一种基于红外扫描的煤场温度监测系统及方法与流程

本发明涉及薄膜厚度测量控制，特别是涉及一种基于红外扫描的煤场温度监测系统及方法。

背景技术：

1、煤炭在能源结构中占据着主导地位，对我国的经济发展起着基础性的保障作用，因此，煤炭的存储安全更是国家安全的重中之重。就国内而言，煤炭储备场所通常是开放式露天的，然而露天存放的煤垛，由于天气、环境、存储时间等多种因素的影响，容易引发煤垛自燃，从而给国家和人民造成巨大的经济损失，煤垛自燃释放的气体更是严重污染环境。如：汕头电厂的烟煤露天煤场、秦皇岛煤码头、神华集团的露天储煤场等国内大型露天储煤场，多起煤垛自燃的发生，威胁了人民的生命健康，损失了国家资源，并严重污染了环境。所以露天煤场煤垛存储的安全问题己成为影响其煤炭质量、堆储管理和销售市场扩大的一个十分重要和亟待解决的问题。因此，露天煤场安全管理的重点和难点就落在对自燃隐患的及时发现和排除。

2、在实际中，露天煤场管理人员对自然隐患的排查多是采用人工手持测温杆来直接对煤垛内部温度进行测量的方法，通过对各煤垛多点测温的方式发现煤场中温度升高的煤垛，从而找到高温区域或自燃隐患点。然而，由于这种人工检测方式不仅工作量比较大，而且受各种人为因素影响，效率低，测温范围也不能满足露天煤场管理要求。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：现有技术中对煤场温度监测的精确度受环境影响较大且不能及时发现高温煤堆的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于红外扫描的煤场温度监测系统及方法，包括：

3、移动云台，设置在所述煤场上方；

4、无人机，设置在所述煤场内；

5、环境检测仪，设置在所述无人机上，所述环境检测仪用于检测所述煤场内的环境参数；

6、红外热像仪，设置在所述移动云台上，所述温度检测单元用于扫描并绘制整个所述煤场内煤堆的二维热图像；

7、红外测温仪，设置在所述无人机上，所述红外测温仪用于检测所述煤场内某个煤堆的温度；

8、控制单元，用于定位高温煤堆，并对检测到的高温煤堆的温度值进行修正后再使用；

9、预警装置，用于根据修正后高温煤堆的温度值给出相应的预警信息。

10、进一步的，所述环境检测仪包括：

11、激光测距仪，用于检测所述无人机与所述煤场内某个煤堆的距离；

12、环境能见度检测仪，用于检测所述煤场内环境的能见度；

13、环境温度检测仪，用于检测所述煤场内环境的温度；

14、所述控制单元包括：

15、采集模块，分别与所述环境检测仪、红外热像仪、红外测温仪连接，所述采集模块用于采集检测到的相关数据；

16、处理模块，与所述采集模块连接，所述处理模块用于处理和分析检测到的相关数据；

17、控制模块，与所述处理模块连接，所述控制模块用于控制所述移动云台、无人机和预警装置。

18、进一步的，所述处理模块用于判断所述红外热像仪绘制出的整个所述煤场内煤堆二维热图像中的煤堆温度值是否超出设定温度阈值；

19、当煤堆温度值小于设定温度阈值时，不需要所述红外测温仪对这些煤堆进行温度值测定；

20、当煤堆温度值大于等于设定温度阈值时，则将这些煤堆定义为高温煤堆，并需要所述红外测温仪对这些煤堆进行温度值测定。

21、进一步的，当煤堆温度值大于等于设定温度阈值时，则将这些煤堆定义为高温煤堆，并需要所述红外测温仪对这些煤堆进行温度值测定；

22、所述采集模块获取所述无人机与下方高温煤堆的距离值△b以及当前高温煤堆的温度值△s，根据△b修正△s，其中，

23、预先设定第一预设距离值b1、第二预设距离值b2、第三预设距离值b3和第四预设距离值b4，且b1＜b2＜b3＜b4；预先设定第一预设第一温度修正系数x1、第二预设第一温度修正系数x2、第三预设第一温度修正系数x3和第四预设第一温度修正系数x4，且1＞x1＞x2＞x3＞x4＞0.7；

24、根据获取所述无人机与下方高温煤堆的距离值△b与各预设距离值bi之间的关系修正高温煤堆的温度值：

25、当△b≤b1时，不对高温煤堆的温度值进行修正；

26、当b1＜△b≤b2时，选定所述第一预设第一温度修正系数x1对高温煤堆的温度值进行修正，修正后的温度为△s＊x1；

27、当b2＜△b≤b3时，选定所述第二预设第一温度修正系数x2对高温煤堆的温度值进行修正，修正后的温度为△s＊x2；

28、当b3＜△b≤b4时，选定所述第三预设第一温度修正系数x3对高温煤堆的温度值进行修正，修正后的温度为△s＊x3；

29、当b4＜△b时，选定所述第四预设第一温度修正系数x4对高温煤堆的温度值进行修正，修正后的温度为△s＊x4。

30、进一步的，所述处理模块用于在选定第i预设第一温度修正系数xi对高温煤堆的温度值△s进行修正，所述采集模块用于获取修正后的高温煤堆的温度值为△s＊xi后，i＝1，2，3，4；

31、所述采集模块用于获取的所述煤场内环境的能见度△a，所述处理模块用于预先设定第一预设所述煤场内环境的能见度a1、第二预设所述煤场内环境的能见度a2、第三预设所述煤场内环境的能见度a3和第四预设所述煤场内环境的能见度a4，且a1＜a2＜a3＜a4；所述处理模块还用于预先设定第一预设第二温度修正系数y1、第二预设第二温度修正系数y2、第三预设第二温度修正系数y3和第四预设第二温度修正系数y4，且1＞y1＞y2＞y3＞y4＞0.5；

32、所述处理模块还用于根据获取的所述煤场内环境的能见度△a与各预设所述煤场内环境的能见度ai之间的关系对修正后的高温煤堆的温度值△s＊xi进行再次修正：

33、当△a≤a1时，不对高温煤堆的温度值△s＊xi进行修正；

34、当a1＜△a≤a2时，选定所述第一预设第二温度修正系数y1对高温煤堆的温度值△s＊xi进行再次修正，修正后的高温煤堆的温度值为△s＊xi＊y1；

35、当a2＜△a≤a3时，选定所述第二预设第二温度修正系数y2对高温煤堆的温度值△s＊xi进行再次修正，修正后的高温煤堆的温度值为△s＊xi＊y2；

36、当a3＜△a≤a4时，选定所述第三预设第二温度修正系数y3对高温煤堆的温度值△s＊xi进行再次修正，修正后的高温煤堆的温度值为△s＊xi＊y3；

37、当a4＜△a时，选定所述第四预设第二温度修正系数y4对高温煤堆的温度值△s＊xi进行再次修正，修正后的高温煤堆的温度值为△s＊xi＊y4。

38、进一步的，在所述控制模块选定选定所述第i预设第二温度修正系数yi对高温煤堆的温度值△s＊xi进行修正，所述采集模块获取修正后的高温煤堆的温度值为△s＊xi＊yi后，i＝1，2，3，4；

39、所述采集模块用于获取的所述煤场内环境的温度值△m，所述处理模块用于预先设定第一预设所述煤场内环境的温度m1、第二预设所述煤场内环境的温度m2、第三预设所述煤场内环境的温度m3和第四预设所述煤场内环境的温度m4，且m1＜m2＜m3＜m4；所述处理模块还用于预先设定第一预设第三温度修正系数z1、第二预设第三温度修正系数z2、第三预设第三温度修正系数z3和第四预设第三温度修正系数z4，且1＞z1＞z2＞z3＞z4＞0.4；

40、所述处理模块还用于根据获取的所述煤场内环境的温度值△m与各预设所述煤场内环境的温度mi之间的关系对修正后的高温煤堆的温度值为△s＊xi＊yi进行修正：

41、当△m≤m1时，不对高温煤堆的温度值△s＊xi＊yi进行修正；

42、当m1＜△m≤m2时，选定所述第一预设第二温度修正系数z1对高温煤堆的温度值△s＊xi＊yi进行修正，修正后的高温煤堆的温度值为△s＊xi＊yi＊z1；

43、当m2＜△m≤m3时，选定所述第二预设第三温度修正系数z2对高温煤堆的温度值△s＊xi＊yi进行修正，修正后的高温煤堆的温度值为△s＊xi＊yi＊z2；

44、当m3＜△m≤m4时，选定所述第三预设第三修正系数z3对高温煤堆的温度值△s＊xi＊yi进行修正，修正后的高温煤堆的温度值为△

45、s＊xi＊yi＊z3；

46、当m4＜△m时，选定所述第四预设第四修正系数z4对高温煤堆的温度值△s＊xi＊yi进行修正，修正后的高温煤堆的温度值为△s＊xi＊yi＊z4。

47、进一步的，所述处理模块用于预先设定预警等级，所述预警等级由高到低被划分为一级预警、二级预警、三级预警和四级预警；

48、当选定将△s＊xi＊yi＊z4作为高温煤堆的温度值时，选定所述一级预警作为高温煤堆的高温等级并进行实时预警；

49、当选定将△s＊xi＊yi＊z3作为高温煤堆的温度值时，选定所述二级预警作为高温煤堆的高温等级并进行实时预警；

50、当选定将△s＊xi＊yi＊z2作为高温煤堆的温度值时，选定所述三级预警作为高温煤堆的高温等级并进行实时预警；

51、当选定将△s＊xi＊yi＊z1作为高温煤堆的温度值时，选定所述四级预警作为高温煤堆的高温等级并进行实时预警。

52、进一步的，包括：

53、所述移动云台上的所述红外热像仪定期对所述煤场内的煤堆进行红外扫描，绘制出整个所述煤场内煤堆的二维热图像；

54、根据所述煤场内煤堆的二维热图像进行处理和分析后得到高温煤堆；

55、控制所述无人机飞到高温煤堆上方对高温煤堆进行一一检测，得到各个高温煤堆的温度值；

56、对检测到的高温煤堆的温度值进行修正得到修正温度值；

57、根据修正温度值控制所述预警装置发出相应的预警信息。

58、本发明实施例一种基于红外扫描的煤场温度监测系统及方法与现有技术相比，其有益效果在于：

59、本发明通过将移动云台和无人机相结合的方式，分别带动红外热像仪和红外测温仪移动检测煤堆，可以快速的定位高温煤堆，并对红外测温仪检测到的温度进行去除环境影响的修正，极大的提高了检测到温度的精确性。