紅外全景圖，智能識別

 

 

國際較高的變電站設(shè)備智能識別系統(tǒng)

 

 

 

紅外拼接圖像全景圖

 

 

 

 

儀器前端測溫技術(shù)

 

可單獨工作，由前端熱像儀完成所有測溫工作，將紅外圖像及原始測溫數(shù)據(jù)傳輸?shù)叫畔⒅行幕颥F(xiàn)場工作站，無信號壓縮、信號無損失、抗干擾性強，從根本上保證了測溫數(shù)據(jù)的準確性、穩(wěn)定性。 

 

 

全實時圖像，圖像無延時現(xiàn)象

 

圖像幀率為每秒25幀，完全實時圖像，不會出現(xiàn)圖像停頓，圖像滯后以及跳躍感。避免了在操作人員進行云臺轉(zhuǎn)動控制和鏡頭焦距調(diào)節(jié)過程中，出現(xiàn)圖像滯后導(dǎo)致調(diào)節(jié)困難的情況。

 

測溫快速、精確，均勻性好

 

在隨著場景的變換過程中，系統(tǒng)總是在瞬間就能得觀察到的場景所有溫度，并且均勻性高，不會因為場景的變化而產(chǎn)生測溫的差異

 

 

 

紅外圖像壓縮及網(wǎng)絡(luò)傳輸

 

以太網(wǎng)連接方式，每臺都有單獨的URL，可通過以太網(wǎng)獨立尋址，可以組成一個監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，不僅可以和整套控制系統(tǒng)配合使用，也可單獨使用，生成高分辨率熱圖像，對圖像中的每個像素點進行單獨測溫，支持25幀/秒可分析熱像輸出。

 

自動巡航

 

系統(tǒng)具備自動巡檢功能，可以在預(yù)定的時間內(nèi)按照預(yù)先規(guī)定的巡檢行程監(jiān)測所有設(shè)備的工作狀態(tài)，最大利用計算機系統(tǒng)的智能方式運作，無需看管而自動巡測。在巡檢過程中，一旦發(fā)現(xiàn)目標設(shè)備溫度異常，超過的預(yù)先設(shè)置的報警溫度，系統(tǒng)自動報警，存儲設(shè)備工作狀態(tài)熱圖，提示操作人員故障設(shè)備的具體位置信息，以便操作人員馬上排除故障并給出工作報告。

 

 

 

惡劣氣候下正常運行

 

系統(tǒng)能在惡劣的氣候環(huán)境中正常工作，具有超強的低溫環(huán)境防護，以及抗高溫、高濕度的性能。無論是刮風下雨，酷熱潮濕，還是低溫寒
冷，都可以實現(xiàn)不間斷自動監(jiān)測，保證在北方嚴寒地區(qū)以及南方的高溫酷熱地區(qū)的輸變電設(shè)備工作狀態(tài)監(jiān)測正常進行。

 

 

 

可見光圖像、紅外熱像一體的實時監(jiān)測

 

紅外熱像儀與高倍變焦可見光攝像機安裝在同一個云臺上，既可以保證兩個攝像頭監(jiān)視的是同一個設(shè)備位置，也解決了紅外熱像難以識別設(shè)備安裝位置的問題，便于及時判斷設(shè)備的具體過熱點，為準確判斷并采取相應(yīng)措施爭取了寶貴的時間。

 

 

 

 

為變電站量身定制的各類型紅外在線智能監(jiān)測系統(tǒng)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

系統(tǒng)介紹

 

        紅外在線監(jiān)測系統(tǒng)是集可見光、紅外熱成像和嵌入式處理技術(shù)于一體的實時監(jiān)測、監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)可對運行中的變電站設(shè)備自動巡檢，實時監(jiān)測、自動預(yù)警、實時獲取設(shè)備故障狀態(tài)的熱信息，并自動生成相應(yīng)的溫度變化報表，具有不停電、遠距離、安全可靠、檢測精度高等特點，是實現(xiàn)在線監(jiān)測和設(shè)備狀態(tài)檢修的非常有效的手段之一。
      下圖就是固定式在線監(jiān)控系統(tǒng)拓撲圖。

 

 

 

      

      系統(tǒng)中紅外熱像儀采集紅外熱圖，并實時測量監(jiān)控設(shè)備的表面溫度，通過PAL視頻接口、RJ45接口將紅外熱圖及溫度數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控主機，用戶可在監(jiān)控主機上實時觀測現(xiàn)場設(shè)備的運行情況，同時監(jiān)控主機可將圖像、溫度數(shù)據(jù)壓縮，通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)備向局域網(wǎng)發(fā)送，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)實時監(jiān)控。同時由于設(shè)備安裝方式的不同可以分為：固定式在線監(jiān)控、機載在線監(jiān)控、車載在線監(jiān)控、移動式在線監(jiān)控等。

 

軟件介紹

 

軟件優(yōu)勢

◆系統(tǒng)具有性能可靠、技術(shù)成熟、功能完善、體系先進的分布式結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)配置靈活、操作方便、布局合理，滿足長時間穩(wěn)定工作的要求；

◆系統(tǒng)具有良好的標準性、開放性、集成性、安全性、可擴充性及可維護性，可根據(jù)需要方便地進行網(wǎng)絡(luò)逐級匯接，增減各類站級前端設(shè)備等；

◆系統(tǒng)所使用的視音頻編解碼標準采用符合大規(guī)模拓撲網(wǎng)絡(luò)的傳輸
需要的、低比特率的、交互式的、先進通用的國際標準；

◆系統(tǒng)所用軟件、硬件、人機界面、通信協(xié)議和通信接口等遵循當前較新國際標準、國家標準、工業(yè)或行業(yè)標準；

◆采用符合國際標準的耐壓、抗浪涌電壓沖擊、抗雷擊、抗強電磁干擾等其它抗干擾措施

◆系統(tǒng)各層次的網(wǎng)絡(luò)互連優(yōu)先使用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)資源

 

 

 

 

軟件主界面

 

軟件實現(xiàn)功能

◆自動巡檢：系統(tǒng)具備預(yù)置行程，最大利用機器智能方式運作，無需看管而自動巡測

◆自動預(yù)警：發(fā)現(xiàn)目標設(shè)備溫度異常自動報警，提示人員具體位置狀況信息，以便馬上排除故障

◆實現(xiàn)對變電站區(qū)域內(nèi)場景情況的遠程電力紅外視頻監(jiān)控

 

 

 

◆監(jiān)視變電站內(nèi)變壓器、斷路器等重要運行設(shè)備的外觀狀態(tài)、工作狀態(tài)、溫度場分布情況

◆輔助監(jiān)視變電站內(nèi)CT、PT、避雷器和瓷絕緣子等高壓設(shè)備的外觀狀態(tài)、工作狀態(tài)、溫度場分布情況

 

◆輔助監(jiān)視變電站內(nèi)其他充油設(shè)備、易燃設(shè)備的外觀狀態(tài)、工作狀態(tài)、溫度場分布情況

◆輔助監(jiān)視變電站內(nèi)隔離開關(guān)的分合狀態(tài)

◆變電站端紅外視頻監(jiān)控有告警硬接點接至變電站綜合自動化系統(tǒng)或遠動設(shè)備，提供消防、預(yù)警的遠動報警信息
 

 預(yù)置位設(shè)置

 

80個預(yù)置位,每個位置4個測溫目標

預(yù)置位是系統(tǒng)自動巡航工作的較為重要的元素，預(yù)置位的設(shè)置直接關(guān)系到系統(tǒng)的使用成效。

 

 

 

自動巡航

 

 

 

系統(tǒng)二次開發(fā)支持

 

儀器實時控制開發(fā)包
圖像處理開發(fā)包
紅外圖像變電設(shè)備智能識別開發(fā)包
客戶端遠程控制開發(fā)包
客戶端WEB遠程控制開發(fā)包
開發(fā)支持響應(yīng)

 

系統(tǒng)的安全防護

 

 

 

施工技術(shù)要求

系統(tǒng)施工遵循電力系統(tǒng)的各種相關(guān)規(guī)程、規(guī)定，確保對一次設(shè)備的帶電距離。

攝像機位置的選取即要便于觀察又要便于日后設(shè)備的運行維護。
電纜敷設(shè)盡量利用站內(nèi)電纜溝、架，必要時或可通過熱鍍鋅鋼管沿變電站外墻敷設(shè)，在電纜溝內(nèi)
敷設(shè)時，不得與一次電纜同層敷設(shè)。

 

◆低溫環(huán)境防護
◆系統(tǒng)布線
◆抗干擾、防雷擊浪涌
◆權(quán)限管理
◆防火墻設(shè)計及信息備份

 

 

抗干擾措施

◆系統(tǒng)具有完善的防雷措施，系統(tǒng)按照需要裝設(shè)視頻信號避雷器、數(shù)據(jù)信號避雷器和電源避雷器。

◆在系統(tǒng)與外部接口處按照需要裝設(shè)隔離變壓器或光電隔離器件，防止外部干擾信號侵入。

◆采用具有屏蔽層的各種鎧裝阻燃電纜，所有電纜屏蔽層匯集在控制室單端接地。

◆當攝像設(shè)備安裝在靠近220kV及以上高壓導(dǎo)體附近時（如掛接于母線或線路絕緣子構(gòu)架上），考慮
系統(tǒng)過電壓的影響，采用光纜傳輸實時圖像信息。

◆設(shè)備有工作接地和外殼接地，并具有明顯標識。

紅外熱像儀是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。紅外熱像儀可以應(yīng)用在科學研究、電氣設(shè)備、機電設(shè)備、建筑檢測、軍事及安防等領(lǐng)域，那如何選購一臺合適自身應(yīng)用需求的紅外熱像儀呢？

一、像素

首先要確定購買紅外熱像儀的像素級別，大多紅外熱像儀的級別和像素有關(guān)。民用紅外熱像儀中相對高端的產(chǎn)品像素為640*480=307,200，此高端紅外熱像儀拍攝的紅外圖片清晰細膩，在12米處測量的最小尺寸是0.5*0.5cm；中端紅外熱像儀的像素為320*240=76,800，在12米處測量的最小尺寸是1*1cm；低端紅外熱像儀的像素為160*120=19,200，在12米處測量的最小尺寸是2*2cm?？梢娤袼卦礁咚芘臄z目標的最小尺寸越小，下圖為三個級別像素紅外熱圖片的比較：

二、測溫范圍和被測物

根據(jù)被測物體的溫度范圍確定測溫范圍，來選擇合適溫度段的紅外熱像儀。目前市場上的紅外熱像儀大多會分成幾個溫度檔，比如-40-120℃ 0-500℃，并不是溫度檔跨度越大越好，溫度檔的跨度小測溫相對會更準確些。另外一般紅外熱像儀需要測量500℃以上的物體時，則需要配備相應(yīng)的高溫鏡頭。

三、溫度分辨率

溫度分辨率體現(xiàn)了一臺紅外熱像儀的溫度敏感性，溫度分辨率越小紅外熱像儀對溫度的變化感知越明顯，選擇時盡量選擇此參數(shù)值小的產(chǎn)品。紅外熱像儀測試被測物的主要目的是通過溫度差異找出溫度故障點，測量單個點的溫度值并沒有太大意義，主要是通過溫度差異來找相對的熱點，起到預(yù)維護的作用。

四、空間分辨率

簡單來說，空間分辨率數(shù)值越小則空間分辨率越高，測溫越準確，空間分辨率數(shù)值越小時，被測最小目標可以覆蓋紅外熱像儀的像素，測試的溫度即被測目標的真實溫度。如果空間分辨率數(shù)值越大則空間分辨率越低，被測的最小目標不能完全覆蓋紅外熱像儀的像素，測試目標就會受到其環(huán)境輻射的影響，測試溫度是被測目標及其周圍溫度的平均溫度，數(shù)值不夠準確。見下圖比較：

左圖為高空間分辨率，被測點的溫度更準確；右圖空間分辨率低，測試溫度為被測點及其周圍環(huán)境溫度的平均值，測溫不準。

五、溫度穩(wěn)定性

紅外熱像儀的核心部件為紅外探測器，目前主要有兩種探測器，即氧化釩晶體和多晶硅探測器。氧化釩探測器主要的優(yōu)勢是測溫視域MFOV（Measurement Field of View）為1，溫度測量是精確到1個像素點。Amorphous Silicon（多晶體硅）傳感器， MFOV為9，即每點的溫度是基于3×3=9個像素點平均而獲得。氧化釩探測器的溫度穩(wěn)定性好、壽命長，溫度漂移小。

六、紅外與可見光圖像的組合功能

如果紅外圖像和可見光圖像組合顯示就減少了大量工作，可根據(jù)可見光圖片來判斷紅外圖片中熱點的未知，同時報告自動生成也會大大減少操作時間。

七、售后服務(wù)支持及定期校準

紅外熱像儀每隔幾年都要用黑體輻射校正源進行溫度校來確保溫度檢測的準確性，這需要供應(yīng)商具有強大的售后能力和校準服務(wù)條件。菲力爾（FLIR）已在中國的上海、北京、廣州、成都開設(shè)了分公司，且在上海設(shè)有中國區(qū)售后服務(wù)中心，為中國客戶提供售后服務(wù)和標定校準服務(wù)。

八、專業(yè)的培訓

紅外熱像儀使用有很多操作技巧，分析紅外圖像來提高生產(chǎn)質(zhì)量需要專業(yè)的報告支持，這就需要供應(yīng)商能提供專業(yè)高品質(zhì)的培訓，菲力爾（FLIR）紅外培訓中心（ITC）每年都會在中國四大城市（北京、上海、廣州、成都）開設(shè)課程，且ITC已在全球50多個國家內(nèi)開設(shè)培訓課程，可提供1級、2級和3級課程，高級應(yīng)用課程和網(wǎng)絡(luò)教學課程、定制化解決方案及現(xiàn)場服務(wù)。

 

       說起紅外熱像儀，人們的反應(yīng)是在軍事上的應(yīng)用，尤其是在美國的戰(zhàn)爭大片中，紅外線熱像儀幾乎成了必備的裝備。實際上，紅外熱像儀早也是應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，在技術(shù)逐漸成熟以后才應(yīng)用于民用工業(yè)，并且迅速擴展。紅外線熱像儀屬于測溫儀的一種，由于帶了熱成像的功能，不僅僅顯示某個點的溫度示數(shù)，而是整個面的溫度分布，所以比一般的測溫儀更加直觀，可以說為技術(shù)人員提供了一雙能夠直接觀測溫度的眼睛。目前，在電力系統(tǒng)、土木工程、汽車、化石、冶金等諸多領(lǐng)域都廣泛存在紅外熱像儀的應(yīng)用，其發(fā)展前景十分廣闊。

 

       紅外熱像儀原理的核心是波爾茲曼定律，這位在熱學領(lǐng)域貢獻頗多的科學家將普朗克的理論進行了延伸，他發(fā)現(xiàn)紅外線總能量與溫度的四次方成正比。這一關(guān)系建立后，通過光敏元件對不同波長紅外線的反應(yīng)值進行數(shù)字化處理，可以反演出溫度值，就能夠得到完整的熱像圖，圖像中顏色的不同就代表了溫度的不同。紅外熱像儀經(jīng)常用于工業(yè)設(shè)備的檢測，比如鍋爐、電機、變電站等等設(shè)備，如果有故障發(fā)生，其各部分的溫度會出現(xiàn)異常，可以通過熱像儀很明顯地找到故障位置。

 

       雖然熱像儀可以通過遙感的方式很方便地對溫度進行測量，但是畢竟屬于間接測量方式，精度并沒有一般溫度儀那么高，當儀器量程比較大時，比如在冶金行業(yè)使用的紅外熱像儀，其量程達到幾千度，其測溫精度的差別會有±2℃。但就使用的實際需要而言，這個誤差完全在可以接受的范圍內(nèi)。如果將量程縮小，應(yīng)用一般工業(yè)領(lǐng)域中，所測量的溫度范圍只有幾百度左右，那么精度就會上升，測量的誤差將減小。

 

       紅外熱像儀屬于便攜式設(shè)備，單手操作即可，屏幕分辨率通常為240*320。然而不同的品牌在使用起來差別很大。比如其使用的光敏元件不同，熱靈敏度和分辨率也就不同。以Fluke的紅外熱像儀為例，其熱靈敏度能達到0.045℃。再比如對焦是否快速準確，能否錄制測量過程，人機界面是否友好等等。

 

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