专利名称：一种具有燃烧中断报警功能的高温电视监控系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电视监控领域，具体涉及一种具有燃烧中断报警功能的高温电视监控系统。
背景技术：
在冶金、电力、化工、石油、水泥、钢铁等领域的高温加热炉、焚烧炉等装置中，根据工艺的需要，往往安装有高温工业电视监视系统，通过实时视频图像获取炉膛内燃烧情况及内部构建物状况；同时，为保证炉体安全，每一个燃烧装置均配套安装有一套灭火报警装置，用于当某燃烧装置火焰熄灭时一方面发出报警信号，另一方面通过连锁控制装置，停止该燃烧装置的燃料供给。在高温工业电视监视系统的监视区域内往往含有多个燃烧装置， 相应地需配套安装多套灭火报警装置。这种视频图像显示与灭火报警装置分别设置的设备配置模式，但是其使系统设备组成复杂，且工程造价高。
实用新型内容本实用新型的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种具有燃烧中断报警功能的高温电视监控系统，能够利用视频数字化及图像分析技术，实现图像监视和灭火报警装置的一体化，其设备组成简单、成本低。本实用新型是通过以下技术方案实现的一种具有燃烧中断报警功能的高温电视监控系统，包括设置于监控现场的耐高温摄像机2和现场控制器4，以及设置于中央控制室内的工控机5和显示器6 ；所述耐高温摄像机2的视频信号输出端与现场控制器4的视频信号输入端连接；所述工控机5内安装有图像采集卡、串行接口卡和报警信号输出卡；所述图像采集卡与现场控制器4的视频信号输出端连接，用于对现场控制器4输出的模拟视频信号进行模数转换；所述串行接口卡与现场控制器4的控制信号输入端连接，用于通过现场控制器4 远程控制位于监控现场的设备的工作，并将监控现场的设备的相关信息通过现场控制器4 反馈给工控机5 ；所述报警信号输出卡用于输出报警信号；所述显示器6与工控机5连接，用于显示视频及其他参数信息；所述图像采集卡采集的视频信号不仅通过显示器6显示，而且被转换成图像进行图像分析，当需要灭火报警时，工控机5通过报警信号输出卡输出报警信号，并通过串行接口卡向现场控制器4发出控制信号，进行相应的设备操控。具体来说，所述串行接口卡采用RS485接口卡。所述报警信号输出卡采用以下接口卡中的一种或几种CAN总线接口卡、 PR0FIBUS接口卡、DeviceNet接口卡、通用数字I/O卡。优化的，所述高温电视监控系统进一步包括设置在监控现场的进退装置1和气动及冷却单元3 ；所述进退装置1包括精密直线气缸22，精密直线气缸22的活塞杆端与耐高温摄像机2连接，用于驱动耐高温摄像机2进出炉膛；所述气动及冷却单元3的输入端接有气源7，其输出端分别与所述精密直线气缸 22和耐高温摄像机2连接，用于驱动精密直线气缸22的活塞的运动以及对耐高温摄像机2 进行冷却。所述耐高温摄像机2包括耐高温镜头和摄像机，耐高温镜头和摄像机的外表面均套有内层护套，且耐高温镜头和摄像机外的内层护套的内部是联通的；耐高温镜头上还套有镜头外层护套。所述气动及冷却单元3包括截止阀、过滤减压阀10、溢流阀、精密过滤器12、单向阀15、节流阀14和换向阀；气源7输入所述冷却及气动单元3后分出两路，第一路经过一个截止阀与所述镜头外层护套连接，第二路依次经过另一个截止阀、过滤减压阀10、溢流阀和精密过滤器12， 然后再分出两条支路，其中，第一条支路通过节流阀14与所述耐高温摄像机2的内层护套连接，第二条支路依次经单向阀15和换向阀与精密直线气缸22连接；节流阀14输出的压缩空气从摄像机的尾部进入内层护套，然后从耐高温镜头前端出口流出。进一步地，所述换向阀为二位五通单电控电磁阀16，所述单向阀15的出气口与所述二位五通单电控电磁阀16的P 口连通，二位五通单电控电磁阀16的Tl 口、T2 口分别与两个消声器连通，二位五通单电控电磁阀16的A 口和B 口分别与精密直线气缸22的两个腔体连通，以便当其处于不同的工位时，分别驱动精密直线气缸22的活塞左右运动；更进一步地，为保证进气管路欠压时耐高温摄像机2得到保护，所述第二路中在精密过滤器12输出端的管路上设有压力开关13，用于当进气管路欠压时控制二位五通单电控电磁阀16的电磁铁断电。另外，在所述二位五通单电控电磁阀16的P 口还连接有储气罐21，当进气管路欠压时，能够确保二位五通单电控电磁阀16的供气，其储存的气体是气源7出现故障断气时， 精密直线气缸22退出炉膛的动力源。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是本实用新型通过在工控机内嵌入图像采集卡、串行接口卡和各种报警输出卡，利用视频数字化及图像分析技术，实现了图像监视、设备操控、灭火报警的装置一体化，克服了高温电视监视和灭火报警装置分别设置带来的系统设备组成复杂、工程造价高等不足。
图1是本实用新型一个实施例的结构框图。图2是图1中的冷却及气动单元的气控原理图。其中，1-进退装置，2-耐高温摄像机，3-冷却及气动单元，4-现场控制器，5-工控机，6-显示器；7-气源，8、9_截止阀，10-过滤减压阀，11-压力表，12-精密过滤器，13-压力开关，14,19,20-节流阀，15-单向阀，16- 二位五通单电控电磁阀，17、18-消声器，21-储气罐，22-精密直线气缸。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细描述如图1所示，一种具有燃烧中断报警功能的高温电视监控系统，包括设置于监控现场的进退装置1、耐高温摄像机2、冷却及气动单元3、现场控制器4，以及设置于中央控制室的工控机5和显示器6。具体来说 进退装置1包括一个精密直线气缸22，精密直线气缸22的活塞杆端与耐高温摄像机2连接，用于驱动耐高温摄像机2进出监控现场；耐高温摄像机2包括耐高温镜头和摄像机，耐高温镜头和摄像机外表面套有内层护套，耐高温镜头还套有镜头外层护套；冷却及气动单元3如图2所示，它外接气源7，其进气管路包括两路。第一路依次设有截止阀8、过滤器10、溢流阀和精密过滤器12，然后分出两条支路，第一条支路通过节流阀14与上述耐高温摄像机2的内层护套连接，另一条支路依次经单向阀15、二位五通单电控电磁阀16与精密直线气缸22连接，其中单向阀15的出气口与二位五通单电控电磁阀16的P 口连通，二位五通单电控电磁阀16的Tl 口、T2 口分别与两个消声器17、18连通， 二位五通单电控电磁阀16的A 口和B 口则分别与精密直线气缸22的两个腔体连通，以便当其处于不同的工位时，分别驱动精密直线气缸22的活塞左右运动。设置二位五通单电控电磁阀16时，确保其断电状态下，气体推动精密直线气缸22的活塞，使耐高温摄像机2退出监控现场。为保证进气管路欠压时耐高温摄像机2得到保护，在二位五通单电控电磁阀 16的进气管路上设有压力开关13，当气压低于设定的阈值时，压力开关13控制二位五通单电控电磁阀16的电磁铁断电，从而使耐高温摄像机2退出监控现场。此外，二位五通单电控电磁阀16的P 口还与储气罐21连通，当进气管路欠压时，能够确保二位五通单电控电磁阀16的供气。进气管路的第二路经另一个截止阀9与上述镜头外层护套连接。第二路冷却气体对压力稳定性和洁净度有更高要求，这些要求与气动单元对气体要求一致，所以共用截止阀8、过滤减压阀10、压力表11、精密过滤器12和压力开关13 ；截止阀8用于设备维护或系统不工作时切断气路，过滤减压阀10用于调节及稳定气压，压力表11用于过滤减压阀输出气压现场显示，精密过滤器12用于进一步提高气体的洁净度，压力开关13用于在气压低于设定值时输出开关信号，并控制摄像机自动退出炉膛。冷却和驱动换向阀都使用同一种气体，该气体由工厂空压站供给。现场控制器4外接电源，其视频信号输入端与耐高温摄像机2的视频信号输出端连接，用于接收耐高温摄像机2输出的视频信号，现场控制器4的各控制信号输出端则分别与耐高温摄像机2和冷却及气动单元3的控制信号输入端连接，用于控制耐高温摄像机2 的工作和冷却、以及上述二位五通单电控电磁阀16的工位等；工控机5内嵌图像采集卡、串行接口卡和报警信号输出卡。图像采集卡与现场控制器4的视频信号输出端连接，用于对现场控制器4输出的模拟视频信号进行模数转换；本实施例的串行接口卡为RS485接口卡，RS485接口卡与现场控制器4的控制信号输入端连接，并按照通用的电视监控通信协议(例如PELC0-D)联络，实现监控现场设备的远程操控；报警信号输出卡，根据实际使用要求可配置CAN总线接口卡、PR0FIBUS接口卡、 DeviceNet接口卡、通用数字I/O卡中的一种或几种，实现燃烧装置火焰熄灭时的报警信号联动输出；显示器6与工控机5连接，用于显示视频及其他参数信息。本实用新型的工作原理如下工控机5安装有与本实用新型的系统相应的应用软件，能够完成图像的采集、存储、分析、报警设置(含报警数量、报警区域、报警阈值等)、报警输出、远程操控等功能。本实用新型的系统运行后，一方面，工控机5通过现场控制器4控制耐高温摄像机2的开关， 工控机5通过冷却及气动单元3对耐高温摄像机2进行冷却，内层护套和镜头外层护套的设置，使得耐高温镜头在双层冷却气体的保护下确保其在2000°C以下工作，工控机5还通过控制二位五通单电控电磁阀16的电磁铁的通断电控制精密直线气缸22的进气方向，进而控制耐高温摄像机2进出监控现场；另一方面，耐高温摄像机2输出的视频信号经现场控制器4输入工控机5，视频信号经过模数转换后，不仅通过显示器6显示，而且被转换成图像进行图像分析，当需要灭火报警时，通过报警信号输出卡输出报警信号，并通过RS485接口卡向现场控制器发出控制信号，进行相应的设备操控。当系统断电时，二位五通单电控电磁阀16的电磁铁失电，耐高温摄像机2在精密直线气缸22的活塞杆带动下，退出监控现场，实现了断电保护；当二位五通单电控电磁阀 16的进气管路欠压时，在压力开关13的作用下，电磁铁亦失电，耐高温摄像机2退出监控现场，实现了欠压保护。本实用新型主要应用于石油化工、冶金等高危行业。设置于高温炉膛内，服务于安全生产和生产过程的监控。火焰熄灭自动报警功能的实现，使得由以往依靠人监控安全情况变为由系统自动提示报警，提高了安全系数，具有广泛的应用前景。本实用新型的核心在于通过在工控机5内设置图像采集卡、串行接口卡和报警信号输出卡，利用视频数字化及图像分析技术，实现图像监视和灭火报警装置的一体化，上述技术方案只是本实用新型的一种实施方式，并不具有限制性的意义，因此本实用新型的保护范围并不限于上述实施例。显然，对于本领域内的技术人员而言，在本实用新型公开了应用方法和原理的基础上，很容易对本实用新型进行各种改动和变形，而不超出本实用新型的范围和原理，例如串行接口卡不限于上述RS485接口卡；气动及冷却单元5也不限于实施例所示，只要能完成对耐高温摄像机2的冷却和对进退装置1的操控即可等。倘若这些改动和变形属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围内，则本实用新型也包含了这些改动和变形。
权利要求1.一种具有燃烧中断报警功能的高温电视监控系统，其特征在于所述高温电视监控系统包括设置于监控现场的耐高温摄像机( 和现场控制器G)，以及设置于中央控制室内的工控机(5)和显示器(6)；所述耐高温摄像机O)的视频信号输出端与现场控制器(4)的视频信号输入端连接；所述工控机(5)内安装有图像采集卡、串行接口卡和报警信号输出卡；所述图像采集卡与现场控制器的视频信号输出端连接，用于对现场控制器4输出的模拟视频信号进行模数转换；所述串行接口卡与现场控制器的控制信号输入端连接，用于通过现场控制器(4) 远程控制位于监控现场的设备的工作，并将监控现场的设备的相关信息通过现场控制器 ⑷反馈给工控机(5)；所述报警信号输出卡用于输出报警信号；所述显示器(6)与工控机( 连接，用于显示视频及其他参数信息。
2.根据权利要求1所述的具有燃烧中断报警功能的高温电视监控系统，其特征在于 所述串行接口卡采用RS485接口卡。
3.根据权利要求1所述的具有燃烧中断报警功能的高温电视监控系统，其特征在于 所述报警信号输出卡采用以下接口卡中的一种或几种CAN总线接口卡、PR0FIBUS接口卡、 DeviceNet接口卡、通用数字I/O卡。
4.根据权利要求1至3任一所述的具有燃烧中断报警功能的高温电视监控系统，其特征在于所述高温电视监控系统进一步包括设置在监控现场的进退装置(1)和气动及冷却单元⑶；所述进退装置(1)包括精密直线气缸(22)，精密直线气缸0 的活塞杆端与耐高温摄像机(2)连接，用于驱动耐高温摄像机(2)进出炉膛；所述气动及冷却单元(3)的输入端接有气源(7)，其输出端分别与精密直线气缸02) 和耐高温摄像机( 连接，用于驱动精密直线气缸0 的活塞的运动以及对耐高温摄像机 ⑵进行冷却。
5.根据权利要求4所述的具有燃烧中断报警功能的高温电视监控系统，其特征在于 所述耐高温摄像机( 包括耐高温镜头和摄像机，耐高温镜头和摄像机的外表面均套有内层护套，且耐高温镜头和摄像机外的内层护套的内部是联通的；耐高温镜头上还套有镜头外层护套。
6.根据权利要求5所述的具有燃烧中断报警功能的高温电视监控系统，其特征在于 所述气动及冷却单元C3)包括截止阀、过滤减压阀(10)、溢流阀、精密过滤器(12)、单向阀 (15)、节流阀(14)和换向阀；气源(7)输入所述冷却及气动单元( 后分出两路；第一路经过一个截止阀与所述镜头外层护套连接，第二路依次经过另一个截止阀、过滤减压阀(10)、溢流阀和精密过滤器 (12)，然后再分出两条支路，其中，第一条支路通过节流阀(14)与所述耐高温摄像机(2)的内层护套连接，第二条支路依次经单向阀(1 和换向阀与精密直线气缸0 连接。
7.根据权利要求6所述的具有燃烧中断报警功能的高温电视监控系统，其特征在于 所述换向阀为二位五通单电控电磁阀(16)，所述单向阀(1 的出气口与所述二位五通单电控电磁阀(16)的P 口连通，二位五通单电控电磁阀(16)的Tl 口、T2 口分别与两个消声器连通，二位五通单电控电磁阀(16)的A 口和B 口分别与精密直线气缸0 的两个腔体连通。
8.根据权利要求7所述的具有燃烧中断报警功能的高温电视监控系统，其特征在于 所述第二路中在精密过滤器(1 输出端的管路上设有压力开关(13)，用于当进气管路欠压时控制二位五通单电控电磁阀(16)的电磁铁断电。
9.根据权利要求7所述的具有燃烧中断报警功能的高温电视监控系统，其特征在于 在所述二位五通单电控电磁阀(16)的P 口还连接有储气罐(21)，当进气管路欠压时，能够确保二位五通单电控电磁阀(16)的供气。
专利摘要本实用新型提供了一种具有燃烧中断报警功能的高温电视监控系统，属于电视监控领域。本装置包括设置于监控现场的耐高温摄像机(2)和现场控制器(4)，以及设置于中央控制室内的工控机(5)和显示器(6)，所述工控机(5)内安装有图像采集卡、串行接口卡和报警信号输出卡。本实用新型通过在工控机内嵌入图像采集卡、串行接口卡和各种报警输出卡，利用视频数字化及图像分析技术，实现了图像监视、设备操控、灭火报警的装置一体化，克服了高温电视监视和灭火报警装置分别设置带来的系统设备组成复杂、工程造价高等不足。
文档编号H04N7/18GK202261625SQ201120328879
公开日2012年5月30日 申请日期2011年9月2日 优先权日2011年9月2日
发明者冯永生, 刘天明, 刘长爱, 孙毅, 张伟乾, 张力克, 彭治军, 李显松, 潘平, 王立斌, 罗莹, 陈长伟, 黄萍 申请人:中国石化工程建设公司, 中国石油化工集团公司, 武汉华之洋光电系统有限责任公司