1、紅外熱像儀在冶金行業應用的意義
冶金工程領域是研究從礦石等資源中提取冶金企業金屬或金屬化合物，并制成具有良好的使用性能和經濟價值的材料的工程技術領域。
冶金是國民經濟建設的基礎，是國家實力和工業發展水平的標志，它為機械、能源、化工、交通、建筑、航空航天工業、國防軍工等各行各業提供所需的材料產品。
隨著冶金新技術、新設備、新工藝的出現，冶金產品將在支撐經濟、國防及高科技發展上發揮愈來愈重要的作用，其安全生產也成為關系國際民生的大事。
紅外熱像儀通過非接觸式的測溫方式，解決了再冶金各工藝中測量溫度高、不易接近測量的問題。紅外熱像儀具體圖像清晰、穩定、不受測量環境的干擾，具有必要的圖像分析功能，具有較高的溫度分辨率等滿足實測距離的要求，具有較高的測量精確度和合適的測溫范圍。適合也冶金企業的實時溫度監控。
紅外熱像儀是冶金行業監測溫度的一種重要手段，它具有不接觸，不停運，24小時實時監控，發現安全隱患能及時報警等諸多優點，可以做到省時、省力，大大提高設備的運行可靠性。
2、中間包包壁紅外熱像儀監控的必要
中間包是連鑄工藝流程中位于干爆和結晶器之間的設備，它是接受鋼包內的鋼水，再將鋼水分配給結晶器的中間儲存容器。中間包內部安裝了一層納米材料耐溫層，高溫鋼水會對耐溫層不斷侵蝕，使用次數超量后耐溫層出現老化變薄，此時極易引起穿包造成設備損失和人員傷亡。
中間包的耐溫層
因此中間包的安全生產是煉鋼廠正常運行的重要環節，考慮到設備的安全性在中間包附近安裝在線式紅外熱像儀，對中間包進行全天候監測，發現異常情況及時報警，提前做好預防和維護措施，確保中間包安全生產。
3、紅外熱像儀監控中間包實現目標
- 全天候監測：利用熱像儀對中間包進行溫度監控，無需看管全天實時監測。
- 自動報警：當監控到溫度異常時生成報警信息，通知值班人員查看現場情況，及時做好相應處理。
- 實時顯示：實時顯示全幅紅外熱圖，值班人員可查看熱像儀監控范圍內任意位置的溫度。
- 異常報警：當出現溫度異常，監控后臺會及時發現溫度異常區域，觸發報警，聲光報警模塊會發出報警聲且軟件后臺會錄制事發過程中的視頻文件，方便后期查看。
- 可以實時查看監控范圍內任意點位的實時溫度分布狀況和實時溫度信息。
- 可對異常情況進行錄制、拍照、分析，并出具專業檢測報告。
4、格物優信紅外熱像儀中間包監測方案
紅外熱像儀安裝示意圖
格物優信紅外熱像儀作為一個IP設備，中間包的監測采用網線進行連接，然后通過光端機用作光端轉換之后通過光纖連接到控制室。現場可以通過網線直接連接PC進行查看和調試。
4.1、紅外熱像儀
Yoseen X系列紅外熱像儀是高性能、高準確度的在線式測溫型紅外熱像儀。Yoseen X系列紅外熱像儀是U系列的升級型號，產品選用進口探測器，工作穩定、性能卓越，配合獨有的測溫校正算法和易用的用戶界面，使得X系列紅外熱像儀成為眾多應用領域的首選產品。X系列紅外熱像儀可根據用戶實際需求選配多種接口和參數，用戶無需為不用功能支付額外成本，極大提高用戶采購靈活性，有效保護用戶投資。
X系列紅外熱像儀
X系列紅外熱像儀體積小巧、重量輕、接口豐富，并配有功能豐富的終端軟件和簡單易用的SDK包，無論是單獨使用還是二次集成開發，都能滿足用戶差異化的應用需求。
型號參數
| 型號 | X640D | X384D |
| 紅外分辨率 | 640×480 | 384×288 |
| 像素尺寸 | 17um | |
| 幀頻 | 30Hz | 50Hz |
| NETD | ≤50mK@25℃ | |
| 工作波段 | 8~14um | |
| 視場角 | 根據具體的安裝觀測距離而定，詳見“Yoseen X系列熱像儀鏡頭列表” | |
| 角分辨率 | ||
| 測溫范圍 | 多種可選，-20～150℃，10～50℃，0～300℃，60～600℃等 | |
| 測溫精度 | ±2℃或±2% | |
通用參數
| 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、電子倍焦 |
| 調色板 | 白熱、黑熱、鐵紅、紅飽和等多種調色板 |
| 調焦方式 | 電動/手動，電動鏡頭支持自動對焦 |
| 數據 | |
| 單幀溫度 | 帶溫度信息的PNG或BMP圖片格式 |
| 溫度流 | 全輻射溫度信息存儲，可離線修正溫度 |
| 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 |
| 機械參數 | |
| 重量 | 240g（不含鏡頭） |
| 尺寸 | 59(L)*58(W)*67(H)mm（不含鏡頭） |
| 安裝 | 1個1/4 UNC-20、4個M3螺紋安裝孔 |
4.2、風冷防護罩
由于中間包的工作環境大都是高溫、高熱且粉塵多，為了讓紅外熱像儀能夠有一個合適的工作環境，保證測溫、成像的準確性，我們會為紅外熱像儀提供一個分冷防護罩。將紅外熱像儀放置在風冷防護罩里面，保證其工作環境。
風冷防護罩
風冷技術采用強迫風冷方式，使用簡單，維護方便，不受地區限制。冷卻技術是用來保證系統正常工作的風源的一部分用于吹掃鏡頭，針對氣流分布的科學設計，在鏡頭前形成旋轉風幕，增加了風幕的強度和吹掃面積，有效的制止了爐內灰塵與鏡頭物鏡的接觸，達到了較好的抗灰防塵效果，以防止鏡頭污染結焦及冷卻鏡頭; 風源的另一部分進入渦旋制冷管，制出冷風，再輸入探頭防護罩，使攝像機有一個適宜的工作環境，從而實現整體裝置正常運行。
4.3、業務軟件功能
4.3.1、實時成像
紅熱實時熱成像功能是紅外熱像儀的主要也是最基本的功能，當網絡的鏈路接通，安裝在電腦中的軟件成功搜索到熱像儀設備之后就可以在電腦端實時查看測量物的熱像圖。
紅外實時圖像
4.3.2、測溫對象編輯
測溫對象的編輯是為了對圖像中重點關注的測溫區域進行觀測而添加的測溫框；就本項目而言，高爐表面可能會存在易損部位，可以將易損部位添加為測溫對象重點觀測，對添加的測溫對象進行特征溫度的分析。
測溫對象的添加和移動可以通過測溫對象工具欄實現：
- 點擊所需測溫對象對應的圖標，激活工具。
- 在顯示區域感興趣位置上，點擊鼠標左鍵選取起始點，長按鼠標左鍵并移動鼠標至終點。
- 松開鼠標左鍵，完成測溫對象繪制。
此后選中測溫對象并保持長按鼠標左鍵，測溫對象會添加邊框提示，即可移動測溫對象，在新位置松開鼠標左鍵即可完成移動測溫對象。如下圖所示：
測溫對象添加
4.3.3、紅外圖像調整
通過修改調色板、調整圖像對比度和亮度，可適應不同的觀測需求。該功能可通過調色板工具和圖像調整工具實現。
目前支持的調色板如下，包括了白熱、黑熱、彩虹、紅飽和、高對比度等常用調色板。
不同的調色板選擇
4.3.4、高溫追蹤及告警設置
格物優信紅外熱像儀配套的中間包監測軟件具有高溫報警功能，可以在軟件端設置高溫告警值到測量的，當被測區域的溫度超出告警溫度時，軟件及時發出告警指示，提醒工作人員注意或采取措施。
同時，全局的最高溫追蹤功能可以實時追蹤顯示畫面中的最高溫位置，及時發現中間包的隱患位置，采取有效措施。
4.3.5、數據保存
本軟件支持2種紅外溫度數據保存，分別是單幀溫度和連續幀溫度，對應的格式是BMP和stream。
單幀溫度文件后綴為BMP，點擊 保存時，保存當前幀全部像素溫度信息以及熱像儀信息。采用通用圖像軟件打開時，得到紅外圖像、測溫對象統計溫度值及部分熱像儀信息；采用軟件打開時，可獲得全部像素溫度值以及熱像儀信息。
連續幀溫度文件后綴為stream，點擊攝像 和? 保存時，保存當前連續若干幀全部像素的溫度和熱像儀信息。該文件只能通過軟件打開，可獲得連續若干幀的全部像素溫度以及熱像儀信息。
兩種文件默認保存路徑可通過選項欄進行設置。由于保存連續溫度幀stream占用內存較大，如分辨率為384×288的熱像儀在50HZ幀頻時保存1分鐘連續溫度幀stream需要0.62GB的硬盤空間，因此保存stream文件需要人工控制時長或者選擇慢速錄制。
4.3.6、離線分析
離線分析主要用于分析在線模式下保存的兩種紅外溫度數據，單幀溫度和連續幀溫度，文件后綴分別為bmp和stream，并根據用戶需求，回放、修正測溫數據，生成專業分析報告。具體的功能有：
- 單幀溫度分析
- 連續幀溫度分析
- 生成報告
4.4、案例說明
4.4.1、現場安裝
某鋼廠中間包監測現場安裝圖
4.4.2、軟件顯示畫面
中間包監測畫面