一、?概述

1.1需求分析

礦下輸煤皮帶長期與滾筒摩擦發熱，容易點燃煤粉引起火災。通過礦下專用紅外熱成像儀對輸煤皮帶進行實時溫度監視，可清晰反饋因皮帶因摩擦而發生的溫度異常變化，超過預警值可立即報警，及時預防火災的發生。紅外熱像儀的使用可有效預警火災，防止火災事故的發生，做到防患于未然。

根據安全管理要求：

風險預警與火災報警：實時全景監控與高靈敏度特點，可對高溫實現快速報警；

非接觸測溫，不影響電力設備正常工作；

報警日志：報警記錄與圖像同步存儲系統；

所有采集點視頻圖像可全程或報警觸發錄像存儲，并可以對以往的歷史圖像進行查詢和回放；

電源供給在全天候的環境下，保證系統不間斷供應；

 

1.2建設原則

熱成像防火預警監控系統的建設，是煤礦行業安全管理升級的重要體現，工程建設應滿足以下幾個要求：

1）先進性

本系統技術起點高，采用具有國際先進技術水平的非制冷式焦平面紅外熱成像儀，結合先進的分析控制軟件，實現鑒于重要部位的日夜安全防戒。

2）實用性

在工程設計和實現的過程中，始終把使用單位的實際需求放在首位，滿足用戶的功能參數要求。系統操作簡便，工作人員稍加培訓即可熟練使用。

3）可靠性

充分分析防范需求及環境情況，采用優質設備，滿足安防要求，保證設備耐久實用。

4）易維護

具有設備自檢及自動故障報告功能，平時無需額外的維護工作。

5）擴展性

系統設計留有充分的余地，以便日后比較方便地進行系統擴充。為此，設備采用模塊式結構，在需要時可隨時補充，使系統具備靈活的擴展性。

6）開放性

產品選型必須具有開放的接口，便于整個系統的整合，達到資源統一管理的目的。

7）經濟性

在滿足系統需求及系統先進性的同時，做到合理、實用，降低成本，從而達到極高的性能價格比，降低安全管理的運營成本。

 

?

?

二、熱成像防火預警監控系統設計

2.1系統概述

礦下輸煤皮帶溫度監控系統由網絡傳輸系統、視頻數據存儲系統、遠程監控管理系統、監控中心顯示系統等構成。實現監控中心對前端進行遠程集中監控和管理，同時能夠將圖像監控及分析與自動報警識別，并通過數字傳輸網絡實現對危廢、廢料倉庫智能監測的數據采集、分析、高溫點定位、自動報警等功能。

2.2監控系統

• 監控中心主要由軟件組成，是系統功能和管理上的一個組織。由于視頻信號和控制信號已全部接入以太網，以太網內任一臺計算機，可通過權限控制的方式實現監控。區域監控中心與前端監控系統之間的遠程紅外圖像實時傳輸的實際帶寬低，在保證實時性和圖像質量的前提下，系統采用新技術減少帶寬資源的占用。
• 在監控中心可實時監視各監控點的所有圖像信息，溫度分析，溫度實時監控信息，完成遠程紅外圖像的實時顯示、監控、存儲、分析、處理報告等功能。在監控中心可實時監視多路紅外圖像信息并實現一機同屏同時監視;監控中心和多臺終端可以同時監控任一監控點。

2.3?熱像防火預警監控系統

此系統是綜合溫感與圖像視頻技術，是目前最先進的防火預警系統，也是未來安防與防火系統的發展趨勢。

優勢：①風險預警與火災報警：實時全景監控與高靈敏度特點，可對火災實現快速報警，通過檢測目標表面的異常高溫熱輻射，可實現火災事前預警，防患于未“燃”，探測器響應特殊的紅外波段，完全不受光線干擾，全天候保證復雜場景下的報警準確性； 不影響作業，不中毒，免維護：純物理方法測溫，非接觸，不影響危廢搬運、裝卸，免維護，壽命長，低成本，長壽命，高可靠性；

②報警可視化：與圖像視頻系統進行融合，具備同時輸出熱像與圖像視頻雙功能，提供熱像和可見光雙視頻，對于潛在風險，熱像系統提前預警，并通過聲光報警提醒值班員做出及時反應，視頻系統協助值班員迅速定位報警點，提前化解風險；自上世紀 90 年代紅外熱像由軍用技術面向民用開放以來，已經在包括設備檢測、火災預警等多個領域成功應用，實踐證明這項技術同樣可以在危險廢物儲存領域成功應用，并能滿足輸煤皮帶消防預警的特殊需求。

③紅外熱像測溫是基于黑體理論在紅外輻射區的應用發展起來的一種非接觸式測溫技術。任何絕對零度以上的物體都可以向外輻射紅外能量，紅外熱像儀是一種被動接收被測物體向外輻射的熱能，將這種熱能轉化成溫度數據的圖像儀器。

紅外熱像儀具有效探測距離遠、反應靈敏、溫度準確率高、大范圍全覆蓋實時監控，以及可以與消防系統聯動等特性，可以針對每個區域單純設置不同預警溫度與聯動溫度。基于紅外熱像儀的這些特性和功能，紅外熱像技術可以成功應用于對危廢儲存的防火預警監控。又隨著物聯網與互聯網技術發展，紅外熱像系統在輸煤皮帶防火預警監控的功能得到進一步完善與強化。

2.4系統拓撲圖

 

三、熱成像防火預警方案設計

3.1監控對象

監測一條長約300米的輸煤皮帶，每隔50米安置一臺紅外熱成像儀，合計需安裝7臺設備,現場紅外熱像儀通過網線或者網線連接至中控室內的交換機上，通過本地端系統實施預覽現場紅外圖像。安裝效果如下：

煤礦皮帶高溫監控預警

 

3.2系統功能

• 實時顯示：設備可自動檢測與報警，全天候24h實時顯示全輻射熱圖。值班人員可通過鼠標查看畫面任意位置的瞬時溫度，對異常情況進行錄制、拍照、分析，并出具專業報告。
• 溫度追蹤：高低溫追蹤，自動對熱像圖整個畫面或特定區域進行溫升趨勢分析，自動捕捉最高溫度點，提早發現隱患區域。
• 高溫觸發拍攝與報警：當出現溫度異常，監控后臺可及時發現，觸發報警，聲光報警模塊會發出報警聲且軟件后臺會拍攝事發過程中的圖片，提示工作人員具體的報警位置，以便跟蹤故障點并排除故障。
• 溫度曲線：軟件可觀測測溫對象的實時溫度曲線，從而進行趨勢判定。
• 定時存儲：可定時保存熱成像圖片數據，便于后期分析。用戶可自行設置存儲時間間隔，并可查看所保存文件的歷史溫度曲線。
• 數據回放：可遠程查詢及回放前端歷史圖像。
• 自定義報警閾值和等級：系統可內定義4種不同的報警閾值和等級，根據報警嚴重程度，設置一般問題報警、重要問題報警、早期缺陷報警以及嚴重缺陷報警4種級別，協助工作人員對隱患發生的緊急程度和發展態勢作出評估。
• 自動分類存儲：監控數據、異常數據和報警信息會自動存儲在相對應的設備數據欄目中，可快速準確的調用分析。
• 報表功能：支持自動報告功能，一鍵自動生成word版的熱成像報告，報告模板可用戶自定義，無限制。
• 網絡通信：系統支持通過modbus TCP/IP網絡協議獲取熱像圖溫度值，支持通過RTSP協議獲取熱像儀視頻流，可連接到中控室顯示器。
• 故障自診斷：當終端設備出現故障時，系統可提醒值班人員。
• 自動恢復：支持斷電重啟后自動恢復，包括自動重連、自動載入模板，自動保存上一次的設備連接屬性等功能。

 

四、產品參數

4.1紅外熱像儀型號及參數

型號	X384D150	X640D150
紅外分辨率	384×288	640×480
像素尺寸	17um
幀頻	50Hz	30Hz
工作波段	8～14um
測溫范圍	-20～150℃
圖像
成像距離	約20倍焦距至無窮遠
測溫模板	支持全局高低溫追蹤，支持點、線、矩形、橢圓測溫模板，支持模板內高低溫追蹤
圖像增強	自適應拉伸、手動增強
調色板	白熱、黑熱、鐵紅、紅飽和等多種調色板
調焦方式	手動
數據
單幀溫度	帶溫度信息的JPG圖片格式
溫度流	全輻射溫度信息存儲
視頻	H.264標準視頻格式，兼容通用視頻播放軟件
電氣接口
電源	DC9～15V，典型功耗2.5W@25℃
模擬視頻	NTSC/PAL
以太網	100/1000Base，支持TCP、UDP、IP、DHCP、RTSP、ONVIF等協議，內置Web Server，兼容主流NVR產品，提供SDK開發包
串口	RS485，支持Pelco云臺控制協議
電動鏡頭	支持12V電動鏡頭
GPIO	1路磁隔離輸入，1路繼電器輸出
環境參數
工作溫度	-10～+60℃
儲存溫度	-40oC～+85℃
濕度	非冷凝10%～95%
外殼防護	IP54
抗沖擊性	25G
抗振動性	2G
安裝	1個1/4 UNC-20、4個M3螺紋安裝孔