1、紅外熱像儀在冶金行業(yè)應(yīng)用的意義
冶金工程領(lǐng)域是研究從礦石等資源中提取冶金企業(yè)金屬或金屬化合物，并制成具有良好的使用性能和經(jīng)濟價值的材料的工程技術(shù)領(lǐng)域。
冶金是國民經(jīng)濟建設(shè)的基礎(chǔ)，是國家實力和工業(yè)發(fā)展水平的標志，它為機械、能源、化工、交通、建筑、航空航天工業(yè)、國防軍工等各行各業(yè)提供所需的材料產(chǎn)品。
隨著冶金新技術(shù)、新設(shè)備、新工藝的出現(xiàn)，冶金產(chǎn)品將在支撐經(jīng)濟、國防及高科技發(fā)展上發(fā)揮愈來愈重要的作用，其安全生產(chǎn)也成為關(guān)系國際民生的大事。
紅外熱像儀通過非接觸式的測溫方式，解決了再冶金各工藝中測量溫度高、不易接近測量的問題。紅外熱像儀具體圖像清晰、穩(wěn)定、不受測量環(huán)境的干擾，具有必要的圖像分析功能，具有較高的溫度分辨率等滿足實測距離的要求，具有較高的測量精確度和合適的測溫范圍。適合也冶金企業(yè)的實時溫度監(jiān)控。
紅外熱像儀是冶金行業(yè)監(jiān)測溫度的一種重要手段，它具有不接觸，不停運，24小時實時監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)安全隱患能及時報警等諸多優(yōu)點，可以做到省時、省力，大大提高設(shè)備的運行可靠性。
2、中間包包壁紅外熱像儀監(jiān)控的必要
中間包是連鑄工藝流程中位于干爆和結(jié)晶器之間的設(shè)備，它是接受鋼包內(nèi)的鋼水，再將鋼水分配給結(jié)晶器的中間儲存容器。中間包內(nèi)部安裝了一層納米材料耐溫層，高溫鋼水會對耐溫層不斷侵蝕，使用次數(shù)超量后耐溫層出現(xiàn)老化變薄，此時極易引起穿包造成設(shè)備損失和人員傷亡。
中間包的耐溫層
因此中間包的安全生產(chǎn)是煉鋼廠正常運行的重要環(huán)節(jié)，考慮到設(shè)備的安全性在中間包附近安裝在線式紅外熱像儀，對中間包進行全天候監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)異常情況及時報警，提前做好預(yù)防和維護措施，確保中間包安全生產(chǎn)。
3、紅外熱像儀監(jiān)控中間包實現(xiàn)目標
- 全天候監(jiān)測：利用熱像儀對中間包進行溫度監(jiān)控，無需看管全天實時監(jiān)測。
- 自動報警：當監(jiān)控到溫度異常時生成報警信息，通知值班人員查看現(xiàn)場情況，及時做好相應(yīng)處理。
- 實時顯示：實時顯示全幅紅外熱圖，值班人員可查看熱像儀監(jiān)控范圍內(nèi)任意位置的溫度。
- 異常報警：當出現(xiàn)溫度異常，監(jiān)控后臺會及時發(fā)現(xiàn)溫度異常區(qū)域，觸發(fā)報警，聲光報警模塊會發(fā)出報警聲且軟件后臺會錄制事發(fā)過程中的視頻文件，方便后期查看。
- 可以實時查看監(jiān)控范圍內(nèi)任意點位的實時溫度分布狀況和實時溫度信息。
- 可對異常情況進行錄制、拍照、分析，并出具專業(yè)檢測報告。
4、格物優(yōu)信紅外熱像儀中間包監(jiān)測方案
紅外熱像儀安裝示意圖
格物優(yōu)信紅外熱像儀作為一個IP設(shè)備，中間包的監(jiān)測采用網(wǎng)線進行連接，然后通過光端機用作光端轉(zhuǎn)換之后通過光纖連接到控制室。現(xiàn)場可以通過網(wǎng)線直接連接PC進行查看和調(diào)試。
4.1、紅外熱像儀
Yoseen X系列紅外熱像儀是高性能、高準確度的在線式測溫型紅外熱像儀。Yoseen X系列紅外熱像儀是U系列的升級型號，產(chǎn)品選用進口探測器，工作穩(wěn)定、性能卓越，配合獨有的測溫校正算法和易用的用戶界面，使得X系列紅外熱像儀成為眾多應(yīng)用領(lǐng)域的首選產(chǎn)品。X系列紅外熱像儀可根據(jù)用戶實際需求選配多種接口和參數(shù)，用戶無需為不用功能支付額外成本，極大提高用戶采購靈活性，有效保護用戶投資。
X系列紅外熱像儀
X系列紅外熱像儀體積小巧、重量輕、接口豐富，并配有功能豐富的終端軟件和簡單易用的SDK包，無論是單獨使用還是二次集成開發(fā)，都能滿足用戶差異化的應(yīng)用需求。
型號參數(shù)
| 型號 | X640D | X384D |
| 紅外分辨率 | 640×480 | 384×288 |
| 像素尺寸 | 17um | |
| 幀頻 | 30Hz | 50Hz |
| NETD | ≤50mK@25℃ | |
| 工作波段 | 8~14um | |
| 視場角 | 根據(jù)具體的安裝觀測距離而定，詳見“Yoseen X系列熱像儀鏡頭列表” | |
| 角分辨率 | ||
| 測溫范圍 | 多種可選，-20～150℃，10～50℃，0～300℃，60～600℃等 | |
| 測溫精度 | ±2℃或±2% | |
通用參數(shù)
| 圖像 | |
| 成像距離 | 約20倍焦距至無窮遠 |
| 測溫模板 | 支持全局高低溫追蹤，支持點、線、矩形、橢圓測溫模板，支持模板內(nèi)高低溫追蹤 |
| 圖像增強 | 自適應(yīng)拉伸、手動增強、電子倍焦 |
| 調(diào)色板 | 白熱、黑熱、鐵紅、紅飽和等多種調(diào)色板 |
| 調(diào)焦方式 | 電動/手動，電動鏡頭支持自動對焦 |
| 數(shù)據(jù) | |
| 單幀溫度 | 帶溫度信息的PNG或BMP圖片格式 |
| 溫度流 | 全輻射溫度信息存儲，可離線修正溫度 |
| 視頻 | H.264標準視頻格式，兼容通用視頻播放軟件 |
| 電氣接口 | |
| 電源 | DC9~15V，典型功耗2.5W@25℃ |
| 模擬視頻 | NTSC/PAL |
| 以太網(wǎng) | 100/1000Base，支持TCP、UDP、IP、DHCP、RTSP、ONVIF等協(xié)議，
內(nèi)置Web Server，兼容主流NVR產(chǎn)品，提供SDK開發(fā)包 |
| 串口 | RS485，支持Pelco云臺控制協(xié)議 |
| 電動鏡頭 | 支持12V電動鏡頭 |
| GPIO | 1路磁隔離輸入，1路繼電器輸出 |
| 機械參數(shù) | |
| 重量 | 240g（不含鏡頭） |
| 尺寸 | 59(L)*58(W)*67(H)mm（不含鏡頭） |
| 安裝 | 1個1/4 UNC-20、4個M3螺紋安裝孔 |
4.2、風冷防護罩
由于中間包的工作環(huán)境大都是高溫、高熱且粉塵多，為了讓紅外熱像儀能夠有一個合適的工作環(huán)境，保證測溫、成像的準確性，我們會為紅外熱像儀提供一個分冷防護罩。將紅外熱像儀放置在風冷防護罩里面，保證其工作環(huán)境。
風冷防護罩
風冷技術(shù)采用強迫風冷方式，使用簡單，維護方便，不受地區(qū)限制。冷卻技術(shù)是用來保證系統(tǒng)正常工作的風源的一部分用于吹掃鏡頭，針對氣流分布的科學設(shè)計，在鏡頭前形成旋轉(zhuǎn)風幕，增加了風幕的強度和吹掃面積，有效的制止了爐內(nèi)灰塵與鏡頭物鏡的接觸，達到了較好的抗灰防塵效果，以防止鏡頭污染結(jié)焦及冷卻鏡頭; 風源的另一部分進入渦旋制冷管，制出冷風，再輸入探頭防護罩，使攝像機有一個適宜的工作環(huán)境，從而實現(xiàn)整體裝置正常運行。
4.3、業(yè)務(wù)軟件功能
4.3.1、實時成像
紅熱實時熱成像功能是紅外熱像儀的主要也是最基本的功能，當網(wǎng)絡(luò)的鏈路接通，安裝在電腦中的軟件成功搜索到熱像儀設(shè)備之后就可以在電腦端實時查看測量物的熱像圖。
紅外實時圖像
4.3.2、測溫對象編輯
測溫對象的編輯是為了對圖像中重點關(guān)注的測溫區(qū)域進行觀測而添加的測溫框；就本項目而言，高爐表面可能會存在易損部位，可以將易損部位添加為測溫對象重點觀測，對添加的測溫對象進行特征溫度的分析。
測溫對象的添加和移動可以通過測溫對象工具欄實現(xiàn)：
- 點擊所需測溫對象對應(yīng)的圖標，激活工具。
- 在顯示區(qū)域感興趣位置上，點擊鼠標左鍵選取起始點，長按鼠標左鍵并移動鼠標至終點。
- 松開鼠標左鍵，完成測溫對象繪制。
此后選中測溫對象并保持長按鼠標左鍵，測溫對象會添加邊框提示，即可移動測溫對象，在新位置松開鼠標左鍵即可完成移動測溫對象。如下圖所示：
測溫對象添加
4.3.3、紅外圖像調(diào)整
通過修改調(diào)色板、調(diào)整圖像對比度和亮度，可適應(yīng)不同的觀測需求。該功能可通過調(diào)色板工具和圖像調(diào)整工具實現(xiàn)。
目前支持的調(diào)色板如下，包括了白熱、黑熱、彩虹、紅飽和、高對比度等常用調(diào)色板。
不同的調(diào)色板選擇
4.3.4、高溫追蹤及告警設(shè)置
格物優(yōu)信紅外熱像儀配套的中間包監(jiān)測軟件具有高溫報警功能，可以在軟件端設(shè)置高溫告警值到測量的，當被測區(qū)域的溫度超出告警溫度時，軟件及時發(fā)出告警指示，提醒工作人員注意或采取措施。
同時，全局的最高溫追蹤功能可以實時追蹤顯示畫面中的最高溫位置，及時發(fā)現(xiàn)中間包的隱患位置，采取有效措施。
4.3.5、數(shù)據(jù)保存
本軟件支持2種紅外溫度數(shù)據(jù)保存，分別是單幀溫度和連續(xù)幀溫度，對應(yīng)的格式是BMP和stream。
單幀溫度文件后綴為BMP，點擊 保存時，保存當前幀全部像素溫度信息以及熱像儀信息。采用通用圖像軟件打開時，得到紅外圖像、測溫對象統(tǒng)計溫度值及部分熱像儀信息；采用軟件打開時，可獲得全部像素溫度值以及熱像儀信息。
連續(xù)幀溫度文件后綴為stream，點擊攝像 和? 保存時，保存當前連續(xù)若干幀全部像素的溫度和熱像儀信息。該文件只能通過軟件打開，可獲得連續(xù)若干幀的全部像素溫度以及熱像儀信息。
兩種文件默認保存路徑可通過選項欄進行設(shè)置。由于保存連續(xù)溫度幀stream占用內(nèi)存較大，如分辨率為384×288的熱像儀在50HZ幀頻時保存1分鐘連續(xù)溫度幀stream需要0.62GB的硬盤空間，因此保存stream文件需要人工控制時長或者選擇慢速錄制。
4.3.6、離線分析
離線分析主要用于分析在線模式下保存的兩種紅外溫度數(shù)據(jù)，單幀溫度和連續(xù)幀溫度，文件后綴分別為bmp和stream，并根據(jù)用戶需求，回放、修正測溫數(shù)據(jù)，生成專業(yè)分析報告。具體的功能有：
- 單幀溫度分析
- 連續(xù)幀溫度分析
- 生成報告
4.4、案例說明
4.4.1、現(xiàn)場安裝
某鋼廠中間包監(jiān)測現(xiàn)場安裝圖
4.4.2、軟件顯示畫面
中間包監(jiān)測畫面