè)備，提供標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議，具有良好的兼容性和通用的軟硬件接口，可以全面兼容主流廠商的設(shè)備，并能為其他系統(tǒng)提供接口。系統(tǒng)支持能力的對(duì)外輸出。
- 安全性：綜合考慮設(shè)備安全、網(wǎng)絡(luò)安全和數(shù)據(jù)安全。采取可靠手段杜絕對(duì)系統(tǒng)的非法訪問(wèn)、入侵或攻擊行為。數(shù)據(jù)采取前端分布存儲(chǔ)、監(jiān)控中心集中存儲(chǔ)管理相結(jié)合的方式。
2.2設(shè)計(jì)依據(jù)
《中華人民共和國(guó)公共安全行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》GA38-92
《安全防范工程程序與要求》GA/T75-94
《無(wú)損檢測(cè)?紅外熱成像 第1部分:系統(tǒng)和設(shè)備的特性》 ISO 18251-1:2017
《紅外探測(cè)器參數(shù)測(cè)試方法》?GB/T 13584-2011
《非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)技術(shù)要求》?GB/T 32630-2016
《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》GB 50150
《電氣裝置安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GBJ232-92
《通用性應(yīng)用電視設(shè)備可靠性試驗(yàn)方法》GB 12322-90
《電工電子產(chǎn)品應(yīng)用環(huán)境條件無(wú)氣侯防護(hù)場(chǎng)所使用》GB 4798.4-90
《信息技術(shù)開(kāi)放系統(tǒng)互連網(wǎng)絡(luò)層安全協(xié)議》（GB/T 17963）
《計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)安全》（GA 216.1－1999）
《計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)規(guī)范》（GB8566-88）
《綜合布線系統(tǒng)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB/T50312-2016）
?
2.3系統(tǒng)拓?fù)鋱D
2.4系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析
2.4.1數(shù)據(jù)采集基礎(chǔ)硬件
根據(jù)要求，母線隔室，電纜隔室，斷路器隔室 需要全面做監(jiān)測(cè)，單臺(tái)開(kāi)關(guān)柜預(yù)計(jì)安裝3臺(tái)紅外熱像儀，具體安裝位置和安裝視角根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況確定
2.4.2數(shù)據(jù)處理分析軟硬件
現(xiàn)場(chǎng)提供3臺(tái)主機(jī)，用于部署《紅外成像測(cè)溫系統(tǒng)軟件》，軟件負(fù)責(zé)處理紅外熱像儀回傳的溫度流數(shù)據(jù)，生成紅外畫(huà)面用于監(jiān)視監(jiān)看，實(shí)時(shí)分析溫度數(shù)據(jù)、產(chǎn)生通知提醒生產(chǎn)人員并自動(dòng)記錄到數(shù)據(jù)庫(kù)。
2.5系統(tǒng)特點(diǎn)
武漢格物優(yōu)信科技有限公司是一家致力于研發(fā)和推廣紅外熱成像測(cè)溫技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化的高新技術(shù)企業(yè)，結(jié)合自有的紅外熱成像測(cè)溫技術(shù)，以熱像儀硬件為基礎(chǔ)，軟件、平臺(tái)及獨(dú)特的紅外算法為擴(kuò)展，為客戶(hù)設(shè)計(jì)了一套功能豐富、強(qiáng)大且適配的紅外測(cè)溫監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng)及平臺(tái)。
- 針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)特殊的環(huán)境情況，選用合適現(xiàn)場(chǎng)溫度范圍的紅外熱像儀，設(shè)備內(nèi)部探測(cè)器采用具有國(guó)際先進(jìn)技術(shù)水平的非制冷式焦平面紅外探測(cè)器，在可以實(shí)現(xiàn)19200個(gè)像素點(diǎn)溫度的實(shí)時(shí)探測(cè)的同時(shí)，可充分保證設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。
- 后端算法對(duì)圖像采用無(wú)損壓縮的方式，實(shí)時(shí)傳輸溫度流數(shù)據(jù)，畫(huà)面更加流暢的同時(shí)可以獲取到任意位置的溫度數(shù)據(jù)，提高系統(tǒng)的靈敏性和報(bào)警精準(zhǔn)度。
- 系統(tǒng)采用紅外數(shù)字圖像細(xì)節(jié)增強(qiáng)（DDE）技術(shù)，用高速處理器先對(duì)原始目標(biāo)信息進(jìn)行分析，提取出有用灰度信息分布和無(wú)用灰度信息分布，然后大比例壓縮無(wú)用信息灰度，小比例壓縮甚至拉伸有用信息灰度，得到接近實(shí)際層次豐富的圖像。
- 設(shè)備整機(jī)在+70℃的高低溫試驗(yàn)箱內(nèi)進(jìn)行老化試驗(yàn)及標(biāo)定過(guò)程。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地勘察充分了解設(shè)備防范需求及環(huán)境情況。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境實(shí)際特點(diǎn)選配相應(yīng)護(hù)罩，可滿(mǎn)足惡劣環(huán)境下的運(yùn)行要求，以此保證設(shè)備的耐久實(shí)。
- 溫度在線監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)之初便留有豐富的接口，便于后期硬件和軟件的更新以及升級(jí)工作。為此，設(shè)備采用模塊化結(jié)構(gòu)，可通過(guò)相關(guān)接口接入其他硬件。后臺(tái)監(jiān)控管理平臺(tái)采用模塊化算法，可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)升級(jí)或者本地固件升級(jí)等方式，以此提高系統(tǒng)的可塑性及多樣性。
如上設(shè)計(jì)需求，系統(tǒng)按需選用如下軟硬件，具體如下：
3關(guān)鍵產(chǎn)品信息
3.1熱成像雙光譜卡片式攝像機(jī)
熱成像雙光譜卡片式攝像機(jī)集紅外、可見(jiàn)光及智能算法于一體，體積小，性?xún)r(jià)比高。產(chǎn)品適用于需要實(shí)時(shí)預(yù)覽、自動(dòng)報(bào)警、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與分析等功能的重要安全場(chǎng)合，例如發(fā)電廠監(jiān)控、配電柜監(jiān)控、倉(cāng)儲(chǔ)監(jiān)控等。
| 特點(diǎn)/性能 | DS-CT160 | ||
| 紅外熱成像參數(shù) | |||
| 分辨率 | 160×120 | ||
| 熱靈敏度 | ≤40mk@30℃ | ||
| 幀頻 | 25Hz | ||
| 響應(yīng)波段 | 8-14um | ||
| 視場(chǎng)角 | 1.8mm：86°x65° | ||
| 測(cè)溫范圍 | -20℃～150℃ | ||
| 測(cè)溫精度 | ±2℃或±2%讀數(shù)范圍，取大值 | ||
| 測(cè)溫模式 | 16個(gè)可移動(dòng)區(qū)域測(cè)溫，區(qū)域內(nèi)有最高溫度、最低溫度和平均溫度，可以與其他測(cè)溫點(diǎn)或測(cè)溫區(qū)域的最高溫度、最低溫度、平均溫度作比較 | ||
| 調(diào)焦 | 手動(dòng) | ||
| 調(diào)色板 | 白熱，黑熱，鐵紅，彩虹等多種調(diào)色板 | ||
| 視頻輸出 | 100M以太網(wǎng)，帶測(cè)溫區(qū)域顯示 | ||
| 可見(jiàn)光參數(shù) | |||
| 圖像分辨率 | 1920×1080 | ||
| 分辨率 | 500萬(wàn)像素 | ||
| 視場(chǎng)角 | 70° | ||
| LED補(bǔ)光燈 | 內(nèi)置LED補(bǔ)光燈 | ||
| 電氣接口 | |||
| 電源 | DC9～15V | ||
| 以太網(wǎng) | 100M以太網(wǎng)，支持TCP/IP、ONVIF等協(xié)議 | ||
| 一般規(guī)范 | |||
| 尺寸 | 104mm×57mm×30mm（L×W×H） | ||
| 防護(hù)等級(jí) | IP65 | ||
| 工作溫度 | -10℃～50℃ | ||
| 儲(chǔ)存溫度 | -40℃~70℃ | ||
| 濕度 | ≤95%，非冷凝 | ||
| 抗沖擊性 | 25G | ||
| 抗振性 | 2G | ||
3.1?產(chǎn)品外觀及尺寸圖
4紅外在線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)平臺(tái)軟件
4.1平臺(tái)介紹
客戶(hù)端軟件采用C/S模式與B/S模式相結(jié)合的開(kāi)發(fā)模式，包括實(shí)時(shí)、數(shù)據(jù)兩大常用功能模塊和測(cè)溫對(duì)象、設(shè)備、用戶(hù)管理、告警、云臺(tái)、錄制管理六大相關(guān)基礎(chǔ)管理模塊。與此同時(shí)，提供組件化、標(biāo)準(zhǔn)化的Web API開(kāi)放平臺(tái)接口供其他系統(tǒng)使用，為客戶(hù)提供強(qiáng)大且靈活的業(yè)務(wù)集成和數(shù)據(jù)集成能力。客戶(hù)端軟件的紅外實(shí)時(shí)畫(huà)面監(jiān)測(cè)采用了業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的紅外圖像處理算法，使得設(shè)備展示出的紅外畫(huà)面具有更好的細(xì)節(jié)增強(qiáng)效果和更高的畫(huà)面可調(diào)節(jié)精準(zhǔn)性。
4.1 軟件截圖
4.2平臺(tái)功能介紹
具體功能與技術(shù)目標(biāo)如下：
（1）在線測(cè)溫功能：所有視頻圖像可全程錄像存儲(chǔ)，并可以對(duì)以往的歷史圖像進(jìn)行查詢(xún)和回放；
（2）風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警：實(shí)時(shí)全景監(jiān)控與高靈敏度特點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)異常高溫時(shí)可實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)報(bào)警；
（3）報(bào)警類(lèi)型：分為高溫報(bào)警和溫升報(bào)警。高溫報(bào)警即被測(cè)區(qū)域超過(guò)預(yù)設(shè)值時(shí)報(bào)警，溫升報(bào)警即被測(cè)區(qū)域溫度在某一時(shí)間段內(nèi)出現(xiàn)異常溫升時(shí)報(bào)警，具體數(shù)值可根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定；
（4）溫度補(bǔ)償：設(shè)備可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際環(huán)境溫度自動(dòng)進(jìn)行溫度補(bǔ)償，以滿(mǎn)足不同溫度環(huán)境下的測(cè)溫需求；
（5）數(shù)據(jù)管理：對(duì)現(xiàn)場(chǎng)所測(cè)溫度實(shí)時(shí)寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)，并自動(dòng)生成報(bào)表與溫度曲線，調(diào)取歷史溫度信息和報(bào)警記錄，方便于出現(xiàn)問(wèn)題后進(jìn)行故障跟蹤及事故分析；
（6）報(bào)警日志：報(bào)警記錄與圖像同步存儲(chǔ)系統(tǒng)；
（7）實(shí)時(shí)顯示全輻射熱圖：值班人員可通過(guò)鼠標(biāo)測(cè)溫查看畫(huà)面任意位置的瞬時(shí)溫度，對(duì)異常情況進(jìn)行錄制、拍照、分析；
（8）多設(shè)備管理：可實(shí)時(shí)查看多個(gè)設(shè)備監(jiān)控畫(huà)面，自定義多畫(huà)面查看設(shè)備/模塊監(jiān)測(cè)狀況；
（9）高溫追蹤：自動(dòng)對(duì)熱像圖整個(gè)畫(huà)面或特定區(qū)域進(jìn)行溫升趨勢(shì)分析，提早發(fā)現(xiàn)隱患區(qū)域；
（10）自動(dòng)診斷：設(shè)備具有網(wǎng)絡(luò)中斷自動(dòng)檢測(cè)恢復(fù)功能，當(dāng)設(shè)備因斷電或者斷網(wǎng)導(dǎo)致工作異常，待線路正常后可自行排查問(wèn)題進(jìn)行恢復(fù)；
（11）強(qiáng)大兼容功能：支持多平臺(tái)開(kāi)放API接口對(duì)接，平臺(tái)可兼容其他監(jiān)控檢測(cè)設(shè)備，如攝像機(jī)、溫度傳感器等，真正實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化管理；
（12）用戶(hù)權(quán)限管理：可針對(duì)不同用戶(hù)群體開(kāi)放不同使用權(quán)限。
