[發(fā)明專利]基于對紅外溫度場多元分析的金屬管道泄漏監(jiān)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811310612.5
• 申請日: 2018-11-06
• 公開（公告）號: CN109488888B
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬胤剛;王明威;蔣輝;張冠男
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽天眼智云信息科技有限公司
• 主分類號: F17D5/02
• 分類號: F17D5/02;F17D5/00;G01N25/00
• 代理公司: 沈陽維特專利商標事務(wù)所(普通合伙) 21229
• 代理人: 李丹

本發(fā)明公開了一種基于對紅外溫度場多元分析的金屬管道泄漏監(jiān)測方法，包括如下步驟：采用紅外攝像機拍攝監(jiān)控區(qū)域，得到管道及其周圍環(huán)境的紅外熱像圖和溫度參數(shù)；依據(jù)每個像素點的灰度和溫度信息建立紅外熱像圖的位置?灰度矩陣和位置?溫度矩陣；利用位置?溫度矩陣，確定溫度變化異常的區(qū)域，記為疑似泄漏區(qū)域P1，同時利用位置?灰度矩陣查找輪廓特征與預(yù)設(shè)的泄漏物形狀相符的區(qū)域，記為疑似泄漏區(qū)域P2；計算P1與P2的重合度，若大于預(yù)設(shè)的重合率，則將重合區(qū)域確定為泄漏區(qū)，并向外界發(fā)出報警信號。該金屬管道泄漏監(jiān)測方法僅利用紅外攝像機，聯(lián)合利用溫度與圖像對泄漏進行監(jiān)測，能夠檢測所有種類的運輸物，泄漏檢測的準確率高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及設(shè)備監(jiān)測領(lǐng)域，特別提供了一種基于對紅外溫度場多元分析的金屬管道泄漏監(jiān)測方法。

背景技術(shù)

由于金屬材料的管道對熱傳遞的速度很快，在輸送高溫高壓的固體、液體或者氣體時，管道壁溫度會急劇升高，在復(fù)雜的工作環(huán)境下，會存在運輸物泄漏的危險。

目前，常通過如下兩種方法對管道進行實時監(jiān)測：一、利用傳感器直接測量管道外壁溫度，這種方法最直接但是由于測量布置的不方便，同時只能監(jiān)測部分管道的溫度情況，無法準確的確定泄漏點；二、利用紅外熱成像技術(shù)，如中國發(fā)明專利CN107992857A公開了高溫蒸汽泄漏自動巡檢識別方法，利用可見光與紅外兩種攝像頭的方法來進行氣體泄露檢測，使用機器人對復(fù)雜的場景進行自動巡檢，利用拍攝的圖像與圖像庫中的圖像對比分析，確定蒸汽泄露區(qū)域，然而，利用可視加紅外雙視的方法，僅依靠圖像處理的方法，對管道環(huán)境、場景內(nèi)的照明條件的要求較高，在特殊環(huán)境下不能有效準確的得到泄露區(qū)域。

因此，研制一種適用于所有種類運輸物、可避免溫度誤差帶來的影響、無需可見光與紅外兩種攝像頭的金屬管道泄漏監(jiān)測方法，成為人們亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種基于對紅外溫度場多元分析的金屬管道泄漏監(jiān)測方法，以解決現(xiàn)有的監(jiān)測方法不適用于所有種類運輸物、由于紅外熱像儀獲得的溫度場與實際溫度場有誤差而易造成誤檢、對管道環(huán)境、場景內(nèi)的照明條件的要求較高、準確率低等問題。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：一種基于對紅外溫度場多元分析的金屬管道泄漏監(jiān)測方法，包括如下步驟：

S1：采用紅外攝像機拍攝監(jiān)控區(qū)域，得到管道及其周圍環(huán)境的紅外熱像圖和溫度參數(shù)；

S2：根據(jù)S1中得到的紅外熱像圖和溫度參數(shù)，依據(jù)每個像素點的灰度和溫度信息建立紅外熱像圖的位置-灰度矩陣和位置-溫度矩陣；

S3：利用位置-溫度矩陣，確定溫度變化異常的區(qū)域，記為疑似泄漏區(qū)域P1，同時利用位置-灰度矩陣查找輪廓特征與預(yù)設(shè)的泄漏物形狀相符的區(qū)域，記為疑似泄漏區(qū)域P2；

S4：計算P1與P2的重合度，若大于預(yù)設(shè)的重合率，則將重合區(qū)域確定為泄漏區(qū)，并向外界發(fā)出報警信號。

優(yōu)選，S3中利用位置-溫度矩陣，確定溫度變化異常的區(qū)域，記為疑似泄漏區(qū)域P1的具體步驟如下：

S301：利用位置-溫度矩陣，將相鄰兩幀圖像的位置-溫度矩陣做差，得到溫度變化矩陣；

S302：利用溫度變化閾值模板對S301中得到的溫度變化矩陣進行模板遍歷，確定溫度變化異常的區(qū)域，得到溫度變化異常聯(lián)通域的位置信息，并記為疑似泄漏區(qū)域P1，其中，溫度變化閾值模板為通過設(shè)定的溫度變化閾值建立的3*3模板。

進一步優(yōu)選，溫度變化閾值T的設(shè)定方法如下：

氣、液體：T＝2*(T_自-T_環(huán))/3，其中，T_自表示管道內(nèi)運輸物的溫度，T_環(huán)表示紅外攝像機獲取到的平均環(huán)境溫度；