一種氣體泄漏的報(bào)警裝置及方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種氣體泄漏的報(bào)警裝置及方法，該裝置包括：定量計(jì)算與判斷模塊，對(duì)待測(cè)目標(biāo)氣體的紅外圖像分析結(jié)果進(jìn)行定量計(jì)算與判斷，判斷氣體泄漏的等級(jí)；報(bào)警單元，根據(jù)分析單元的判斷結(jié)果進(jìn)行不同級(jí)別的報(bào)警。本發(fā)明提供的氣體泄漏的報(bào)警裝置，基于紅外成像技術(shù)，能夠可視化地判斷氣體泄漏，并且對(duì)泄漏的等級(jí)進(jìn)行細(xì)化，能夠針對(duì)不同等級(jí)的泄漏進(jìn)行不同等級(jí)報(bào)警，為生產(chǎn)提供更有效和細(xì)致的監(jiān)控。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種氣體泄漏的報(bào)警裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及報(bào)警裝置及方法，尤其涉及一種氣體泄漏的報(bào)警裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 有害氣體的泄漏會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的危害，一些氣體對(duì)人身安全有嚴(yán)重威脅，，當(dāng)人體吸 入時(shí)會(huì)損害人們的健康，甚至引發(fā)死亡；在生產(chǎn)場(chǎng)所氣體的泄漏會(huì)損壞設(shè)備，干擾生產(chǎn)，嚴(yán) 重的會(huì)引發(fā)爆炸，對(duì)氣體泄漏的報(bào)警一直都受到人們廣泛的重視。
[0003] 目前紅外成像技術(shù)是實(shí)現(xiàn)氣體非接觸成像檢測(cè)的有效途徑，不僅可探測(cè)多種化學(xué) 氣體的光譜，還能對(duì)場(chǎng)景成像。采用紅外成像技術(shù)判斷氣體的泄漏已經(jīng)有許多應(yīng)用。
[0004] 隨著生產(chǎn)水平的提高，對(duì)于氣體泄漏的監(jiān)控不再局限于發(fā)現(xiàn)氣體泄漏就報(bào)警，而 是需要對(duì)泄漏的等級(jí)進(jìn)行細(xì)化，為生產(chǎn)提供更有效和細(xì)致的監(jiān)控。例如如果發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng) 只是有少量氣體泄漏，則只需及時(shí)查明原因，排除故障即可，不需停頓生產(chǎn)，以避免經(jīng)濟(jì)損 失，而對(duì)于泄漏嚴(yán)重的情況，必須緊急處理，避免事故的發(fā)生。
[0005] 目前市場(chǎng)上缺乏一種能夠針對(duì)不同等級(jí)的泄漏進(jìn)行不同等級(jí)報(bào)警的報(bào)警裝置。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006] 為解決現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提出一種氣體泄漏的報(bào)警裝置及方法， 能夠針對(duì)不同等級(jí)的泄漏進(jìn)行不同等級(jí)報(bào)警的報(bào)警，細(xì)化對(duì)生產(chǎn)安全的監(jiān)控。
[0007] 為達(dá)此目的，本發(fā)明提出以下的技術(shù)方案：
[0008] -種氣體泄漏的報(bào)警裝置，包括：定量計(jì)算與判斷模塊，對(duì)待測(cè)目標(biāo)氣體的紅外圖 像分析結(jié)果進(jìn)行定量計(jì)算與判斷，判斷氣體泄漏的等級(jí)；報(bào)警單元，根據(jù)定量計(jì)算與判斷模 塊的判斷結(jié)果進(jìn)行不同級(jí)別的報(bào)警。
[0009] 還包括紅外熱成像儀和圖像分析模塊，紅外熱成像儀用于對(duì)待測(cè)目標(biāo)氣體進(jìn)行探 測(cè)，形成紅外圖像；圖像分析模塊用于對(duì)所述紅外圖像的溫度和圖像進(jìn)行分析。
[0010] 其中，在紅外熱成像儀中包括氣體識(shí)別器。
[0011] 其中，所述氣體識(shí)別器為烯烴氣體識(shí)別器，烷烴氣體識(shí)別器，鹵代烷烴氣體識(shí)別器 中的任一種或其組合。
[0012] 其中，圖像分析模塊將待測(cè)目標(biāo)的紅外圖像自由分割出64個(gè)獨(dú)立監(jiān)控區(qū)域，所述 定量計(jì)算與判斷模塊對(duì)每個(gè)獨(dú)立監(jiān)控區(qū)域進(jìn)行定量計(jì)算與判斷。
[0013] 其中，對(duì)所述紅外圖像的分析結(jié)果進(jìn)行定量計(jì)算與判斷包括對(duì)溫度變化的計(jì)算和 對(duì)氣體圖形面積變化的計(jì)算與泄漏等級(jí)的判斷。
[0014] 其中，所述定量計(jì)算與判斷模塊中包括預(yù)先設(shè)置的界定泄漏等級(jí)的條件，所述條 件包括溫度變化條件和氣體圖形面積變化條件。
[0015] 本發(fā)明還提供一種氣體泄漏的報(bào)警方法，包括：采用定量計(jì)算與判斷模塊對(duì)待測(cè) 目標(biāo)氣體的紅外圖像進(jìn)行定量計(jì)算與判斷，判斷氣體泄漏的等級(jí)；
[0016] 采用報(bào)警單元，根據(jù)定量計(jì)算與判斷模塊的判斷結(jié)果進(jìn)行不同級(jí)別的報(bào)警。
[0017] 其中還包括采用紅外熱成像儀，對(duì)待測(cè)目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)，形成紅外圖像；采用圖像分 析模塊對(duì)所述紅外圖像進(jìn)行分析。
[0018] 其中，采用圖像分析模塊對(duì)紅外圖像進(jìn)行分析包括，在紅外熱成像儀中的氣體識(shí) 別器未啟動(dòng)時(shí)分析紅外圖像是否有氣體特征，發(fā)現(xiàn)有氣體特征時(shí)，啟動(dòng)氣體識(shí)別器，對(duì)氣體 的種類(lèi)進(jìn)行判斷，然后對(duì)啟動(dòng)了氣體識(shí)別器之后探測(cè)的紅外圖像進(jìn)行分析，包括對(duì)紅外圖 像的測(cè)溫結(jié)果進(jìn)行探測(cè)和分析，對(duì)紅外圖像進(jìn)行圖形分析。
[0019] 其中，所述氣體識(shí)別器為烯烴氣體識(shí)別器，烷烴氣體識(shí)別器，鹵代烷烴氣體識(shí)別器 中的任一種或其組合。
[0020] 其中，待測(cè)目標(biāo)的紅外圖像自由分割出64個(gè)獨(dú)立監(jiān)控區(qū)域，所述定量計(jì)算與判斷 模塊對(duì)每個(gè)獨(dú)立監(jiān)控區(qū)域進(jìn)行定量計(jì)算與判斷。
[0021] 其中，對(duì)紅外圖像的分析結(jié)果進(jìn)行定量計(jì)算與判斷包括對(duì)溫度變化的計(jì)算和對(duì)氣 體圖形面積變化的計(jì)算。
[0022] 其中，包括在所述定量計(jì)算與判斷之前中預(yù)先界定報(bào)警等級(jí)的條件，所述條件包 括溫度變化條件和氣體圖形面積變化條件至少其中之一。
[0023] 其中，包括任一監(jiān)控區(qū)域在預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)，當(dāng)氣體圖形面積減少并且氣體圖形面積 小于第一預(yù)設(shè)值時(shí)，啟動(dòng)第一級(jí)危險(xiǎn)報(bào)警；當(dāng)氣體圖形面積增加但增加的量小于一閾值，并 且氣體圖形面積大于第一預(yù)設(shè)值小于第二預(yù)設(shè)值時(shí)，啟動(dòng)第二級(jí)危險(xiǎn)報(bào)警；當(dāng)氣體圖形面 積增加的量大于一閾值，并且氣體圖形面積大于第二預(yù)設(shè)值時(shí)，啟動(dòng)第三級(jí)危險(xiǎn)報(bào)警。
[0024] 其中，包括任一監(jiān)控區(qū)域在預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)，當(dāng)溫度的增加大于第一預(yù)設(shè)值小于第二 預(yù)設(shè)值時(shí)，啟動(dòng)第一級(jí)危險(xiǎn)報(bào)警；當(dāng)溫度的增加大于第二預(yù)設(shè)值時(shí)；啟動(dòng)第二級(jí)危險(xiǎn)報(bào)警； 當(dāng)最高溫度大于一閾值時(shí)，啟動(dòng)第三級(jí)危險(xiǎn)報(bào)警。
[0025] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的氣體泄漏的報(bào)警裝置及方法，基于紅外成像技術(shù)， 能夠可視化地判斷氣體泄漏，并且對(duì)泄漏的等級(jí)進(jìn)行細(xì)化，能夠針對(duì)不同等級(jí)的泄漏進(jìn)行 不同等級(jí)報(bào)警，為生產(chǎn)提供更有效和細(xì)致的監(jiān)控。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0026] 圖1為實(shí)施例一中的報(bào)警裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027] 圖2為實(shí)施例二中的報(bào)警裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。可以理解的是，此處所描 述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋本發(fā)明，而非對(duì)本發(fā)明的限定。另外還需要說(shuō)明的是，為了便 于描述，附圖中僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分而非全部結(jié)構(gòu)。
[0029] 實(shí)施例一：
[0030] 本實(shí)施例公開(kāi)一種報(bào)警裝置及方法，圖1為本實(shí)施例中報(bào)警裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。 如圖1所示，該報(bào)警裝置包括定量計(jì)算與判斷模塊，報(bào)警單元，可選的還包括紅外熱成像 儀，圖像分析模塊，。
[0031] 紅外熱成像儀用于對(duì)待測(cè)目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)，形成紅外圖像。所述紅外熱成像儀包括 紅外光學(xué)鏡頭，紅外探測(cè)器，處理電路。首先紅外光學(xué)鏡頭聚焦待探測(cè)目標(biāo)發(fā)射的紅外輻射 信號(hào)，該紅外輻射信號(hào)被紅外探測(cè)器接收，形成電信號(hào)經(jīng)處理電路處理之后形成圖像信號(hào) 傳送到監(jiān)控主機(jī)上，形成紅外圖像。
[0032] 監(jiān)控主機(jī)中具有圖像分析模塊，圖像分析模塊對(duì)紅外圖像進(jìn)行分析，判斷是否具 有氣體特征，如果具有氣體特征，對(duì)氣體圖像面積的變化進(jìn)行定量分析計(jì)算，判斷為不同的 泄漏等級(jí)，進(jìn)而觸發(fā)不同類(lèi)型的報(bào)警。
[0033] 圖像分析模塊中具有圖形分析單元，其可以為軟件形式，對(duì)紅外圖像的圖形進(jìn)行 分析，分析是否具有氣體特征，當(dāng)紅外圖像具有氣體特征時(shí)則采用定量計(jì)算與判斷模塊對(duì) 氣體圖像的變化進(jìn)行分析，并且對(duì)氣體泄漏的情況進(jìn)行界定與判斷，決定報(bào)警等級(jí)并給出 動(dòng)態(tài)的擴(kuò)散范圍和危險(xiǎn)范圍等信息。
[0034] 所述定量計(jì)算與判斷模塊可以利用系統(tǒng)輸入的紅外圖像對(duì)待測(cè)區(qū)域的氣體圖形 面積動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算的方式如下：
[0035] 首先設(shè)定：
[0036] Pn=畫(huà)面中任一監(jiān)控區(qū)域內(nèi)任一時(shí)間點(diǎn)N的氣體圖形面積；
[0037] Pm=同一監(jiān)控區(qū)域內(nèi)延后的一個(gè)時(shí)間點(diǎn)Μ的氣體圖形面積=Z ;
[0038] Fx=鏡頭組焦距；
[0039] Jx=鏡頭組視像角；
[0040] Lx=鏡頭組至被監(jiān)控目標(biāo)的間距；
[0041] Px=完整監(jiān)控畫(huà)面面積；
[0042] Λ S=時(shí)間變量=M_N ;
[0043] Λ P=面積變量=Pm/Pn
[0044] 在一套監(jiān)控系統(tǒng)確定的情況下，F(xiàn)x，Jx，Lx，Px都為固定的值，在一定的時(shí)間變化范 圍內(nèi)計(jì)算氣體圖形面積的變量，并且預(yù)先設(shè)定一組觸發(fā)條件的值，如：
[0045] 當(dāng)Λ S〈X秒，Λ P〈Y1，Pm〈Zl時(shí)，定義為微小泄漏：
[0046] 當(dāng)Λ S〈X秒，Υ1〈 Λ P〈Y2, Zl〈Pm〈Z2時(shí)，定義為持續(xù)泄漏：
[0047] 當(dāng)Λ S〈X秒，ΛΡ>Υ2, Pm>Z2時(shí)，定義為瞬時(shí)泄漏。
[0048] 接下來(lái)，舉例來(lái)對(duì)上述公式進(jìn)行解釋?zhuān)?br>
[0049] 如首先設(shè)定X=5, Yl=l，Y2=2, Zl=整個(gè)監(jiān)控畫(huà)面面積的20%，Z2=整個(gè)監(jiān)控畫(huà)面面 積的60%。
[0050] 也就是說(shuō)在5s的時(shí)間范圍內(nèi)，紅外熱成像儀探測(cè)到的兩幅畫(huà)面相比，同一監(jiān)控區(qū) 域內(nèi)延后的一個(gè)時(shí)間點(diǎn)Μ的氣體圖形面積Pm除以畫(huà)面中任一監(jiān)控區(qū)域內(nèi)任一時(shí)間點(diǎn)N的 氣體圖形面積Pn的值小于1，也就是后一個(gè)時(shí)間點(diǎn)Μ的氣體圖形面積比前一個(gè)時(shí)間點(diǎn)的圖 像面積還要小，并且后一個(gè)時(shí)間點(diǎn)Μ的氣體圖形面積小于整個(gè)監(jiān)控畫(huà)面面積的20%，證明氣 體泄漏的量非常小，隨時(shí)間的變化氣體的有逐漸消散的趨勢(shì)，并且氣體圖形面積還不到整 個(gè)監(jiān)控畫(huà)面面積的20%，則認(rèn)為該泄漏為微小泄漏，后續(xù)采用的報(bào)警模式為第第一級(jí)危險(xiǎn)報(bào) 警，提醒生產(chǎn)監(jiān)控人員注意即可。
[0051] 如果在所設(shè)定的5s的時(shí)間范圍內(nèi)，紅外熱成像儀探測(cè)到的兩幅畫(huà)面相比，同一監(jiān) 控區(qū)域內(nèi)延后的一個(gè)時(shí)間點(diǎn)Μ的氣體圖形面積Pm除以畫(huà)面中任一監(jiān)控區(qū)域內(nèi)任一時(shí)間點(diǎn) N的氣體圖形面積Pn的值為1. 5,在1和2之間，就是在5s的時(shí)間范圍內(nèi)，氣體圖形面積相 對(duì)前一個(gè)時(shí)間點(diǎn)擴(kuò)大了 50%，并且后一個(gè)時(shí)間點(diǎn)Μ的氣體圖形面積占整個(gè)監(jiān)控畫(huà)面面積的 20%-60%之間，證明氣體泄漏的量比較大，則認(rèn)為該泄漏為持續(xù)泄漏，后續(xù)采用的報(bào)警模式 為第二級(jí)危險(xiǎn)報(bào)警，生產(chǎn)監(jiān)控人員必須立即處理。
[0052] 如果在所設(shè)定的5s的時(shí)間范圍內(nèi)，紅外熱成像儀探測(cè)到的兩幅畫(huà)面相比，同一監(jiān) 控區(qū)域內(nèi)延后的一個(gè)時(shí)間點(diǎn)Μ的氣體圖形面積Pm除以畫(huà)面中任一監(jiān)控區(qū)域內(nèi)任一時(shí)間點(diǎn) N的氣體圖形面積Pn的值為3,就是在5s的時(shí)間范圍內(nèi)，氣體圖形面積相對(duì)前一個(gè)時(shí)間點(diǎn) 擴(kuò)大了 2倍，并且后一個(gè)時(shí)間點(diǎn)Μ的氣體圖形面積大于整個(gè)監(jiān)控畫(huà)面面積的60%，證明氣體 泄漏的量非常大，則認(rèn)為該泄漏為瞬時(shí)泄漏，后續(xù)采用的報(bào)警模式為第三級(jí)危險(xiǎn)報(bào)警，提醒 生產(chǎn)監(jiān)控人員緊急處理。
[0053] 針對(duì)上述三種情況，報(bào)警單元具有三級(jí)報(bào)警功能模塊，當(dāng)定量計(jì)算與判斷模塊通 過(guò)氣體圖像面積的變化判斷為滿足【瞬時(shí)泄漏】的條件時(shí)，三級(jí)報(bào)警功能模塊直接啟動(dòng)第三 級(jí)危險(xiǎn)報(bào)警，此時(shí)屏幕顯示出警信息、緊急報(bào)警聲光報(bào)警器啟動(dòng)、屏幕動(dòng)態(tài)顯示氣體擴(kuò)散范 圍和危險(xiǎn)范圍；如果當(dāng)定量計(jì)算與判斷模塊通過(guò)氣體圖像面積的變化滿足【持續(xù)泄漏）】的 條件時(shí)，三級(jí)報(bào)警功能模塊啟動(dòng)第二級(jí)危險(xiǎn)報(bào)警，此時(shí)屏幕顯示出警信息、警示報(bào)警聲光報(bào) 警器啟動(dòng)、屏幕動(dòng)態(tài)顯示氣體擴(kuò)散范圍和危險(xiǎn)范圍；如果當(dāng)定量計(jì)算與判斷模塊通過(guò)氣體 圖像面積的變化滿足【微小泄漏】的條件時(shí)，三級(jí)報(bào)警功能模塊啟動(dòng)第一級(jí)危險(xiǎn)報(bào)警，此時(shí) 屏幕顯示出警信息。
[0054] 以上的舉例僅為解釋之目的，實(shí)際上本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)監(jiān)控的需要設(shè)定式 中的Χ，Υ1，Υ2，Ζ1，Ζ2的值，定義各種泄漏的范圍。也就是說(shuō)，包括任一監(jiān)控區(qū)域在預(yù)設(shè)時(shí)間 內(nèi)，當(dāng)氣體圖形面積減少并且氣體圖形面積小于第一預(yù)設(shè)值時(shí)，啟動(dòng)第一級(jí)危險(xiǎn)報(bào)警；當(dāng)氣 體圖形面積增加但增加的量小于一閾值，并且氣體圖形面積大于第一預(yù)設(shè)值小于第二預(yù)設(shè) 值時(shí)；啟動(dòng)第二級(jí)危險(xiǎn)報(bào)警；當(dāng)氣體圖形面積增加的量大于一閾值，并且氣體圖形面積大 于第二預(yù)設(shè)值時(shí)；啟動(dòng)第三級(jí)危險(xiǎn)報(bào)警。此處的預(yù)設(shè)時(shí)間、第一預(yù)設(shè)值、第二預(yù)設(shè)值、閾值， 本領(lǐng)域技術(shù)人員都可以根據(jù)實(shí)際的需要設(shè)置。
[0055] 圖像分析模塊可以在一幅完整的畫(huà)面內(nèi)自由分隔出最多64個(gè)獨(dú)立監(jiān)控區(qū)域，對(duì) 每個(gè)獨(dú)立的監(jiān)控區(qū)域的紅外圖像分析，定量計(jì)算與判斷模塊對(duì)每個(gè)獨(dú)立監(jiān)控區(qū)域的紅外圖 像進(jìn)行定量計(jì)算與判斷，判斷氣體泄漏的等級(jí)，進(jìn)而觸發(fā)相應(yīng)的各級(jí)報(bào)警。這樣對(duì)待測(cè)目標(biāo) 的監(jiān)控準(zhǔn)確，及時(shí)并且細(xì)致。
[0056] 除了上述定量計(jì)算與判斷模塊對(duì)紅外圖像中氣體圖像面積的變化進(jìn)行的定量計(jì) 算與判斷外，在該報(bào)警裝置中還包括對(duì)待測(cè)目標(biāo)溫度的監(jiān)控與分析。
[0057] 紅外熱成像儀提供測(cè)溫功能，在對(duì)待測(cè)目標(biāo)形成的紅外圖像上有溫度顯示。圖像 分析模塊中除了包括上述的圖形分析軟件之外，還包括溫度探測(cè)單元，其可以為軟件形式， 對(duì)該溫度的變化進(jìn)行探測(cè)與分析。
[0058] 由于在化工場(chǎng)所，有機(jī)化合物在氣化時(shí)因大量吸熱會(huì)引起局部溫度迅速變化，以 及在大流量泄漏時(shí)因靜電而引發(fā)火災(zāi)，從而導(dǎo)致局部溫度急劇上升。因此該溫度探測(cè)軟 件對(duì)待測(cè)目標(biāo)的紅外圖像進(jìn)行探測(cè)與分析，將探測(cè)與分析的結(jié)果傳送到定量計(jì)算與判斷模 塊，定量計(jì)算與判斷模塊發(fā)現(xiàn)達(dá)到報(bào)警條件時(shí)，即觸發(fā)報(bào)警單元中的報(bào)警模塊進(jìn)行報(bào)警。
[0059] 所述定量計(jì)算與判斷模塊利用溫度探測(cè)軟件的探測(cè)結(jié)果對(duì)待測(cè)區(qū)域的溫度動(dòng)態(tài) 變化進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算的方式如下：
[0060] 首先設(shè)定：
[0061] Tmax=畫(huà)面中任一測(cè)溫區(qū)域內(nèi)的溫度最高值；
[0062] Tn=畫(huà)面中任一測(cè)溫區(qū)域內(nèi)任一時(shí)間點(diǎn)N的平均溫度值；
[0063] Tm=同一測(cè)溫區(qū)域內(nèi)延后的一個(gè)時(shí)間點(diǎn)Μ的平均溫度值；
[0064] Λ S=時(shí)間變量=Μ_Ν，在測(cè)溫軟件中取X秒以?xún)?nèi)的任一值；
[0065] Λ Τ=溫度變量=Tm_Tn ;
[0066] 設(shè)定一組觸發(fā)溫度報(bào)警條件的值，如：
[0067] 當(dāng)任一時(shí)間點(diǎn)，Tmax>E時(shí)，啟動(dòng)第三級(jí)危險(xiǎn)報(bào)警。
[0068] 當(dāng)Λ S時(shí)間內(nèi)，Λ T>D2時(shí)，啟動(dòng)第二級(jí)危險(xiǎn)報(bào)警。
[0069] 當(dāng)AS時(shí)間內(nèi)，D1蘭Λ T蘭D2時(shí)，啟動(dòng)第一級(jí)危險(xiǎn)報(bào)警。
[0070] D=溫度差值；
[0071] 接下來(lái)，舉例來(lái)對(duì)上述公式進(jìn)行解釋?zhuān)?br>
[0072] 如首先設(shè)定Λ S=15s，D1=2°C，D2=5°C，E=160°C為報(bào)警的觸發(fā)條件。
[0073] 也就是說(shuō)在15s的時(shí)間范圍內(nèi)，紅外熱成像儀探測(cè)到的兩幅畫(huà)面相比，
[0074] 在測(cè)溫區(qū)域測(cè)到的溫度差值小于5°C，也就是是說(shuō)在15s內(nèi)，測(cè)溫區(qū)域的溫度升 高了，但升高的溫度范圍在2°C和5°C之間，則此時(shí)定量計(jì)算與判斷模塊觸發(fā)第一級(jí)危險(xiǎn)報(bào) 警。
[0075] 在測(cè)溫區(qū)域測(cè)到的溫度差值大于5°C，也就是是說(shuō)在15s內(nèi)，測(cè)溫區(qū)域的溫度升高 大于5°C，則此時(shí)此時(shí)定量計(jì)算與判斷模塊觸發(fā)第二級(jí)危險(xiǎn)報(bào)警。
[0076] 如果在任一時(shí)間點(diǎn)中，測(cè)到畫(huà)面中任一測(cè)溫區(qū)域內(nèi)的溫度最高值Tmax大于 160°C，認(rèn)為出現(xiàn)了意外的異常，定量計(jì)算與判斷模塊不再進(jìn)行溫度變化的計(jì)算，直接觸發(fā) 第三級(jí)危險(xiǎn)報(bào)警。
[0077] 針對(duì)上述溫度變化三種情況，報(bào)警單元具有三級(jí)報(bào)警功能模塊，結(jié)果溫度探測(cè)軟 件探測(cè)到溫度滿足【Tma X>160°C】的條件時(shí)，則定量計(jì)算與判斷模塊直接直接啟動(dòng)第三 級(jí)報(bào)警，此時(shí)屏幕顯示出警信息、緊急報(bào)警聲光報(bào)警器啟動(dòng)、屏幕動(dòng)態(tài)顯示危險(xiǎn)范圍；如 果定量計(jì)算與判斷模塊對(duì)溫度變化的計(jì)算滿足【Λ S〈15秒時(shí)，Λ T>±5°C】的條件時(shí)，三 級(jí)報(bào)警功能模塊啟動(dòng)第二級(jí)報(bào)警，此時(shí)屏幕顯示出警信息、警示報(bào)警聲光報(bào)警器啟動(dòng)、屏 幕動(dòng)態(tài)危險(xiǎn)范圍；如果定量計(jì)算與判斷模塊對(duì)溫度變化的計(jì)算結(jié)果滿足【AS〈15秒時(shí)， Λ ±2°C= T = ±5°C】的條件時(shí)，三級(jí)報(bào)警功能模塊啟動(dòng)第一級(jí)報(bào)警，此時(shí)屏幕顯示出警信 肩、。
[0078] 以上的舉例僅為解釋之目的，實(shí)際上本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)監(jiān)控的需要設(shè)定式 中的Λ S，Dl，D2, E的值，定義觸發(fā)各級(jí)報(bào)警的條件。也就是說(shuō)，任一監(jiān)控區(qū)域在預(yù)設(shè)時(shí)間 內(nèi)，當(dāng)溫度的升高值大于第一預(yù)設(shè)值小于第二預(yù)設(shè)值時(shí)，啟動(dòng)第一級(jí)危險(xiǎn)報(bào)警；當(dāng)溫度的 升高值大于第二預(yù)設(shè)值時(shí)；啟動(dòng)第二級(jí)危險(xiǎn)報(bào)警；當(dāng)任一監(jiān)控區(qū)域中最高溫度大于一閾值 時(shí)，啟動(dòng)第三級(jí)危險(xiǎn)報(bào)警。此處的預(yù)設(shè)時(shí)間、第一預(yù)設(shè)值、第二預(yù)設(shè)值、閾值，本領(lǐng)域技術(shù)人 員都可以根據(jù)實(shí)際的需要設(shè)置。
[0079] 同樣，溫度探測(cè)軟件可以在一幅完整的畫(huà)面內(nèi)自由分隔出最多64個(gè)獨(dú)立監(jiān)控區(qū) 域，對(duì)每個(gè)獨(dú)立的監(jiān)控區(qū)域的紅外圖像的溫度進(jìn)行探測(cè)與分析，定量計(jì)算與判斷模塊對(duì)每 個(gè)獨(dú)立監(jiān)控區(qū)域的分析結(jié)果進(jìn)行計(jì)算，判斷報(bào)警等級(jí)觸發(fā)相應(yīng)的各級(jí)報(bào)警。這樣對(duì)待測(cè)目 標(biāo)的監(jiān)控準(zhǔn)確，及時(shí)并且細(xì)致。
[0080] 上述的對(duì)待測(cè)目標(biāo)中氣體圖形面積變化的計(jì)算與判斷與溫度變化的計(jì)算與判斷 可以結(jié)合使用，當(dāng)判斷到待測(cè)目標(biāo)中紅外圖像的氣體面積或者溫度中的任一滿足報(bào)警條件 時(shí)，則觸發(fā)報(bào)警。
[0081] 也就是說(shuō)，以上述所舉實(shí)例為例，如果溫度探測(cè)結(jié)果滿足【TmaX>160°C】的條件或 者當(dāng)定量計(jì)算與判斷模塊通過(guò)氣體圖像面積的變化判斷為滿足【瞬時(shí)泄漏】的條件時(shí)，三 級(jí)報(bào)警功能模塊直接啟動(dòng)第三級(jí)報(bào)警；如果定量計(jì)算與判斷模塊對(duì)溫度變化的計(jì)算滿足 【Λ S〈15秒時(shí)，Λ T>±5°C】的條件或定量計(jì)算與判斷模塊通過(guò)氣體圖像面積的變化判斷為 滿足【持續(xù)泄漏】的條件時(shí)，三級(jí)報(bào)警功能模塊啟動(dòng)第二級(jí)報(bào)警；如果定量計(jì)算與判斷模塊 對(duì)溫度變化的計(jì)算判斷為滿足【AS〈15秒時(shí)，Λ ±2°C = T = ±5°C】的條件或定量計(jì)算與 判斷模塊通過(guò)氣體圖像面積的變化判斷為滿足【微小泄漏】的條件時(shí)，三級(jí)報(bào)警功能模塊啟 動(dòng)第一級(jí)報(bào)警。
[0082] 本實(shí)施例中的報(bào)警裝置還包括顯示單元，顯示泄漏氣體的擴(kuò)散范圍和危險(xiǎn)范圍。
[0083] 當(dāng)發(fā)生微小泄漏報(bào)警時(shí)，顯示屏幕顯示報(bào)警信息，表示出警位置和原因，直至手動(dòng) 復(fù)位，此時(shí)這種微小的泄漏不會(huì)產(chǎn)生太大的威脅，技術(shù)人員不用立即停止生產(chǎn)，可以檢查設(shè) 備，排除故障。
[0084] 當(dāng)發(fā)生持續(xù)泄漏報(bào)警時(shí)，顯示單元顯示報(bào)警信息，標(biāo)示出警位置和原因，直至手動(dòng) 復(fù)位，同時(shí)啟動(dòng)警示聲光報(bào)警，直至手動(dòng)復(fù)位，顯示單元顯示泄漏氣體的擴(kuò)散范圍和危險(xiǎn)范 圍屏幕動(dòng)態(tài)顯示擴(kuò)散范圍和危險(xiǎn)范圍，直至手動(dòng)復(fù)位。此時(shí)技術(shù)人員需要立即處理，并且判 斷是否需要停止生產(chǎn)，以及采取其他必要的措施。
[0085] 當(dāng)發(fā)生瞬時(shí)泄漏報(bào)警時(shí)，顯示單元顯示報(bào)警信息，標(biāo)示出警位置和原因，直至手動(dòng) 復(fù)位，同時(shí)啟動(dòng)緊急警示聲光報(bào)警，直至手動(dòng)復(fù)位，屏幕動(dòng)態(tài)顯示擴(kuò)散范圍和危險(xiǎn)范圍，直 至手動(dòng)復(fù)位。此時(shí)技術(shù)人員需要緊急處理，并且需要立即采取其他的應(yīng)急手段和安全措施， 保證不發(fā)生安全事故。
[0086] 本實(shí)施例中，，采用定量計(jì)算與判斷模塊，對(duì)泄漏的狀態(tài)進(jìn)行分析與計(jì)算，判別為 不同的泄漏的狀態(tài)，采用三級(jí)報(bào)警的模式對(duì)應(yīng)不同的泄漏狀態(tài)啟動(dòng)不同的報(bào)警模式，可以 針對(duì)不同的情況進(jìn)行不同的處理，對(duì)生產(chǎn)的監(jiān)控更加有效和細(xì)致，對(duì)于生產(chǎn)效率的提高和 安全保障的加強(qiáng)起到了重要作用。
[0087] 實(shí)施例二：
[0088] 本實(shí)施例公開(kāi)另一種報(bào)警裝置及方法。圖2為該報(bào)警裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。該報(bào)警 裝置包括定量計(jì)算與判斷模塊，報(bào)警單元，可選的還包括紅外熱成像儀，圖像分析模塊。與 實(shí)施例一不同的是在該報(bào)警裝置中，紅外熱成像儀還可以包括氣體識(shí)別器，該氣體識(shí)別器 可以為烯烴氣體識(shí)別器，烷烴氣體識(shí)別器，鹵代烷烴氣體識(shí)別器中的任一種或其組合，也可 以為其它的氣體識(shí)別器。氣體識(shí)別器為針對(duì)不同氣體的帶通濾波片，如烯烴氣體識(shí)別器為 能夠?qū)οN氣體進(jìn)行濾波的帶通濾波片，如烷烴烴氣體識(shí)別器為能夠?qū)ν闊N氣體進(jìn)行濾波 的帶通濾波片，如鹵代烷烴氣體識(shí)別器為能夠?qū)u代烷烴氣體進(jìn)行濾波的帶通濾波片。 [0089] 紅外熱成像儀用于對(duì)待測(cè)目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)，形成紅外圖像。所述紅外熱成像儀包括 紅外鏡頭，氣體識(shí)別器，紅外探測(cè)器，處理電路。首先紅外光學(xué)鏡頭聚焦待探測(cè)目標(biāo)發(fā)射的 紅外輻射信號(hào)，氣體識(shí)別器設(shè)置在紅外熱成像儀的光路上，紅外輻射信號(hào)經(jīng)氣體識(shí)別器中 的濾波片濾波之后的紅外輻射信號(hào)被紅外探測(cè)器接收，形成電信號(hào)經(jīng)處理電路處理之后形 成圖像信號(hào)傳送到監(jiān)控主機(jī)上，形成紅外圖像。
[0090] 監(jiān)控主機(jī)中具有圖像分析模塊，當(dāng)圖像分析模塊分析確定了為哪種氣體之后，對(duì) 所啟動(dòng)了氣體識(shí)別器之后探測(cè)到的圖像進(jìn)行進(jìn)一步定量計(jì)算與判斷，判斷為不同的泄漏等 級(jí)，進(jìn)而觸發(fā)不同類(lèi)型的報(bào)警。
[0091] 所述圖像分析模塊判斷氣體為哪種氣體的具體方法為，首先使氣體識(shí)別器不在紅 夕卜熱成像儀的光路上，紅外探測(cè)器探測(cè)待測(cè)目標(biāo)的紅外輻射信號(hào)，形成紅外圖像，圖像分析 模塊包括圖形分析單元，其可以為軟件形式，當(dāng)圖形分析軟件發(fā)現(xiàn)紅外圖像中具有氣體特 征時(shí)，則啟動(dòng)氣體識(shí)別器，以烯烴氣體識(shí)別器為例，將烯烴氣體識(shí)別器置于紅外熱成像儀的 光路上，紅外探測(cè)器待測(cè)待測(cè)目標(biāo)經(jīng)過(guò)帶通濾波片之后的紅外輻射信號(hào)，形成紅外圖像，圖 形分析軟件對(duì)其進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)時(shí)具備烯烴氣體特征時(shí)，認(rèn)為是烯烴氣體，完成對(duì)氣體的判 斷，開(kāi)始進(jìn)行下一步的分析，如果發(fā)現(xiàn)不是烯烴氣體，則直接回復(fù)到正常監(jiān)控狀態(tài)。
[0092] 在另一種情況下，如果需要對(duì)氣體進(jìn)行多種判斷，所述氣體識(shí)別器可以包括烯烴 氣體識(shí)別器、烷烴氣體識(shí)別器和鹵代烷烴氣體識(shí)別器的組合。首先使氣體識(shí)別器不在紅外 熱成像儀的光路上，紅外探測(cè)器探測(cè)待測(cè)目標(biāo)的紅外輻射信號(hào)，形成紅外圖像，當(dāng)圖形分析 軟件發(fā)現(xiàn)紅外圖像中具有氣體特征時(shí)，則啟動(dòng)氣體識(shí)別器，以首先啟動(dòng)烯烴氣體識(shí)別器為 例，將烯烴氣體識(shí)別器置于紅外熱成像儀的光路上，紅外探測(cè)器待測(cè)待測(cè)目標(biāo)經(jīng)過(guò)帶通濾 波片之后的紅外輻射信號(hào)，形成紅外圖像，圖形分析軟件對(duì)其進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)時(shí)具備烯烴氣 體特征時(shí)，認(rèn)為是烯烴氣體，完成對(duì)氣體的判斷，開(kāi)始進(jìn)行下一步的分析，如果發(fā)現(xiàn)不是烯 烴氣體，則啟動(dòng)烷烴氣體識(shí)別器，將烷烴氣體識(shí)別器置于紅外熱成像儀的光路上，紅外探測(cè) 器待測(cè)待測(cè)目標(biāo)經(jīng)過(guò)帶通濾波片之后的紅外輻射信號(hào)，形成紅外圖像，圖形分析軟件對(duì)其 進(jìn)行分析，與預(yù)存的烷烴氣體經(jīng)濾波之后的圖像進(jìn)行比對(duì)，發(fā)現(xiàn)時(shí)具備烷烴氣體特征時(shí)，認(rèn) 為是烷烴氣體，完成對(duì)氣體的判斷，如果發(fā)現(xiàn)不是烷烴氣體，則啟動(dòng)鹵代氣體識(shí)別器，將鹵 代氣體識(shí)別器置于紅外熱成像儀的光路上，紅外探測(cè)器待測(cè)待測(cè)目標(biāo)經(jīng)過(guò)帶通濾波片之后 的紅外輻射信號(hào)，形成紅外圖像，圖形分析軟件對(duì)其進(jìn)行分析，與預(yù)存的鹵代氣體經(jīng)濾波之 后的圖像進(jìn)行比對(duì)，發(fā)現(xiàn)時(shí)具備鹵代烷烴氣體特征時(shí)，認(rèn)為是鹵代氣體，完成對(duì)氣體的判 斷，再進(jìn)行下一步的定量計(jì)算與判斷。如果發(fā)現(xiàn)不是鹵代氣體，該泄漏的氣體不是危險(xiǎn)氣 體，不再進(jìn)行泄漏量的判斷和報(bào)警，回復(fù)到正常監(jiān)控狀態(tài)。
[0093] 以上啟動(dòng)各種氣體識(shí)別器的順序可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，例如如果在一需要監(jiān)控 的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，如果泄漏氣體為烷烴的可能最大，則可以選擇首先啟動(dòng)烷烴氣體識(shí)別器，或者 在需要監(jiān)控的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，如果認(rèn)為只可能有一種氣體泄漏，如烯烴，則只采用一種烯烴氣體 識(shí)別器即可。
[0094] 因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)生產(chǎn)環(huán)境的需要，選擇需要進(jìn)行一種或幾種氣體 的判斷，氣體識(shí)別器可以使一種或幾種氣體識(shí)別器的組合，在判斷之后，在確定了是哪一種 氣體之后，進(jìn)入下一步的定量計(jì)算與判斷，下一步的定量計(jì)算與判斷是對(duì)氣體圖像面積的 變化進(jìn)行定量分析計(jì)算，判斷為不同的泄漏等級(jí)，進(jìn)而觸發(fā)不同類(lèi)型的報(bào)警。
[0095]當(dāng)圖像分析模塊確定是哪種氣體泄漏時(shí)，則采用定量計(jì)算與判斷模塊對(duì)氣體圖像 的變化進(jìn)行分析，例如當(dāng)圖像分析模塊確定是烯烴氣體時(shí)，對(duì)紅外探測(cè)器所探測(cè)到的紅外 圖像的氣體面積變化進(jìn)行分析，對(duì)氣體泄漏的情況進(jìn)行界定與判斷，決定報(bào)警等級(jí)并給出 動(dòng)態(tài)的擴(kuò)散范圍和危險(xiǎn)范圍等信息。
[0096] 所述定量計(jì)算與判斷模塊可以利用系統(tǒng)輸入的紅外圖像對(duì)待測(cè)區(qū)域的氣體圖形 面積動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算的方式如下：
[0097] 首先設(shè)定：
[0098] Pn=畫(huà)面中任一監(jiān)控區(qū)域內(nèi)任一時(shí)間點(diǎn)N的氣體圖形面積；
[0099] Pm=同一監(jiān)控區(qū)域內(nèi)延后的一個(gè)時(shí)間點(diǎn)Μ的氣體圖形面積=Z ;
[0100] Fx=鏡頭組焦距；
[0101] Jx=鏡頭組視像角；
[0102] Lx=鏡頭組至被監(jiān)控目標(biāo)的間距；
[0103] Px=完整監(jiān)控畫(huà)面面積；
[0104] Λ S=時(shí)間變量=M_N ;
[0105] Λ P=面積變量=Pm/Pn
[0106] 在一套監(jiān)控系統(tǒng)確定的情況下，F(xiàn)x，Jx，Lx，Px都為固定的值，在一定的時(shí)間變化范 圍內(nèi)計(jì)算氣體圖形面積的變量，并且預(yù)先設(shè)定一組觸發(fā)條件的值，如：
[0107] 當(dāng)Λ S〈X秒，ΛΡ〈Υ1，Pm〈Zl時(shí)，定義為微小泄漏：
[0108] 當(dāng)Λ S〈X秒，Υ1〈 Λ P〈Y2, Zl〈Pm〈Z2時(shí)，定義為持續(xù)泄漏：
[0109] 當(dāng)Λ S〈X秒，ΛΡ>Υ2, Pm>Z2時(shí)，定義為瞬時(shí)泄漏。
[0110] 接下來(lái)，舉例來(lái)對(duì)上述公式進(jìn)行解釋?zhuān)?br>
[0111] 如首先設(shè)定X=5, Yl=l，Y2=2, Zl=整個(gè)監(jiān)控畫(huà)面面積的20%，Z2=整個(gè)監(jiān)控畫(huà)面面 積的60%。
[0112] 也就是說(shuō)在5s的時(shí)間范圍內(nèi)，紅外熱成像儀探測(cè)到的兩幅畫(huà)面相比，同一監(jiān)控區(qū) 域內(nèi)延后的一個(gè)時(shí)間點(diǎn)Μ的氣體圖形面積Pm除以畫(huà)面中任一監(jiān)控區(qū)域內(nèi)任一時(shí)間點(diǎn)N的 氣體圖形面積Pn的值小于1，也就是后一個(gè)時(shí)間點(diǎn)Μ的氣體圖形面積比前一個(gè)時(shí)間點(diǎn)的圖 像面積還要小，并且后一個(gè)時(shí)間點(diǎn)Μ的氣體圖形面積小于整個(gè)監(jiān)控畫(huà)面面積的20%，證明氣 體泄漏的量非常小，隨時(shí)間的變化氣體的有逐漸消散的趨勢(shì)，并且氣體圖形面積還不到整 個(gè)監(jiān)控畫(huà)面面積的20%，則認(rèn)為該泄漏為微小泄漏，后續(xù)采用的報(bào)警模式為第第一級(jí)危險(xiǎn)報(bào) 警，提醒生產(chǎn)監(jiān)控人員注意即可。
[0113] 如果在所設(shè)定的5s的時(shí)間范圍內(nèi)，紅外熱成像儀探測(cè)到的兩幅畫(huà)面相比，同一監(jiān) 控區(qū)域內(nèi)延后的一個(gè)時(shí)間點(diǎn)Μ的氣體圖形面積Pm除以畫(huà)面中任一監(jiān)控區(qū)域內(nèi)任一時(shí)間點(diǎn) N的氣體圖形面積Pn的值為1. 5,在1和2之間，就是在5s的時(shí)間范圍內(nèi)，氣體圖形面積相 對(duì)前一個(gè)時(shí)間點(diǎn)擴(kuò)大了 50%，并且后一個(gè)時(shí)間點(diǎn)Μ的氣體圖形面積占整個(gè)監(jiān)控畫(huà)面面積的 20%-60%之間，證明氣體泄漏的量比較大，則認(rèn)為該泄漏為持續(xù)泄漏，后續(xù)采用的報(bào)警模式 為第二級(jí)危險(xiǎn)報(bào)警，生產(chǎn)監(jiān)控人員必須立即處理。
[0114] 如果在所設(shè)定的5s的時(shí)間范圍內(nèi)，紅外熱成像儀探測(cè)到的兩幅畫(huà)面相比，同一監(jiān) 控區(qū)域內(nèi)延后的一個(gè)時(shí)間點(diǎn)Μ的氣體圖形面積Pm除以畫(huà)面中任一監(jiān)控區(qū)域內(nèi)任一時(shí)間點(diǎn) N的氣體圖形面積Pn的值為3,就是在5s的時(shí)間范圍內(nèi)，氣體圖形面積相對(duì)前一個(gè)時(shí)間點(diǎn) 擴(kuò)大了 2倍，并且后一個(gè)時(shí)間點(diǎn)Μ的氣體圖形面積大于整個(gè)監(jiān)控畫(huà)面面積的60%，證明氣體 泄漏的量非常大，則認(rèn)為該泄漏為瞬時(shí)泄漏，后續(xù)采用的報(bào)警模式為第三級(jí)危險(xiǎn)報(bào)警，提醒 生產(chǎn)監(jiān)控人員緊急處理。
[0115] 針對(duì)上述三種情況，報(bào)警單元具有三級(jí)報(bào)警功能模塊，當(dāng)定量計(jì)算與判斷模塊通 過(guò)氣體圖像面積的變化判斷為滿足【瞬時(shí)泄漏】的條件時(shí)，三級(jí)報(bào)警功能模塊直接啟動(dòng)第三 級(jí)危險(xiǎn)報(bào)警，此時(shí)屏幕顯示出警信息、緊急報(bào)警聲光報(bào)警器啟動(dòng)、屏幕動(dòng)態(tài)顯示氣體擴(kuò)散范 圍和危險(xiǎn)范圍；如果當(dāng)定量計(jì)算與判斷模塊通過(guò)氣體圖像面積的變化滿足【持續(xù)泄漏)】的 條件時(shí)，三級(jí)報(bào)警功能模塊啟動(dòng)第二級(jí)危險(xiǎn)報(bào)警，此時(shí)屏幕顯示出警信息、警示報(bào)警聲光報(bào) 警器啟動(dòng)、屏幕動(dòng)態(tài)顯示氣體擴(kuò)散范圍和危險(xiǎn)范圍；如果當(dāng)定量計(jì)算與判斷模塊通過(guò)氣體 圖像面積的變化滿足【微小泄漏】的條件時(shí)，三級(jí)報(bào)警功能模塊啟動(dòng)第一級(jí)危險(xiǎn)報(bào)警，此時(shí) 屏幕顯示出警信息。
[0116] 以上的舉例僅為解釋之目的，實(shí)際上本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)監(jiān)控的需要設(shè)定式 中的X，Y1，Y2，Z1，Z2的值，定義各種泄漏的范圍。也就是說(shuō)，包括任一監(jiān)控區(qū)域在預(yù)設(shè)時(shí)間 內(nèi)，當(dāng)氣體圖形面積減少并且氣體圖形面積小于第一預(yù)設(shè)值時(shí)，啟動(dòng)第一級(jí)危險(xiǎn)報(bào)警；當(dāng)氣 體圖形面積增加但增加的量小于一閾值，并且氣體圖形面積大于第一預(yù)設(shè)值小于第二預(yù)設(shè) 值時(shí)；啟動(dòng)第二級(jí)危險(xiǎn)報(bào)警；當(dāng)氣體圖形面積增加的量大于一閾值，并且氣體圖形面積大 于第二預(yù)設(shè)值時(shí)；啟動(dòng)第三級(jí)危險(xiǎn)報(bào)警。此處的預(yù)設(shè)時(shí)間、第一預(yù)設(shè)值、第二預(yù)設(shè)值、閾值， 本領(lǐng)域技術(shù)人員都可以根據(jù)實(shí)際的需要設(shè)置。
[0117] 圖形分析軟件可以在一幅完整的畫(huà)面內(nèi)自由分隔出最多64個(gè)獨(dú)立監(jiān)控區(qū)域，對(duì) 每個(gè)獨(dú)立的監(jiān)控區(qū)域的紅外圖像分析，定量計(jì)算與判斷模塊對(duì)每個(gè)獨(dú)立監(jiān)控區(qū)域的紅外圖 像進(jìn)行定量計(jì)算與判斷，判斷氣體泄漏的等級(jí)，進(jìn)而觸發(fā)相應(yīng)的各級(jí)報(bào)警。這樣對(duì)待測(cè)目標(biāo) 的監(jiān)控準(zhǔn)確，及時(shí)并且細(xì)致。
[0118] 除了上述定量計(jì)算與判斷模塊對(duì)紅外圖像中氣體圖像面積的變化進(jìn)行的定量計(jì) 算與判斷外，在該報(bào)警裝置中還包括對(duì)待測(cè)目標(biāo)溫度的監(jiān)控與分析。
[0119] 紅外熱成像儀提供測(cè)溫功能，在對(duì)待測(cè)目標(biāo)形成的紅外圖像上有溫度顯示。圖像 分析模塊中除了包括上述的圖形分析軟件之外，還包括溫度探測(cè)單元，其可以為軟件形式 對(duì)該溫度的變化進(jìn)行探測(cè)與分析。
[0120] 由于在化工場(chǎng)所，有機(jī)化合物在氣化時(shí)因大量吸熱會(huì)引起局部溫度迅速變化，以 及在大流量泄漏時(shí)因靜電而引發(fā)火災(zāi)，從而導(dǎo)致局部溫度急劇上升。因此該溫度探測(cè)軟 件對(duì)待測(cè)目標(biāo)的紅外圖像進(jìn)行探測(cè)與分析，將探測(cè)與分析的結(jié)果傳送到定量計(jì)算與判斷模 塊，定量計(jì)算與判斷模塊發(fā)現(xiàn)達(dá)到報(bào)警條件時(shí)，即觸發(fā)報(bào)警單元中的報(bào)警模塊進(jìn)行報(bào)警。
[0121] 所述定量計(jì)算與判斷模塊利用溫度探測(cè)軟件的探測(cè)結(jié)果對(duì)待測(cè)區(qū)域的溫度動(dòng)態(tài) 變化進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算的方式如下：
[0122] 首先設(shè)定：
[0123] Tmax=畫(huà)面中任一測(cè)溫區(qū)域內(nèi)的溫度最高值；
[0124] Tn=畫(huà)面中任一測(cè)溫區(qū)域內(nèi)任一時(shí)間點(diǎn)N的平均溫度值；
[0125] Tm=同一測(cè)溫區(qū)域內(nèi)延后的一個(gè)時(shí)間點(diǎn)Μ的平均溫度值；
[0126] Λ S=時(shí)間變量=Μ_Ν，在測(cè)溫軟件中取X秒以?xún)?nèi)的任一值；
[0127] Λ Τ=溫度變量=Tm_Tn ;
[0128] 設(shè)定一組觸發(fā)溫度報(bào)警條件的值，如：
[0129] 當(dāng)任一時(shí)間點(diǎn)，Tmax>E時(shí)，啟動(dòng)第三級(jí)危險(xiǎn)報(bào)警。
[0130] 當(dāng)Λ S時(shí)間內(nèi)，Λ T>D2時(shí)，啟動(dòng)第二級(jí)危險(xiǎn)報(bào)警。
[0131] 當(dāng)AS時(shí)間內(nèi)，D1蘭Λ T蘭D2時(shí)，啟動(dòng)第一級(jí)危險(xiǎn)報(bào)警。
[0132] D=溫度差值；
[0133] 接下來(lái)，舉例來(lái)對(duì)上述公式進(jìn)行解釋?zhuān)?br>
[0134] 如首先設(shè)定Λ S=15s，D1=2°C，D2=5°C，E=160°C為報(bào)警的觸發(fā)條件。
[0135] 也就是說(shuō)在15s的時(shí)間范圍內(nèi)，紅外熱成像儀探測(cè)到的兩幅畫(huà)面相比，
[0136] 在測(cè)溫區(qū)域測(cè)到的溫度差值小于5°C，也就是是說(shuō)在15s內(nèi)，測(cè)溫區(qū)域的溫度升 高了，但升高的溫度范圍在2°C和5°C之間，則此時(shí)定量計(jì)算與判斷模塊觸發(fā)第一級(jí)危險(xiǎn)報(bào) 警。
[0137] 在測(cè)溫區(qū)域測(cè)到的溫度差值大于5°C，也就是是說(shuō)在15s內(nèi)，測(cè)溫區(qū)域的溫度升高 大于5°C，則此時(shí)此時(shí)定量計(jì)算與判斷模塊觸發(fā)第二級(jí)危險(xiǎn)報(bào)警。
[0138] 如果在任一時(shí)間點(diǎn)中，測(cè)到畫(huà)面中任一測(cè)溫區(qū)域內(nèi)的溫度最高值Tmax大于 160°C，認(rèn)為出現(xiàn)了意外的異常，定量計(jì)算與判斷模塊不再進(jìn)行溫度變化的計(jì)算，直接觸發(fā) 第三級(jí)危險(xiǎn)報(bào)警。
[0139] 針對(duì)上述溫度變化三種情況，報(bào)警單元具有三級(jí)報(bào)警功能模塊，結(jié)果溫度探測(cè)軟 件探測(cè)到溫度滿足【Tma X>160°C】的條件時(shí)，則定量計(jì)算與判斷模塊直接直接啟動(dòng)第三 級(jí)報(bào)警，此時(shí)屏幕顯示出警信息、緊急報(bào)警聲光報(bào)警器啟動(dòng)、屏幕動(dòng)態(tài)顯示危險(xiǎn)范圍；如 果定量計(jì)算與判斷模塊對(duì)溫度變化的計(jì)算滿足【Λ S〈15秒時(shí)，Λ T>±5°C】的條件時(shí)，三 級(jí)報(bào)警功能模塊啟動(dòng)第二級(jí)報(bào)警，此時(shí)屏幕顯示出警信息、警示報(bào)警聲光報(bào)警器啟動(dòng)、屏 幕動(dòng)態(tài)危險(xiǎn)范圍；如果定量計(jì)算與判斷模塊對(duì)溫度變化的計(jì)算結(jié)果滿足【AS〈15秒時(shí)， Λ ±2°C= T = ±5°C】的條件時(shí)，三級(jí)報(bào)警功能模塊啟動(dòng)第一級(jí)報(bào)警，此時(shí)屏幕顯示出警信 肩、。
[0140] 以上的舉例僅為解釋之目的，實(shí)際上本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)監(jiān)控的需要設(shè)定式 中的Λ S，Dl，D2, E的值，定義觸發(fā)各級(jí)報(bào)警的條件。也就是說(shuō)，任一監(jiān)控區(qū)域在預(yù)設(shè)時(shí)間 內(nèi)，當(dāng)溫度的升高值大于第一預(yù)設(shè)值小于第二預(yù)設(shè)值時(shí)，啟動(dòng)第一級(jí)危險(xiǎn)報(bào)警；當(dāng)溫度的 升高值大于第二預(yù)設(shè)值時(shí)；啟動(dòng)第二級(jí)危險(xiǎn)報(bào)警；當(dāng)任一監(jiān)控區(qū)域中最高溫度大于一閾值 時(shí)，啟動(dòng)第三級(jí)危險(xiǎn)報(bào)警。此處的預(yù)設(shè)時(shí)間、第一預(yù)設(shè)值、第二預(yù)設(shè)值、閾值，本領(lǐng)域技術(shù)人 員都可以根據(jù)實(shí)際的需要設(shè)置。
[0141] 同樣，溫度探測(cè)軟件可以在一幅完整的畫(huà)面內(nèi)自由分隔出最多64個(gè)獨(dú)立監(jiān)控區(qū) 域，對(duì)每個(gè)獨(dú)立的監(jiān)控區(qū)域的紅外圖像的溫度進(jìn)行探測(cè)與分析，定量計(jì)算與判斷模塊對(duì)每 個(gè)獨(dú)立監(jiān)控區(qū)域的分析結(jié)果進(jìn)行計(jì)算，判斷報(bào)警等級(jí)觸發(fā)相應(yīng)的各級(jí)報(bào)警。這樣對(duì)待測(cè)目 標(biāo)的監(jiān)控準(zhǔn)確，及時(shí)并且細(xì)致。
[0142] 上述的對(duì)待測(cè)目標(biāo)中氣體圖形面積變化的計(jì)算與判斷與溫度變化的計(jì)算與判斷 可以結(jié)合使用，當(dāng)判斷到待測(cè)目標(biāo)中紅外圖像的氣體面積或者溫度中的任一滿足報(bào)警條件 時(shí)，則觸發(fā)報(bào)警。
[0143] 也就是說(shuō)，以上述所舉實(shí)例為例，如果溫度探測(cè)結(jié)果滿足【TmaX>160°C】的條件或 者當(dāng)定量計(jì)算與判斷模塊通過(guò)氣體圖像面積的變化判斷為滿足【瞬時(shí)泄漏】的條件時(shí)，三 級(jí)報(bào)警功能模塊直接啟動(dòng)第三級(jí)報(bào)警；如果定量計(jì)算與判斷模塊對(duì)溫度變化的計(jì)算滿足 【Λ S〈15秒時(shí)，Λ T>±5°C】的條件或定量計(jì)算與判斷模塊通過(guò)氣體圖像面積的變化判斷為 滿足【持續(xù)泄漏】的條件時(shí)，三級(jí)報(bào)警功能模塊啟動(dòng)第二級(jí)報(bào)警；如果定量計(jì)算與判斷模塊 對(duì)溫度變化的計(jì)算判斷為滿足【AS〈15秒時(shí)，Λ ±2°C = T = ±5°C】的條件或定量計(jì)算與 判斷模塊通過(guò)氣體圖像面積的變化判斷為滿足【微小泄漏】的條件時(shí)，三級(jí)報(bào)警功能模塊啟 動(dòng)第一級(jí)報(bào)警。
[0144] 本實(shí)施例中的報(bào)警裝置還包括顯示單元，顯示泄漏氣體的擴(kuò)散范圍和危險(xiǎn)范圍。
[0145] 當(dāng)發(fā)生微小泄漏報(bào)警時(shí)，顯示屏幕顯示報(bào)警信息，表示出警位置和原因，直至手動(dòng) 復(fù)位，此時(shí)這種微小的泄漏不會(huì)產(chǎn)生太大的威脅，技術(shù)人員不用立即停止生產(chǎn)，可以檢查設(shè) 備，排除故障。
[0146] 當(dāng)發(fā)生持續(xù)泄漏報(bào)警時(shí)，顯示單元顯示報(bào)警信息，標(biāo)示出警位置和原因，直至手動(dòng) 復(fù)位，同時(shí)啟動(dòng)警示聲光報(bào)警，直至手動(dòng)復(fù)位，顯示單元顯示泄漏氣體的擴(kuò)散范圍和危險(xiǎn)范 圍屏幕動(dòng)態(tài)顯示擴(kuò)散范圍和危險(xiǎn)范圍，直至手動(dòng)復(fù)位。此時(shí)技術(shù)人員需要立即處理，并且判 斷是否需要停止生產(chǎn)，以及采取其他必要的措施。
[0147] 當(dāng)發(fā)生瞬時(shí)泄漏報(bào)警時(shí)，顯示單元顯示報(bào)警信息，標(biāo)示出警位置和原因，直至手動(dòng) 復(fù)位，同時(shí)啟動(dòng)緊急警示聲光報(bào)警，直至手動(dòng)復(fù)位，屏幕動(dòng)態(tài)顯示擴(kuò)散范圍和危險(xiǎn)范圍，直 至手動(dòng)復(fù)位。此時(shí)技術(shù)人員需要緊急處理，并且需要立即采取其他的應(yīng)急手段和安全措施， 保證不發(fā)生安全事故。
[0148] 本實(shí)施例中，采用定量計(jì)算與判斷模塊，對(duì)泄漏的狀態(tài)進(jìn)行分析與計(jì)算，判別為不 同的泄漏的狀態(tài)，采用三級(jí)報(bào)警的模式對(duì)應(yīng)不同的泄漏狀態(tài)啟動(dòng)不同的報(bào)警模式，可以針 對(duì)不同的情況進(jìn)行不同的處理，對(duì)生產(chǎn)的監(jiān)控更加有效和細(xì)致，對(duì)于生產(chǎn)效率的提高和安 全保障的加強(qiáng)起到了重要作用。
[0149] 同時(shí)在本實(shí)施例中，在紅外熱成像儀中加入了氣體識(shí)別器，可以對(duì)各種氣體進(jìn)行 識(shí)別，在定量計(jì)算與判斷之前定性分析為哪種氣體泄漏，這樣對(duì)氣體泄漏的處理更具有針 對(duì)性，更加及時(shí)有效，保證了監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)安全。
[0150] 在本說(shuō)明書(shū)中圖像分析模塊、定量計(jì)算與判斷模塊、報(bào)警功能模塊、溫度探測(cè)單 元、圖形分析單元可以是集成到該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的固件，也可以是可以與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相分 離的軟件。
[0151] 注意，上述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例及所運(yùn)用技術(shù)原理。本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)理解， 本發(fā)明不限于這里所述的特定實(shí)施例，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)能夠進(jìn)行各種明顯的變化、 重新調(diào)整和替代而不會(huì)脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，雖然通過(guò)以上實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行 了較為詳細(xì)的說(shuō)明，但是本發(fā)明不僅僅限于以上實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的情況下，還 可以包括更多其他等效實(shí)施例，而本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求范圍決定。
【權(quán)利要求】
1. 一種氣體泄漏的報(bào)警裝置，包括： 定量計(jì)算與判斷模塊，對(duì)待測(cè)目標(biāo)氣體的紅外圖像分析結(jié)果進(jìn)行定量計(jì)算與判斷，判 斷氣體泄漏的等級(jí)； 報(bào)警單元，根據(jù)定量計(jì)算與判斷模塊的判斷結(jié)果進(jìn)行不同級(jí)別的報(bào)警。
2. 如權(quán)利要求1所述的氣體泄漏的報(bào)警裝置，還包括紅外熱成像儀和圖像分析模塊， 紅外熱成像儀用于對(duì)待測(cè)目標(biāo)氣體進(jìn)行探測(cè)，形成紅外圖像；圖像分析模塊用于對(duì)所述紅 外圖像的溫度和圖像進(jìn)行分析。
3. 如權(quán)利要求2所述的氣體泄漏的報(bào)警裝置，在紅外熱成像儀中包括氣體識(shí)別器。
4. 如權(quán)利要求3所述的氣體泄漏的報(bào)警裝置，所述氣體識(shí)別器為烯烴氣體識(shí)別器，烷 烴氣體識(shí)別器，鹵代烷烴氣體識(shí)別器中的任一種或其組合。
5. 如權(quán)利要求2-4中任一所述的氣體泄漏的報(bào)警裝置，其中，圖像分析模塊將待測(cè)目 標(biāo)的紅外圖像自由分割出64個(gè)獨(dú)立監(jiān)控區(qū)域，所述定量計(jì)算與判斷模塊對(duì)每個(gè)獨(dú)立監(jiān)控 區(qū)域進(jìn)行定量計(jì)算與判斷。
6. 如權(quán)利要求1-4中任一所述的氣體泄漏的報(bào)警裝置，對(duì)所述紅外圖像的分析結(jié)果進(jìn) 行定量計(jì)算與判斷包括對(duì)溫度變化的計(jì)算和對(duì)氣體圖形面積變化的計(jì)算與泄漏等級(jí)的判 斷。
7. 如權(quán)利要求1-4中任一所述的氣體泄漏的報(bào)警裝置，其中，所述定量計(jì)算與判斷模 塊中包括預(yù)先設(shè)置的界定泄漏等級(jí)的條件，所述條件包括溫度變化條件和氣體圖形面積變 化條件。
8. -種氣體泄漏的報(bào)警方法，包括： 采用定量計(jì)算與判斷模塊對(duì)待測(cè)目標(biāo)氣體的紅外圖像進(jìn)行定量計(jì)算與判斷，判斷氣體 泄漏的等級(jí)； 采用報(bào)警單元，根據(jù)定量計(jì)算與判斷模塊的判斷結(jié)果進(jìn)行不同級(jí)別的報(bào)警。
9. 如權(quán)利要求8所述的氣體泄漏的報(bào)警方法，還包括采用紅外熱成像儀，對(duì)待測(cè)目標(biāo) 進(jìn)行探測(cè)，形成紅外圖像；采用圖像分析模塊對(duì)所述紅外圖像進(jìn)行分析。
10. 如權(quán)利要求8所述的氣體泄漏的報(bào)警方法，其中采用圖像分析模塊對(duì)紅外圖像進(jìn) 行分析包括，在紅外熱成像儀中的氣體識(shí)別器未啟動(dòng)時(shí)分析紅外圖像是否有氣體特征，發(fā) 現(xiàn)有氣體特征時(shí)，啟動(dòng)氣體識(shí)別器，對(duì)氣體的種類(lèi)進(jìn)行判斷，然后對(duì)啟動(dòng)了氣體識(shí)別器之后 探測(cè)的紅外圖像進(jìn)行分析，包括對(duì)紅外圖像的測(cè)溫結(jié)果進(jìn)行探測(cè)和分析，對(duì)紅外圖像進(jìn)行 圖形分析。
11. 如權(quán)利要求10所述的氣體泄漏的報(bào)警方法，其中，所述氣體識(shí)別器為烯烴氣體識(shí) 別器，烷烴氣體識(shí)別器，鹵代烷烴氣體識(shí)別器中的任一種或其組合。
12. 如權(quán)利要求8-11中任一所述的氣體泄漏的報(bào)警方法，其中，將待測(cè)目標(biāo)的紅外圖 像自由分割出64個(gè)獨(dú)立監(jiān)控區(qū)域，所述定量計(jì)算與判斷模塊對(duì)每個(gè)獨(dú)立監(jiān)控區(qū)域進(jìn)行定 量計(jì)算與判斷。
13. 如權(quán)利要求8-11中任一所述的氣體泄漏的報(bào)警方法，其中，對(duì)紅外圖像的分析結(jié) 果進(jìn)行定量計(jì)算與判斷包括對(duì)溫度變化的計(jì)算和對(duì)氣體圖形面積變化的計(jì)算。
14. 如權(quán)利要求8-11中任一所述的氣體泄漏的報(bào)警方法，其中，包括在所述定量計(jì)算 與判斷之前中預(yù)先界定報(bào)警等級(jí)的條件，所述條件包括溫度變化條件和氣體圖形面積變化 條件至少其中之一。
15. 如權(quán)利要求14中所述的氣體泄漏的報(bào)警方法，包括任一監(jiān)控區(qū)域在預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)， 當(dāng)氣體圖形面積減少并且氣體圖形面積小于第一預(yù)設(shè)值時(shí)，啟動(dòng)第一級(jí)危險(xiǎn)報(bào)警；當(dāng)氣體 圖形面積增加但增加的量小于一閾值，并且氣體圖形面積大于第一預(yù)設(shè)值小于第二預(yù)設(shè)值 時(shí)，啟動(dòng)第二級(jí)危險(xiǎn)報(bào)警；當(dāng)氣體圖形面積增加的量大于一閾值，并且氣體圖形面積大于第 二預(yù)設(shè)值時(shí)，啟動(dòng)第三級(jí)危險(xiǎn)報(bào)警。
16. 如權(quán)利要求14中所述的氣體泄漏的報(bào)警方法，包括任一監(jiān)控區(qū)域在預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)， 當(dāng)溫度的升高值大于第一預(yù)設(shè)值小于第二預(yù)設(shè)值時(shí)，啟動(dòng)第一級(jí)危險(xiǎn)報(bào)警；當(dāng)溫度的升高 值大于第二預(yù)設(shè)值時(shí)；啟動(dòng)第二級(jí)危險(xiǎn)報(bào)警；當(dāng)任一監(jiān)控區(qū)域中最高溫度大于一閾值時(shí)， 啟動(dòng)第三級(jí)危險(xiǎn)報(bào)警。
【文檔編號(hào)】G08B21/12GK104123810SQ201310148090
【公開(kāi)日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2013年4月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月25日
【發(fā)明者】張力, 黃曉家, 陳祥初, 孟思齊, 王明會(huì), 王軍 申請(qǐng)人:北京格寶應(yīng)用技術(shù)有限公司