本實(shí)用新型涉及液位檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種非接觸式鐵路罐車(chē)紅外熱成像液位在線檢測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

罐車(chē)運(yùn)輸在鐵路危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸中占百分之九十以上，如何對(duì)運(yùn)行中的鐵路罐車(chē)液位進(jìn)行檢測(cè)一直是一個(gè)難點(diǎn)，設(shè)計(jì)一套行之有效的測(cè)量裝置是當(dāng)前鐵路貨運(yùn)安全中非常緊迫的工作之一。

根據(jù)《鐵路危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸管理規(guī)則》中第九十九條的規(guī)定，“充裝量不得大于罐車(chē)標(biāo)記載重量；同時(shí)要留有膨脹余量，充裝量上限不得大于罐體標(biāo)記容積的95%，下限不得小于罐體標(biāo)記容積的83%。具體參照《充裝表》中要求。”這條規(guī)定明確了罐車(chē)運(yùn)輸為了保證安全，其充裝量必須在允許范圍內(nèi)，《充裝表》根據(jù)所裝液體種類及罐車(chē)類型，將體積和重量的要求換算成了準(zhǔn)裝高度要求，詳細(xì)列出了上限和下限高度值，因此本裝置即針對(duì)液位高度進(jìn)行測(cè)量。

目前罐車(chē)充裝量?jī)H在充裝時(shí)由發(fā)貨方進(jìn)行測(cè)量，鐵路作為運(yùn)輸方在運(yùn)輸過(guò)程中沒(méi)有任何方式可以進(jìn)行安全監(jiān)測(cè)，難點(diǎn)主要在于：一、目前的測(cè)量方式均為開(kāi)蓋后的靜態(tài)測(cè)量，而大多數(shù)所載液體由于易燃、易爆或有毒的特點(diǎn)，不適合在運(yùn)輸過(guò)程中采用此種方式測(cè)量；二、由于罐車(chē)體積龐大、類型各異，目前尚無(wú)比較成熟、準(zhǔn)確的非接觸式測(cè)量裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種非接觸式鐵路罐車(chē)紅外熱成像液位在線檢測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)罐車(chē)的到位進(jìn)行檢測(cè)，而后采用紅外熱成像對(duì)罐車(chē)罐體的液位進(jìn)行識(shí)別分析，實(shí)現(xiàn)非接觸式的在線檢測(cè)。

本實(shí)用新型目的實(shí)現(xiàn)由以下技術(shù)方案完成：

一種非接觸式鐵路罐車(chē)紅外熱成像液位在線檢測(cè)系統(tǒng)，用于對(duì)行駛在鐵路上的罐車(chē)內(nèi)的液位進(jìn)行檢測(cè)，其特征在于：所述檢測(cè)系統(tǒng)至少包括處理器、到位信號(hào)檢測(cè)裝置和紅外熱成像裝置，其中所述到位信號(hào)檢測(cè)裝置和所述紅外熱成像裝置均設(shè)置在所述鐵路的一側(cè)，所述處理器分別連接所述到位信號(hào)檢測(cè)裝置和所述紅外線成像裝置，所述處理器根據(jù)所述到位信號(hào)檢測(cè)裝置的檢測(cè)信號(hào)控制所述紅外線成像裝置的工作狀態(tài)。

所述檢測(cè)系統(tǒng)還包括罐車(chē)信息攝錄裝置，所述罐車(chē)信息攝錄裝置設(shè)置在所述鐵路的一側(cè)，所述罐車(chē)信息攝錄裝置連接所述處理器，所述處理器根據(jù)所述到位信號(hào)檢測(cè)裝置的檢測(cè)信號(hào)控制所述罐車(chē)信息攝錄裝置的工作狀態(tài)。

所述到位信號(hào)檢測(cè)裝置包括兩個(gè)光電傳感器和數(shù)據(jù)處理模塊，兩個(gè)所述光電傳感器固定安裝在置于所述鐵路一側(cè)的立柱上，兩個(gè)所述光電傳感器沿所述立柱的高度方向間隔布置，所述數(shù)據(jù)處理模塊連接兩個(gè)所述光電傳感器以根據(jù)所述光電傳感器的檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行所述罐車(chē)的到位判定。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：采用非接觸式測(cè)量，實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的給出測(cè)量數(shù)據(jù)；整個(gè)裝置安裝在軌旁3m外距離，且不需要在罐車(chē)上加裝任何附件，操作更加安全；各部分裝置功耗低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，特別是對(duì)油罐車(chē)的測(cè)量更加安全；性能穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)捷，能在夜間及其他惡劣天氣正常使用，能夠解決目前罐車(chē)貨運(yùn)中液位檢測(cè)難題，保障運(yùn)輸安全。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本實(shí)用新型中到位信號(hào)檢測(cè)裝置的布置結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖通過(guò)實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型特征及其它相關(guān)特征作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，以便于同行業(yè)技術(shù)人員的理解：

如圖1-2所示，圖中標(biāo)記1-7分別表示為：罐車(chē)1、罐體2、車(chē)輪3、上部光電傳感器4、下部光電傳感器5、數(shù)據(jù)處理模塊6、立柱7。

實(shí)施例：如圖1所示，本實(shí)施例中非接觸式鐵路罐車(chē)紅外熱成像液位在線檢測(cè)系統(tǒng)主要包括由上、下部光電傳感器和數(shù)據(jù)處理模塊構(gòu)成的到位信號(hào)檢測(cè)模塊、作為處理器的上位機(jī)以及紅外熱成像模塊（裝置）、罐車(chē)信息攝錄模塊（裝置）。到位信號(hào)檢測(cè)模塊與上位機(jī)構(gòu)成數(shù)據(jù)連接，兩者之間設(shè)置有482/232協(xié)議轉(zhuǎn)換器，以將數(shù)據(jù)處理模塊輸出的485信號(hào)轉(zhuǎn)換為可供上位機(jī)識(shí)別處理的232信號(hào)。上位機(jī)根據(jù)到位檢測(cè)模塊的檢測(cè)信息控制紅外熱成像模塊和罐車(chē)信息攝錄模塊啟動(dòng)運(yùn)行。

本實(shí)施例中的在線檢測(cè)系統(tǒng)針對(duì)于鐵路罐車(chē)的液位檢測(cè)，如圖2所示，罐車(chē)1包括罐體2和車(chē)輪3，車(chē)輪3設(shè)置在承載罐體2的車(chē)架底部，罐體2的內(nèi)部存儲(chǔ)有運(yùn)輸?shù)囊后w，例如油類或化工液體原料類。罐車(chē)1通過(guò)車(chē)輪3在鐵路鋼軌上行駛，以輸送液體。

如圖2所示，到位信號(hào)檢測(cè)模塊包括上部光電傳感器4、下部光電傳感器5、數(shù)據(jù)處理模塊6，三者均固定安裝在設(shè)置在鐵路沿線一側(cè)的立柱7上。下部光電傳感器5朝向罐體2的腰部位置，上部光電傳感器4位于下部光電傳感器5的上方，朝向罐體2的腰部以上位置，上部光電傳感器4和下部光電傳感器5均用于檢測(cè)其安裝位置與罐體2之間的距離。結(jié)合圖1所示，數(shù)據(jù)處理模塊6數(shù)據(jù)連接上部光電傳感器4和下部光電傳感器5，以接收上部光電傳感器4和下部光電傳感器5的輸出信號(hào)，并根據(jù)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行判斷。

數(shù)據(jù)處理模塊6以最大距離L、距離差S以及信號(hào)輸出時(shí)間T這三個(gè)參數(shù)來(lái)判斷是否有車(chē)輛經(jīng)過(guò)，經(jīng)過(guò)的物體是否為罐車(chē)。而這三個(gè)參數(shù)通過(guò)三個(gè)電位器來(lái)進(jìn)行調(diào)整：

（1）最大距離L，通過(guò)電位器VR1進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)上部光電傳感器4和下部光電傳感器5在沒(méi)有被遮擋的情況下，兩個(gè)光電傳感器均輸出最大值。數(shù)據(jù)處理模塊6將這個(gè)值與VR1的中心抽頭電壓進(jìn)行比較，如果光電傳感器的輸出值大，則認(rèn)為沒(méi)有車(chē)輛經(jīng)過(guò)。

（2）距離差S，S為圖2中所示的上部光電傳感器4與罐體2之間的距離Lm與下部光電傳感器5與罐體2之間的距離L之間的差值，通過(guò)電位器VR2進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)上部傳感器4的輸出電壓減去下部傳感器5的輸出電壓大于VR2中心抽頭的電壓，判定所經(jīng)過(guò)的車(chē)輛可能是罐車(chē)。此處額外需要說(shuō)明的是，這是利用罐體2的圓形截面結(jié)構(gòu)所實(shí)現(xiàn)的判定，具體而言，由于罐體2的截面是圓形，因此Lm與L之間的差值較大，若來(lái)車(chē)不是罐車(chē)，則兩個(gè)光電傳感器的輸出信號(hào)相差不大，那么此時(shí)判斷來(lái)車(chē)不是罐車(chē)。

（3）信號(hào)輸出時(shí)間T，通過(guò)電位器VR3進(jìn)行調(diào)整。如果T時(shí)間范圍內(nèi)，光電傳感器測(cè)試到的物體距離都小于L，并且80%都滿足距離差S的要求，則在T時(shí)，數(shù)據(jù)處理模塊6判斷來(lái)車(chē)是罐車(chē)。數(shù)據(jù)處理模塊6通過(guò)RS484接口輸出“ON”字符，然后經(jīng)過(guò)482/232協(xié)議轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成RS232協(xié)議并輸出至上位機(jī)。

上位機(jī)在接收到到位信號(hào)檢測(cè)裝置的檢測(cè)信息，即判定當(dāng)前在鐵路線路上行駛的罐車(chē)后，控制紅外熱成像模塊和罐車(chē)信息攝錄模塊進(jìn)行工作。

紅外熱成像模塊布置在鐵路沿線一側(cè)，用于對(duì)行駛中的罐車(chē)罐體進(jìn)行視頻數(shù)據(jù)的采集。由于罐車(chē)內(nèi)液體的溫度與空氣的溫度存在差異，不同溫度物體對(duì)外界發(fā)射不同的紅外波，因此采用紅外線熱感儀安裝在軌道旁一定距離處，即可采集罐車(chē)的紅外熱成像圖像。根據(jù)到位信號(hào)的接收時(shí)間計(jì)算出每節(jié)車(chē)廂最恰當(dāng)?shù)呐臄z時(shí)間，以拍到每節(jié)罐車(chē)的完整圖像。

罐車(chē)信息攝錄模塊布置在鐵路沿線一側(cè)，用于對(duì)行駛中的罐車(chē)進(jìn)行拍攝，準(zhǔn)確得到標(biāo)記在罐車(chē)罐體表面的車(chē)型、車(chē)號(hào)、所載液體的種類等信息，并可以以圖片形式、以時(shí)間命名格式進(jìn)行保存，用以在液位數(shù)據(jù)異常時(shí)進(jìn)行查詢追溯。

上位機(jī)接收紅外熱成像模塊所拍攝的視頻，對(duì)視頻進(jìn)行識(shí)別分析，得到視頻中的罐車(chē)上下邊界和所載液體的液位分界線，然后結(jié)合罐車(chē)信息攝錄模塊所拍攝到的罐車(chē)圖像中的罐車(chē)型號(hào)以及前端識(shí)別出的液位分界線與罐車(chē)上下邊界的高度比例值，換算得到精確的實(shí)際液位高度值。從而實(shí)現(xiàn)非接觸式鐵路罐車(chē)紅外線熱成像液位在線檢測(cè)。

本實(shí)施例在具體實(shí)施時(shí)：可配合報(bào)警裝置、記錄裝置或其他輔助裝置來(lái)進(jìn)行在線檢測(cè)。例如上位機(jī)可將換算得到的罐車(chē)實(shí)際液位高度值與鐵路貨車(chē)運(yùn)輸規(guī)定中所規(guī)定的準(zhǔn)裝高度要求上下限值進(jìn)行比較，若超出規(guī)定范圍，報(bào)警裝置則發(fā)出警報(bào)，方便管理人員進(jìn)行下一步指令，減少事故的發(fā)生，同時(shí)記錄裝置則記錄下該罐車(chē)的車(chē)號(hào)，供后期管理人員的查看。

雖然以上實(shí)施例已經(jīng)參照附圖對(duì)本實(shí)用新型目的的構(gòu)思和實(shí)施例做了詳細(xì)說(shuō)明，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以認(rèn)識(shí)到，在沒(méi)有脫離權(quán)利要求限定范圍的前提條件下，仍然可以對(duì)本實(shí)用新型作出各種改進(jìn)和變換，如上、下部光電傳感器之間的距離，安裝方式等，故在此不一一贅述。