自动无线气体可移动部署监控工作站及监控方法与流程

文档序号:12110895阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种自动无线气体可移动部署监控工作站,其特征是:它包括红外镜头(1)、红外滤色片(2)、滤色片切换装置(3)、红外探测器(4)、电子处理系统(5)以及无线通信模块(6);

所述红外镜头(1)采用锗材料,表面镀增透膜,覆盖波段不小于2.5μm~5.2μm的中波红外波;

所述红外滤色片(2)依据需要监测的气体吸收峰值波段选取,共有两个滤色片,其中一个滤色片为宽波段滤色片,另一个滤色片为窄带滤色片,所述宽波段滤色片半波带宽大于500nm,所述窄带滤色片半波带宽不大于200nm;

所述滤色片切换装置(3)用于切换所述红外滤色片(2)中的两个滤色片;

所述红外探测器(4)采用宽波段碲镉汞中波斯特林制冷红外探测器,其探测器窗口与焦平面感光波段覆盖范围大于2.8μm~5.0μm;所述红外探测器(4)采用定时间点间歇工作模式;

所述电子处理系统(5)包括:AD转换模块、FPGA、ARM、数据存储模块以及RS485/422通信接口模块;所述AD转换模块对红外探测器(4)采集到的信号进行AD转换后发送给FPGA;所述FPGA对接收到的图像进行预处理、将预处理后的图像数据送至所述数据存储模块进行存储以及将预处理后的图像数据传输至所述ARM,并根据时序控制实现对所述滤色片切换装置(3)的驱动;所述ARM对接收的图像数据进行差分气体成像识别并进行气体泄露浓度判断,在气体泄露浓度不超设定阈值的情况下,所述ARM将识别后的图像送至所述数据存储模块进行存储,所述数据存储模块定时通过所述RS485/422通信接口模块或所述无线通信模块(6)向主控台发送数据,在气体泄露浓度超设定阈值的情况下,所述ARM将识别后的图像送至所述数据存储模块进行存储的同时启动报警,所述数据存储模块即时通过所述RS485/422通信接口模块或所述无线通信模块(6)向主控台发送突发数据;

所述红外滤色片(2)通过所述滤色片切换装置(3)固定于所述红外镜头(1)与所述红外探测器(4)之间,所述电子处理系统(5)分别与所述红外探测器(4)、所述无线传输模块(6)、所述滤色片切换装置(3)连接。

2.根据权利要求1所述的自动无线气体可移动部署监控工作站,其特征是:它还包括可见光采集模块(7),所述可见光采集模块(7)与所述电子处理系统(5)连接,在气体泄露浓度超设定阈值的情况下,所述电子处理系统(5)中的所述FPGA启动所述可见光采集模块(7),所述电子处理系统(5)对所述可见光采集模块(7)采集到的图像不进行处理,直接传送至所述主控台。

3.一种自动无线气体监控方法,它使用如权利要求1所述的自动无线气体可移动部署监控工作站,包括以下步骤:

步骤一:所述自动无线气体可移动部署监控工作站上电,所述红外探测器(4)开始制冷,当达到设定温度后,所述电子处理系统(5)启动时序控制;

步骤二:所述电子处理系统(5)中的所述FPGA驱动所述滤色片切换装置(3),设置滤色片切换到宽波段滤色片,所述红外探测器(4)输出图像经所述AD转换模块送至所述FPGA,所述FPGA进行包含非均匀校正与盲元补偿的预处理处理,并将预处理后的图像送至所述数据存储模块缓存为图像Pb

步骤三:所述电子处理系统(5)中的所述FPGA驱动所述滤色片切换装置(3),设置滤色片切换到窄带滤色片,所述红外探测器(4)输出图像经所述AD转换模块送至所述FPGA,所述FPGA进行包含非均匀校正与盲元补偿的预处理处理,并将预处理后的图像送至所述数据存储模块缓存为图像Pg

步骤四:所述FPGA调取所述数据存储模块中图像Pb与图像Pg送至所述ARM模块,所述ARM模块对图像Pb与图像Pg进行自适应加权差分,得出特定气体图像Pd;特定气体图像Pd的公式为:

Pd(i,j)=Pb(i,j)·k(Pb(i,j))-Pg(i,j)

式中:k表示加权系数,i,j表示图像数据的行列号;所述特定气体指待检测的泄露气体;

由此定性判断气体泄露点位置,并通过特定气体图像Pd像素灰度值间接定量判断气体泄露浓度;

步骤五:所述ARM将气体泄露浓度与阈值比较:

在气体泄露浓度不超阈值的情况下,所述ARM将特定气体图像Pd送至所述数据存储模块进行存储,所述数据存储模块定时通过所述RS485/422通信接口模块或所述无线通信模块(6)向主控台发送特定气体图像Pd

在气体泄露浓度超阈值的情况下,所述ARM将特定气体图像Pd送至所述数据存储模块进行存储的同时启动报警,所述数据存储模块即时通过所述RS485/422通信接口模块或所述无线通信模块(6)向主控台发送特定气体图像Pd

步骤六:所述自动无线气体可移动部署监控工作站断电,所述红外探测器(4)停止制冷。

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