一種油罐火情檢測系統及方法
2023-06-28 05:06:46 1
一種油罐火情檢測系統及方法
【專利摘要】本發明公開了一種油罐火情檢測系統及方法，包括至少一個前端採集單元、監控中心和報警模塊，每個前端採集單元包括設置於油罐周圍多個監測點的多個熱敏傳感裝置、視頻編碼器和視頻伺服器，熱敏傳感裝置通過視頻編碼器與視頻伺服器連接，視頻伺服器通過通訊網絡與監控中心通訊連接，報警模塊與監控中心相連，用於火情發生時報警提示；本發明中通過熱敏傳感裝置探測圖像數據，通過視頻編碼模塊對圖像信息進行視頻編碼，再運用視頻伺服器將視頻信號傳輸到監控中心，監控中心將油罐火情報警信號傳送至報警模塊進行報警，實現對油罐的防火監控。本發明可以實現對油罐火情的預警、快速識別和準確定位。
【專利說明】一種油罐火情檢測系統及方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及火情檢測系統，尤其涉及一種油罐火情檢測系統及方法。
【背景技術】
[0002] 石油化學工業在國民經濟建設中佔有十分重要的地位，石化產品幾乎滲透到國民 經濟與社會生活的每一個領域，石油化學工業的特點是易燃易爆、有毒、腐蝕性物質多，易 形成爆炸性混合物，發生事故容易形成連鎖性反應，這些特點決定了其所固有的火災爆炸 危險性。油罐區是石油庫的核心與主體，主要用於接收、儲存和輸轉成品油，由於油屬於易 燃易爆物品，石油庫的破壞性事故大多數是油罐發生爆炸火災事故，且油罐愈大愈難撲救， 造成的損失愈大，因此做好油罐的防火具有十分重要的意義。
[0003] 目前國內油罐區的防火措施主要是採用建造防火堤、進行防火巡查、安裝火災報 警裝置等措施，實時性差、維護成本高、且無法實現火情預警和對火點的準確定位。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在於克服現有技術的不足，提供一種可對火情進行預警、快速識別、 準確定位的一種油罐火情檢測系統及方法。
[0005] 本發明的目的是通過以下技術方案來實現的： 一種油罐火情檢測系統，包括至少一個前端採集單元、監控中心和報警模塊，每個前 端採集單元包括設置於油罐周圍多個監測點的多個熱敏傳感裝置、視頻編碼器和視頻服務 器，熱敏傳感裝置通過視頻編碼器與視頻伺服器連接，視頻伺服器通過通訊網絡與監控中 心通訊連接，報警模塊與監控中心相連，用於火情發生時報警提示。
[0006] 所述的熱敏傳感裝置包括探測器、讀出電路、圖像處理晶片和外部存儲器；其中， 圖像處理晶片通過控制接口與讀出電路連接，外部存儲器通過內部數據總線與圖像處理芯 片連接，圖像處理晶片通過電源接口與供電系統連接，圖像處理晶片通過視頻接口與視頻 伺服器連接，讀出電路與探測器相連。
[0007] 所述的探測器為紅外熱像探測儀。
[0008] 所述圖像處理晶片中包括非均勻校正模塊、盲元校正模塊、圖像濾波去噪模塊、圖 像細節增強模塊、偽彩變換模塊、模數轉換模塊、低噪聲電源模塊和接口時序控制模塊； 所述非均勻校正模塊，通過兩點法與二元非線性校正法對紅外熱圖像進行校正，得到 校正後的圖像； 所述盲元校正模塊，通過採用盲元補償算法，根據相鄰像素或前後幀圖像的響應相關 性對盲元位置的信息進行預測和替代； 所述圖像濾波去噪模塊，通過快速中值濾波和帶閾值的均值濾波對紅外熱圖像進行去 噪處理，得到去噪後圖像； 所述圖像細節增強模塊，通過採用雙閾值映射、雙閾值自適應增強算法和邊緣增強算 法，對原始圖像的直方圖進行處理，實現對圖像的增強功能； 所述模數轉換模塊，通過採用流水線ADC的設計架構，實現大陣列的模擬輸出高速模 數轉換； 所述低噪聲電源模塊，通過採用集成Boost控制電路，為探測器提供較高偏置電壓，實 現紅外探測器的1?響應率； 所述接口時序控制模塊，通過採用計數分頻的方法正確產生三路時序信號。
[0009] 所述熱敏傳感裝置通過晶圓級多組件封裝技術進行封裝。
[0010] 一種油罐火情檢測方法，包括如下步驟： 51. 將前端採集單元設置在油罐區，將多個熱敏傳感裝置分別安裝在油罐的各個測量 點上； 52. 熱敏傳感裝置對視野範圍內的油罐探測成像並對圖像進行處理，將處理後的圖像 信息傳送至視頻編碼模塊； 53. 視頻編碼模塊對接收到的圖像信息進行視頻編碼，得到高質量的視頻信號，通過標 準視頻接口輸出到視頻伺服器上； 54. 視頻伺服器通過通訊網絡將視頻信號傳輸到監控中心； 55. 有火情發生時，監控中心將油罐火情報警信號傳送至報警模塊進行報警。
[0011] 所述熱敏傳感裝置對圖像進行處理的方法，包含如下步驟： 521. 圖像處理晶片為探測器提供所需要的各種控制時序信號、電源和偏壓； 522. 探測器對視野範圍內的油罐探測成像，並將圖像數據傳給圖像處理晶片； 523. 圖像處理晶片對探測到的油罐及其周圍的紅外熱圖像進行包括非均勻校正、盲 元校正、圖像濾波去噪、圖像細節增強、偽彩變換的功能處理； 524. 圖像處理晶片對處理後的紅熱外圖像數據進行模數轉換； 525. 圖像處理晶片將處理後的圖像信息經視頻接口傳送至視頻編碼模塊。
[0012] 所述圖像處理晶片，通過採用計數分頻的方法實現正確產生三路時序信號，並通 過採用集成Boost控制電路，為探測器提供較高偏置電壓，實現紅外探測器的高響應率； 所述非均勻校正，通過兩點法與二元非線性校正法實現對紅外熱圖像的校正，得到校 正後的圖像； 所述盲元校正，通過採用盲元補償算法，根據相鄰像素或前後幀圖像的響應相關性對 盲元位置的信息進行預測和替代； 所述圖像濾波去噪，通過快速中值濾波和帶閾值的均值濾波實現對紅外熱圖像的去噪 處理，得到去噪後圖像； 所述圖像細節增強，通過採用雙閾值映射、雙閾值自適應增強算法和邊緣增強算法，對 原始圖像的直方圖進行處理，實現對圖像的增強功能； 所述圖像處理晶片，採用流水線ADC的設計架構，實現大陣列的模擬輸出高速模數轉 換。
[0013] 本發明的有益效果是：通過採集油罐區的紅外熱圖像，可以對環境溫度的異常情 況立即作出反映，排除潛在故障，並對火情進行快速識別，精確定位火情的位置，節省時間， 減少經濟損失，結構簡單，體積小巧，功耗低，溫度穩定性好，簡單易用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014] 圖1為本發明一種油罐火情檢測系統的結構示意圖； 圖2為熱敏傳感裝置內部結構示意圖； 圖3為本發明一種油罐火情檢測流程圖。
【具體實施方式】
[0015] 下面結合附圖進一步詳細描述本發明的技術方案，但本發明的保護範圍不局限於 以下所述。
[0016] 如圖1所示，一種油罐火情檢測系統，包括至少一個前端採集單元、監控中心和報 警模塊，每個前端採集單元包括設置於油罐周圍多個監測點的多個熱敏傳感裝置、視頻編 碼器和視頻伺服器，熱敏傳感裝置通過視頻編碼器與視頻伺服器連接，視頻伺服器通過通 訊網絡與監控中心通訊連接，報警模塊與監控中心相連，用於火情發生時報警提示。
[0017] 如圖2所示，熱敏傳感裝置包括探測器、讀出電路、圖像處理晶片和外部存儲器， 其中，圖像處理晶片通過控制接口與讀出電路連接，外部存儲器通過內部數據總線與圖像 處理晶片連接，圖像處理晶片通過電源接口與供電系統連接，圖像處理晶片通過視頻接口 與視頻伺服器連接，讀出電路與探測器相連； 所述圖像處理晶片中包括非均勻校正模塊、盲元校正模塊、圖像濾波去噪模塊、圖像細 節增強模塊、偽彩變換模塊、模數轉換模塊、低噪聲電源模塊和接口時序控制模塊；所述非 均勻校正模塊，通過兩點法與二元非線性校正法對紅外熱圖像進行校正，得到校正後的圖 像； 所述盲元校正模塊，通過採用盲元補償算法，根據相鄰像素或前後幀圖像的響應相關 性對盲元位置的信息進行預測和替代；所述圖像濾波去噪模塊，通過快速中值濾波和帶閾 值的均值濾波對紅外熱圖像進行去噪處理，得到去噪後圖像；所述圖像細節增強模塊，通過 採用雙閾值映射、雙閾值自適應增強算法和邊緣增強算法，對原始圖像的直方圖進行處理， 實現對圖像的增強功能；所述模數轉換模塊，通過採用流水線ADC的設計架構，實現大陣列 的模擬輸出高速模數轉換；所述低噪聲電源模塊，通過採用集成Boost控制電路，為探測器 提供較高偏置電壓，實現紅外探測器的高響應率；所述接口時序控制模塊，通過採用計數 分頻的方法正確產生三路時序信號。
[0018] 如圖3所示，一種油罐火情檢測方法，包括如下步驟： 51. 將前端採集單元設置在油罐區，將多個熱敏傳感裝置分別安裝在油罐區的各個測 量點上； 52. 熱敏傳感裝置對視野範圍內的油罐探測成像並對圖像進行處理，將處理後的圖像 信息傳送至視頻編碼模塊； 53. 視頻編碼模塊對接收到的圖像信息進行視頻編碼，得到高質量的視頻信號，通過標 準視頻接口輸出到視頻伺服器上； 54. 視頻伺服器通過通訊網絡將視頻信號傳輸到監控中心； 55. 有火情發生時，監控中心將油罐火情報警信號傳送至報警模塊進行報警。
[0019] 所述熱敏傳感裝置對圖像進行處理的方法，包含如下步驟： 521. 圖像處理晶片為探測器提供所需要的各種控制時序信號、電源和偏壓； 522. 探測器對視野範圍內的油罐探測成像，並將圖像數據傳給圖像處理晶片； 523. 圖像處理晶片對探測到的油罐及其周圍的紅外熱圖像進行包括非均勻校正、盲 元校正、圖像濾波去噪、圖像細節增強、偽彩變換的功能處理； 524. 圖像處理晶片對處理後的紅熱外圖像數據進行模數轉換； 525. 圖像處理晶片將處理後的圖像信息經視頻接口傳送至視頻編碼模塊。
[0020] 所述圖像處理晶片，通過採用計數分頻的方法實現正確產生三路時序信號；所述 圖像處理晶片，通過採用集成Boost控制電路，為探測器提供較高偏置電壓，實現紅外探測 器的高響應率；所述圖像處理晶片，通過採用流水線ADC的設計架構，實現大陣列的模擬 輸出高速模數轉換；所述非均勻校正功能，通過兩點法與二元非線性校正法實現對紅外 熱圖像的校正，得到校正後的圖像；所述盲元校正功能，通過採用盲元補償算法，根據相鄰 像素或前後幀圖像的響應相關性對盲元位置的信息進行預測和替代；所述圖像濾波去噪功 能，通過快速中值濾波和帶閾值的均值濾波實現對紅外熱圖像的去噪處理，得到去噪後圖 像；所述圖像細節增強功能，通過採用雙閾值映射、雙閾值自適應增強算法和邊緣增強算 法，對原始圖像的直方圖進行處理，實現對圖像的增強功能。
[0021] 本實施例中，所述探測器為紅外熱像探測儀，所述熱敏傳感裝置通過晶圓級多組 件封裝技術進行封裝。
【權利要求】
1. 一種油罐火情檢測系統，其特徵在於：包括至少一個前端採集單元、監控中心和報 警模塊，每個前端採集單元包括設置於油罐周圍多個監測點的多個熱敏傳感裝置、視頻編 碼器和視頻伺服器，熱敏傳感裝置通過視頻編碼器與視頻伺服器連接，視頻伺服器通過通 訊網絡與監控中心通訊連接，報警模塊與監控中心相連，用於火情發生時報警提示。
2. 根據權利要求1所述的一種油罐火情檢測系統，其特徵在於：所述的熱敏傳感裝置 包括探測器、讀出電路、圖像處理晶片和外部存儲器，其中，圖像處理晶片通過控制接口與 讀出電路連接，外部存儲器通過內部數據總線與圖像處理晶片連接，圖像處理晶片通過電 源接口與供電系統連接，圖像處理晶片通過視頻接口與視頻伺服器連接，讀出電路與探測 器相連。
3. 根據權利要求2所述的一種油罐火情檢測系統，其特徵在於：所述的探測器為紅外 熱像探測儀。
4. 根據權利要求2所述的一種油罐火情檢測系統，其特徵在於：所述圖像處理晶片中 包括非均勻校正模塊、盲元校正模塊、圖像濾波去噪模塊、圖像細節增強模塊、偽彩變換模 塊、模數轉換模塊、低噪聲電源模塊和接口時序控制模塊； 所述非均勻校正模塊，通過兩點法與二元非線性校正法對紅外熱圖像進行校正，得到 校正後的圖像； 所述盲元校正模塊，通過採用盲元補償算法，根據相鄰像素、前後幀圖像的響應相關性 對盲元位置的信息進行預測和替代； 所述圖像濾波去噪模塊，通過快速中值濾波和帶閾值的均值濾波對紅外熱圖像進行去 噪處理，得到去噪後圖像； 所述圖像細節增強模塊，通過採用雙閾值映射、雙閾值自適應增強算法和邊緣增強算 法，對原始圖像的直方圖進行處理，實現對圖像的增強功能； 所述模數轉換模塊，通過採用流水線ADC的設計架構，實現大陣列的模擬輸出高速模 數轉換； 所述低噪聲電源模塊，通過採用集成Boost控制電路，為探測器提供較高偏置電壓，實 現紅外探測器的1?響應率； 所述接口時序控制模塊，通過採用計數分頻的方法正確產生三路時序信號。
5. 根據權利要求2所述的一種油罐火情檢測系統，其特徵在於：所述熱敏傳感裝置通 過晶圓級多組件封裝技術進行封裝。
6. -種油罐火情檢測方法，其特徵在於：包括如下步驟：
51. 將前端採集單元設置在油罐區，將多個熱敏傳感裝置分別安裝在油罐的各個測量 點上；
52. 熱敏傳感裝置對視野範圍內的油罐探測成像並對圖像進行處理，將處理後的圖像 信息傳送至視頻編碼模塊；
53. 視頻編碼模塊對接收到的圖像信息進行視頻編碼，得到高質量的視頻信號，通過標 準視頻接口輸出到視頻伺服器上；
54. 視頻伺服器通過通訊網絡將視頻信號傳輸到監控中心；
55. 有火情發生時，監控中心將油罐火情報警信號傳送至報警模塊進行報警。
7. 根據權利要求6所述的一種油罐火情檢測方法，其特徵在於：所述熱敏傳感裝置對 圖像進行處理的方法，包含如下步驟：
521. 圖像處理晶片為探測器提供所需要的各種控制時序信號、電源和偏壓；
522. 探測器對視野範圍內的油罐探測成像，並將圖像數據傳給圖像處理晶片；
523. 圖像處理晶片對探測到的油罐及其周圍的紅外熱圖像進行包括非均勻校正、盲 元校正、圖像濾波去噪、圖像細節增強、偽彩變換的功能處理；
524. 圖像處理晶片對處理後的紅熱外圖像數據進行模數轉換；
525. 圖像處理晶片將處理後的圖像信息經視頻接口傳送至視頻編碼模塊； 所述圖像處理晶片，通過採用計數分頻的方法實現正確產生三路時序信號，以及通過 採用集成Boost控制電路，為探測器提供較高偏置電壓，實現紅外探測器的高響應率； 所述非均勻校正，通過兩點法與二元非線性校正法實現對紅外熱圖像的校正，得到校 正後的圖像； 所述盲元校正，通過採用盲元補償算法，根據相鄰像素或前後幀圖像的響應相關性對 盲元位置的信息進行預測和替代； 所述圖像濾波去噪，通過快速中值濾波和帶閾值的均值濾波實現對紅外熱圖像的去噪 處理，得到去噪後圖像； 所述圖像細節增強，通過採用雙閾值映射、雙閾值自適應增強算法和邊緣增強算法，對 原始圖像的直方圖進行處理，實現對圖像的增強功能； 所述圖像處理晶片，採用流水線ADC的設計架構，實現大陣列的模擬輸出高速模數轉 換。
【文檔編號】G08B17/06GK104091405SQ201410354981
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月24日 優先權日:2014年7月24日
【發明者】曾衡東, 吳海寧, 殷剛 申請人:成都市晶林科技有限公司