港機設備中紅外熱成像監控的應用分析

秦玉龍

摘要：鑒于傳統閉路監控系統在港機產品中的局限性和劣勢，分析熱成像攝像機技術+AI視頻識別技術在港機產品中的應用。考慮運用成熟的熱紅外監控系統對港機電氣房，易磨損機械部位進行24小時全天檢測、預警。

關鍵詞：港口機械;閉路監控系統CCTV;攝像頭;紅外熱成像監控系統;

一、引言

由于港口機械一般應用在惡劣的工業環境中，且作業時間長，振動大。港機產品的電氣房設備元器件易出現老化、接觸不良，而造成系統的設備故障。在檢查過程，因隱患因素影響，會造成設備停運，嚴重的會引起火災。從實際分析，因監控設備的不完善以及人員巡檢疏忽，是造成這些事故的主要因素。

因此閉路監控系統（CCTV）在港機產品中的應用就顯得尤為重要。但傳統的監控設備弊端也很明顯：僅有靜態畫面的顯示，沒有報警裝置;無法監測設備溫度，對局部地區明顯的過熱現象不能第一時間預警;受光線影響大，對一些監控的光照盲區幾乎無作用。引入紅外熱成像監控系統可解決這些難題。

二、紅外熱成像監控技術應用目的

2.1 利用紅外成像檢測技術+ AI視頻識別對岸橋電氣房、主要電機、減速箱等進行7X24小時全天候實時非接觸檢測，拍攝其溫度場的分布、測量任何部位的溫度值，AI視頻識別各部件的工作狀態與原始值或設定參數進行比較，據此對各種外部及內部故障進行診斷，具有實時、遙測、直觀和定量測溫等優點，做到對機房等溫度敏感器件進行監控及預警，從而發送命令給主控PLC進行控制及上報、預警。做到實時預防，實時排除，避免安全事故發生。

2.2 紅外線攝像頭不受外界光線干擾，無論是漆黑的夜晚還是在耀眼的陽光下，都能清晰成像，穿透煙霧的能力也極強，可以協助岸橋、場橋司機在特殊天氣時看清作業環境。避免安全生產事故發生。

三、主要應用場合

3.1岸橋電氣房故障排除預警應用：紅外熱成像儀采用的熱成像技術，在對目標進行紅外輻射過程，會通過光電轉化的形式，形成圖像轉化，從而通過設備傳輸到終端。通過運用該技術，快速的探索電氣設備故障因素，利于加強對于過熱設備以及電路的監測能力，從而有效的避免發生故障以及火災。使用紅外熱成像儀在岸橋電氣房或易磨損部件處代替人作為故障檢測中的應用，有利于將電氣事故，機械磨損事故消滅在萌芽狀態。

3.2作業區域監控應用：紅外監控受到的外借干擾小，無論是在強光還是在黑暗天氣都能過準確清晰的進行監測，并形成清晰圖像，穿透煙霧的能力也極強，可以協助場橋、岸橋司機在特殊天氣時看清作業環境。避免安全生產事故發生。

3.3 場橋滑觸線監控預警應用：由于軌道吊是利用受電弓壓在滑觸線上取電。滑觸線在港口這露天、高鹽特殊環境經過日積月累的受電弓摩擦及高壓、大電流火花，根據歐姆定律（P=I2R）說明了電流、電阻和功率或產生的熱能之間的關系。長此以往對滑觸線造成傷害或輪胎吊受電弓導體過小、連接松動或過大的電流都會產生不希望的異常熱量，使電路溫度升高，非常危險。部件在升溫過程容易被熔化。

四、紅外熱成像監控系統流程圖

系統運用的是計算機壓縮技術，通過結合網絡傳輸方式，能夠實現精準監測，并有效的進行超溫報警，自動記錄圖像，提高了自動巡檢效率。前端可采用市場常見的KTVC測溫監控，通過運用該技術，能夠更加高效的加強監控靈敏度，其內部運用的高速數字化處理電路能耗低將數據進行統計，提高了成像溫度檢測效率，能夠準確的統計出熱分布圖像，也利于加強溫度信息管理能力，可24小時對目標實時監控。

同時，通過運用有效的平臺軟件，能夠加強監控視頻的管理，利于技術人員進行回放以及權限管理，同時該系統具備動態追蹤功能，能夠準確的標注全局高溫度地區，可以準確的計算平均溫度數值。通過多種告警算法的運用保證了監測的高效性。通過運用嵌入式DSP高速數字信號處理器加強了對于 溫度計算的能力，利于準確的提取溫度數據信息，從而結合有效的網絡傳輸技術，實現了監控的實時顯示，能全面的生成歷史曲線，在告警過程加強了聯動水平。

五、紅外熱成像攝像系統架構

5.1 紅外全景圖：能制定紅外全景拼接功能，通過監控設備進行全方位掃描

通過技術拼接，實現全景圖片的輸出，通常該方式比電子地圖更加真實，通過運用云平臺自動標記功能，能夠將預置點準確的在圖中標記，通過預置點位置的設定，云臺能自動轉到標記位置，并實現了操作的簡單化。通過監控觀察，能直觀的找到觀察位置，并實時定位觀察場景，實現了全方位監控。

5.2 特有空域和時域突變告警技術：該技術應用過程，通過測溫軟件，內部有效的嵌入6種告警算法，在特定的區域以及溫度突破的地方進行檢測預警，這樣避免了室內溫度的干擾，能夠準確的對特有空域進行24小事預警，避免了發生誤報問題。

5.3 溫度變化趨勢曲線和告警日志：軟件在應用過程，能準確的記錄溫度變化數據，能形成趨勢曲線，這樣用戶在統計過程提高了統計效率，能夠結合日志管理加強對于監控數據的分析能力，通過告警日志，利于全面加強數據管理以及查找能力。

5.4 感興趣目標區域檢測設置：系統支持全方位的測溫模式，包括點、線、矩形等模式，通過加入測溫對象的形式，能精確的進行報警閾值設置，從而加強特定區域的檢測效率，在設置固定區域后，系統能規避無關區域，加強了對于特定區域溫度的監管能力，利于加強數據傳輸效率，能夠準確的進行實時性監控，從而全面加強系統的穩定性。

5.5 告警管理：告警管理以自動化形式進行，通過監控畫面自動進行告警，告警管理系統具有自動保存、輸出打印的功能。

5.6 圖像管理：圖像管理能夠顯示所有監控頭的圖像信息，在監控中學能遠程進行圖像及視頻處理，能準確的定位超溫報警錄像，圖像管理系統便于后期分析以及進行數據統計使用。

5.7 安全管理：

安全管理是系統運行的關鍵，安全管理系統包括權限管理以及 相關的安全備份等，系統會根據實際數據進行記錄備份，包括用戶查找記錄以及報警信息，都能高效的進行管理。

5.8 圖像監控：圖像監控是對事故的監控過程，若廠房發生超溫情況，能準確的進行監測，通過結合網絡技術，能將被監視的目標進行管理，并及時傳輸到數據中心，通過圖像監控，加強了一對多、多對一的管理，通過接入報警系統，能夠與監控中心實現實時通信。

5.9 報警功能：報警功能是系統運行的關鍵，報警過程系統將報警信息以及相關圖片傳輸到報警平臺，在超溫預警過程，能有效的生成報告，并對應實時數據，報警過程能自動生成超溫報告，同時也能夠對巡檢預置點進行數據報告。

六、結語

基于紅外熱成像攝像頭的監控系統也存在分辨率低，成本高昂的缺陷，但對于港口機械如岸橋等重型機械，為保障碼頭運輸的高效性，安全監控預警的優先性遠高于畫面高清的要求。隨著紅外熱成像技術的愈加成熟，完善的紅外熱成像監控系統必能更好的為港機產品起到保駕護航的作用。

參考文獻：

[1]GB/T 1987-2005《工業檢測型紅外熱像儀》.

[2]GBT 19870-2005《工業檢測型紅外熱像儀國家標準》.