[發(fā)明專利]基于紅外熱成像的采空區(qū)防火監(jiān)測系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110229267.8
• 申請日: 2021-03-02
• 公開（公告）號: CN112788308A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 南華;王卓穎;南嘉騰;王崇平
• 申請（專利權(quán)）人: 河南理工大學
• 主分類號: H04N7/18
• 分類號: H04N7/18;H04N5/225;H04N5/33;G08B17/12
• 代理公司: 鄭州豫開專利代理事務(wù)所(普通合伙) 41131
• 代理人: 朱俊峰

基于紅外熱成像的采空區(qū)防火監(jiān)測系統(tǒng)，包括紅外熱成像采集系統(tǒng)、5G傳輸系統(tǒng)、圖像存儲及處理系統(tǒng)、遠程監(jiān)控系統(tǒng)和報警系統(tǒng)；紅外熱成像采集系統(tǒng)的信號輸出端通過5G傳輸系統(tǒng)與圖像存儲及處理系統(tǒng)的信號輸入端連接，圖像存儲及處理系統(tǒng)的信號輸出端通過通訊電纜與遠程監(jiān)控系統(tǒng)的信號輸入端連接，圖像存儲及處理系統(tǒng)的信號輸出端與報警系統(tǒng)的信號輸入端連接。本發(fā)明可實現(xiàn)對所有采空區(qū)的高精度實時全方位監(jiān)測，有效避免了由于員工熟練度的不同所帶來的監(jiān)測差異，同時有效避免了漏檢情況的發(fā)生，隨著采空區(qū)數(shù)量的增加，此系統(tǒng)可大大降低人工檢測的成本，大大降低了檢測人員的工作量，并且有利于采空區(qū)的統(tǒng)一管理。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于礦業(yè)工程領(lǐng)域及火災(zāi)預(yù)警技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于紅外熱成像的采空區(qū)防火監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)

煤礦采空區(qū)是指在煤礦作業(yè)過程中，將地下煤炭或煤矸石等開采完成后留下的空洞或空腔。由于在煤礦開采過程中采空區(qū)存在大量的遺留的浮煤，浮煤的存在為煤礦自燃提供了物資條件。煤礦自燃嚴重威脅著煤礦的安全生產(chǎn)、制約著煤礦的生產(chǎn)，而采空區(qū)煤礦自燃在煤礦自燃發(fā)生總體中占有重要的部分，我國國有重點煤礦中采空區(qū)煤礦自燃占自燃火災(zāi)的60%。加強對采空區(qū)火災(zāi)的監(jiān)測可以有效的控制煤礦火災(zāi)的發(fā)生。

由于地下采空區(qū)具有隱伏性強、空間分布特征規(guī)律性差、采空區(qū)頂板冒落塌陷情況難以預(yù)測等特點，因此，如何對地下采空區(qū)的分布范圍、空間形態(tài)特征和采空區(qū)的冒落狀況等進行量化評判，一直是困擾工程技術(shù)人員進行采空區(qū)潛在危害性評價及合理確定采空區(qū)處治對策的關(guān)鍵技術(shù)難題。

熱成像技術(shù)是指利用紅外探測器和光學成像物鏡接受被測目標的紅外輻射能量分布圖形反映到紅外探測器的光敏元件上，從而獲得紅外熱像圖，這種熱像圖與物體表面的熱分布場相對應(yīng)。通俗地講紅外熱像儀就是將物體發(fā)出的不可見紅外能量轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姷臒釄D像。

紅外熱成像技術(shù)是工業(yè)中重要的無損檢測技術(shù)，目前在礦山的應(yīng)用較少，已有的應(yīng)用也主要是對礦山設(shè)備運行狀況的診斷監(jiān)測，而對開采引起的安全問題監(jiān)測較少。與可見光的成像不同，它是利用目標與周圍環(huán)境之間由于溫度與發(fā)射率的差異所產(chǎn)生的熱對比度不同，而把紅外輻射能量密度分布圖顯示出來，成為“熱圖像”。

紅外熱成像技術(shù)與5G技術(shù)相結(jié)合，形成更高像素級別的紅外熱成像儀。5G技術(shù)具有高速率、大容量、低時延、高可靠等特點，可以提高熱成像視頻畫面的傳輸速度。

防爆攝像機屬于防爆監(jiān)控類產(chǎn)品, 是防爆行業(yè)跟監(jiān)控行業(yè)的交叉產(chǎn)物, 因為在具有高?？扇夹?、爆炸性現(xiàn)場不能使用常規(guī)的攝像產(chǎn)品, 所以具有防爆功能且有國家權(quán)威機構(gòu)承認的防爆攝像機便應(yīng)運而生。在這里需要說明的一點是,防爆和防暴易將二者混淆,防暴攝像機具有防暴力、防破壞或者耐打擊的功能,具有較為堅硬的隔爆防護罩, 但不具備防爆的電器性能和認證, 與防爆攝像機是兩種不同性質(zhì)的產(chǎn)品。

目前, 網(wǎng)絡(luò)高清監(jiān)控已然成為安防監(jiān)控的主流, 防爆高清網(wǎng)絡(luò)一體化攝像儀在原有防爆一體化攝像儀功能上再做改進, 可實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸或者通過光纖實現(xiàn)更遠距離的傳輸, 功能上更強大, 結(jié)構(gòu)上更靈巧。目前的防爆高清網(wǎng)絡(luò)一體化攝像儀產(chǎn)品主要用于含有爆炸性氣體或蒸汽混合物以及可燃性粉塵環(huán)境的場所, 用戶能通過遠程控制, 改變攝像儀的工作狀態(tài)。

目前，防爆攝像機的國際主流方式是隔爆型, 其特征在于將常規(guī)的普通攝像機放在特制的隔爆防護罩內(nèi), 該隔爆防護罩具有將殼內(nèi)電氣部件產(chǎn)生的火花和電弧與殼外爆炸性混合物隔離的作用, 并能承受進入殼內(nèi)的爆炸性混合物被引爆時所產(chǎn)生的壓力, 這種具有隔爆隔爆防護罩的攝像機就是“隔爆型防爆攝像機”, 這種特殊的隔爆防護罩我們通常叫它“隔爆防護罩”。