专利名称：移动式车载煤场温度测量系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种非接触式测量技术，尤其是一种移动式煤场温度测量装置，具体地说是一种移动式车载煤场温度测量系统。
背景技术：
目前，煤炭作为重要的工业原料和燃料，在发电、冶炼、化工、建材等行业中占有重要地位。但煤炭自燃会带来煤炭存储中的大量损耗，造成不可低估的经济损失。据统计每年被不受控制的煤炭自燃烧掉的煤多达1000万至2000万吨，相当于每年“烧”掉1.25亿到2.5亿美元。自燃产生的C0、S02，会对现场工作人员的身体健康带来�：Γ盋O浓度大于1.5%的时候可能还会引起爆炸。一旦发生事故，有可能影响到整个电厂的运行和安全。对于煤堆自燃的监测及预警，根据堆放方式采用不同的监测方式。例如:中国专利申请201020132826.0公开了一种针对储煤码头、大型火电厂、煤化工厂等储煤环境圆形封闭煤场进行实时监测，中国专利申请201020288844.8公开了一种条形煤场安全监测装置。但对于超大型煤炭堆积�。绕涫橇铣》段Т�、物料种类繁多，且不同物料分堆存放的堆积场，目前尚无很好的解决办法。传统监测方式:一、通过在煤堆多点插入温度传感器来监测煤堆的温度，看是否达到预警温度，从而确定是否会造成自燃；二、通过手持式红外热像仪来探测煤堆的温度，看是否达到预警温度，从而确定是否会存在自燃。但这两种监测方式工程量浩大，需要的监测点众多，通常也无法准确定位，容易对操作人员的安全和健康造成威胁。随着煤炭的消耗和周转，需要人力反复操作，而且传统预警系统是单一孤立的系统，无法将多传感器的数据进行分析和融合，也就无法对煤场的温度进行综合考量，无法反映煤场真实的环境状况。
发明内容本实用新型的目的是针对现有的大型煤场监测不便的问题，设计一种利用移动式车载和非接触式，在车辆正常行驶状态下，通过计算机软、硬件实现对超大型煤炭堆积�。绕涫橇铣》段Т�、物料种类繁多，且不同物料分堆存放的堆积场的温度测量的移动式车载煤场温度测量系统。本实用新型的技术方案是:一种移动式车载煤场温度测量系统，其特征是它包括用于获取物料表面温度的扫描装置1、用于承载扫描装置I及获取扫描料场目标点位置信息的控制和位置装置2、用于获取扫描装置I基准点空间信息的GPS仪3、用于发出报警信号的报警装置4和用于数据采集和转换的下位机5，所述的扫描装置1、控制和位置装置2、GPS仪3均安装在移动式车载支撑装置9上，扫描装置1、控制和位置装置2、报警装置4的输入/输出端均与下位机5对应的输入/输出端相连，下位机5通过有线或无线网络与上位机6相连，GPS仪3通过存储卡或GPRS方式与上位机6进行数据传输。所述的扫描装置I是线扫描式红外热像仪，根据被测物料自身的红外辐射，借助仪器本身的光学机械扫描和遥感平台扫描成像。所述的控制和位置装置2至少包括用于获取红外热像仪到料场目标点的距离的激光测距仪7和用于搭载扫描装置I进行旋转的云台8。所述的激光测距仪7获取被测目标的空间距离信息与云台8获取到的角度位置信息匹配构成以红外热像仪为极点，激光测距仪7获取被测目标的空间距离信息为极径，云台8获取到的角度位置信息为极角的极坐标系，确定被测物体的空间位置。所述的GPS仪3采用高精度差分GPS实现对扫描装置I的定位，采用RTK技术获取基准点空间信息以实现厘米级精度定位。 所述的报警装置4是声光报警器，当物料温度达到或超过告警阈值时，上位机6发送控制信号至下位机5启动声光报警电路，发出声和光报警信号完成报警。所述的下位机5是一种嵌入式控制主机，内部装载工控机、控制�？榧扒度胧娇刂迫砑ü邢呋蛭尴叽涞姆绞蕉郧岸瞬杉氖萁惺占�、分类、处理、保存及发送，下位机5安装于移动式车载支撑装置上，以便减少数据传输的消损。所述的上位机6为PC机、平板电脑或智能手机，上位机6通过有线或无线方式与打印机相连。所述的移动式车载支撑装置采用自锁式升降平台作为扫描装置1、控制和位置装置2、GPS仪3的安放载体，杆间都采用密封橡胶密封，杆体内外都有涂覆层保护，适合于野外长期工作。所述的移动式车载支撑装置9能升降并安装在皮卡车10上，为适应煤场各种复杂路况，根据需求符合现场条件至少选用马力强劲的车型。本实用新型的有益效果:本实用新型是一种多传感器集成的自动化煤场测温系统，对煤堆表面进行全区域自动扫描，当出现自燃前兆时，局部煤体的内部热量堆积将会引起该区域煤体表面温度的上升，这种煤体表面温度的变化将会被红外热成像仪实时捕捉到，及时发出告警信息，将自燃隐患消灭在萌芽状态。本实用新型采用皮卡车升降平台作为红外热成像仪安放载体，通过云台带动红外热成像仪旋转对煤场进行温度测量。系统结合控制和位置装置获取到的基准点空间信息，将红外热成像仪获取到的被测目标的空间距离信息与云台获取到的位置信息进行匹配，通过系统软件一系列处理，从而进行整个煤场温度的建模与显示。本实用新型采用移动式车载方式，机动性强、移动迅速，无需依附现场任何设备载体。本实用新型综合利用信息时代条件下的光学、电子、计算机、CCD、网络设备等先进的传感器设备进行多传感器的融合，可达到无死角，无盲区探测热源点，实现煤场温度的全面监控。本实用新型操作简便，安装使用方便，维护量�。淮瓮度耄谰檬芤妫蝗思纯赏瓿扇〔馕氯挝�。本实用新型的发明填补了国内超大型煤�。乇鹗遣煌锪戏侄汛娣诺亩鸦∪段Ц呔炔馕驴瞻祝部捎糜谄渌枰晕露冉屑嗖獾某『希缟址阑�、建筑物防火、重要设备的防火等。
图1是本实用新型的系统结构框图。图2是本实用新型的原理示意图。图3是本实用新型的传感器安装示意图。图4是本实用新型的数据采集�？楣钩赏肌Ｍ�5是本实用新型的软件流程图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。如图1-5所示。一种移动式车载煤场温度测量系统，采用皮卡车10作为移动载体，在皮卡车安装能升降的移动式车载支撑装置9，在移动式车载支撑装置9安装扫描装置I (可采用RaytekMP150扫描式红外热像仪)、控制和位置装置2以及GPS仪3，如图3。整个温度测量系统它包括用于获取物料表面温度的扫描装置1、用于承载扫描装置I及获取扫描料场目标点位置信息的控制和位置装置2、用于获取扫描装置I基准点空间信息的GPS仪3、用于发出报警信号的报警装置4和用于数据采集和转换的下位机5，如图1所示，其中扫描装置I用于获取物料表面温度，控制和位置装置2是由激光测距仪7 (可采用SICK/施克DT500-A111轻便式激光测距仪)和云台8 (可采用YS3081/YS3081H重载云台)构成，GPS仪3 (可采用GeoRef V2亚米级数据采集器)用于获取扫描装置I基准点空间信息，报警装置4 (可采用中兴BBJ-10W的防爆声光报警器)用于发出报警信号，下位机5 (即计算机控制系统，内部装载工控机、控制模块及嵌入式控制软件，通过有线或无线传输的方式对前端采集的数据进行收集、分类、处理、保存及发送)用于数据采集和转换的，所述的扫描装置1、控制和位置装置2、GPS仪3安装在支撑装置上，扫描装置1、控制和位置装置2、报警装置4的输入/输出端均与下位机对应的输入/输出端相连，GPS仪3通过存储卡或GPRS方式与上位机6进行数据传输。下位机5通过有线或无线网络与上位机6相连。如图1所示。为适应煤场各种复杂路况，根据需求符合现场条件至少选用马力强劲的车型，移动平台可选用丰田坦途皮卡。本实用新型首先通过安装在自锁式升降杆上的扫描式红外热像仪、云台、激光测距仪及GPS仪，将热像图和其位置形成对应关系。GPS仪3采用高精度差分GPS实现对红外热像仪的定位，采用RTK技术获取到的基准点空间信息，激光测距仪7获取被测目标的空间距离信息与云台8获取到的角度位置信息进行匹配，即构成以红外热像仪为极点0，激光测距仪7获取被测目标的空间距离信息为极径P，云台8获取到的角度位置信息为极角Θ的极坐标系，确定被测物体的空间位置。如图2所示。上位机6上安装的监测软件通过下位机5和各传感器进行通信，上位机6同时承担数据服务器的功能，可以查询监测数据和打印监测报表，上位机可采用PC机、平板电脑或智能手机，上位机6可通过有线或无线方式与打印机相连。上位机安装的采集软件根据控制和位置装置2实时数据更新，向扫描式红外热像仪发出采集温度指令，形成位置数据和温度数据的匹配数组，匹配数组存储到数据库中以备查询和图形显示。监测软件通过图像拼接技术将煤场全范围热像图实时显示，并根据用户设定的阈值，对达到或超过阈值温度的区域进行告警；通过图像叠加技术监测煤炭表面温度的动态变化，判断煤炭自燃趋势。本实用新型的传感器安装示意图如图3所示。本实用新型的数据采集�？楣钩赏既缤�4所示。本实用新型的软件流程图如图5所示。以上结合附图对本实用新型的具体实施方式
作了说明，但这些说明不能被理解为限制了本实用新型的范围，本实用新型的保护范围由随附的权利要求书限定，任何在本实用新型权利要求基础上的改动都是本发明的保护范围。本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
权利要求1.一种移动式车载煤场温度测量系统，其特征是它包括用于获取物料表面温度的扫描装置(I)、用于承载扫描装置(I)及获取扫描料场目标点位置信息的控制和位置装置(2)、用于获取扫描装置(I)基准点空间信息的GPS仪(3)、用于发出报警信号的报警装置(4)和用于数据采集和转换的下位机(5)，所述的扫描装置(I)、控制和位置装置(2)、GPS仪(3)均安装在移动式车载支撑装置(9)上，扫描装置(I)、控制和位置装置(2)、报警装置(4)的输入/输出端均与下位机(5)对应的输入/输出端相连，下位机(5)通过有线或无线网络与上位机(6)相连，GPS仪(3)通过存储卡或GPRS方式与上位机(6)进行数据传输。
2.根据权利要求1所述的移动式车载煤场温度测量系统，其特征在于所述的扫描装置(I)是线扫描式红外热像仪，根据被测物料自身的红外辐射，借助仪器本身的光学机械扫描和遥感平台扫描成像。
3.根据权利要求1所述的移动式车载煤场温度测量系统，其特征在于所述的控制和位置装置(2)至少包括用于获取红外热像仪到料场目标点的距离的激光测距仪(7)和用于搭载扫描装置(I)进行旋转的云台(8 )。
4.根据权利要求3所述的移动式车载煤场温度测量系统，其特征在于激光测距仪(7)获取被测目标的空间距离信息与云台(8)获取到的角度位置信息匹配构成以红外热像仪为极点，激光测距仪(7)获取被测目标的空间距离信息为极径，云台(8)获取到的角度位置信息为极角的极坐标系，确定被测物体的空间位置。
5.根据权利要求1所述的移动式车载煤场温度测量系统，其特征在于所述的GPS仪(3)采用高精度差分GPS实现对扫描装置(I)的定位，采用RTK技术获取基准点空间信息以实现厘米级精度定位。
6.根据权利要求1所述的移动式车载煤场温度测量系统，其特征在于所述的报警装置(4)是声光报警器，当物料温度达到或超过告警阈值时，上位机(6)发送控制信号至下位机(5 )启动声光报警电路，发出声和光报警信号完成报警。
7.根据权利要求1所述的移动式车载煤场温度测量系统，其特征在于所述的上位机(6)为PC机、平板电脑或智能手机，上位机(6)通过有线或无线方式与打印机相连。
8.根据权利要求1所述的移动式车载煤场温度测量系统，其特征在于所述的移动式车载支撑装置采用自锁式升降平台作为扫描装置(I)、控制和位置装置(2)、GPS仪(3)的安放载体，杆间都采用密封橡胶密封，杆体内外都有涂覆层保护，适合于野外长期工作。
9.根据权利要求1所述的移动式车载煤场温度测量系统，其特征在于所述的移动式车载支撑装置(9)能升降并安装在皮卡车(10)上。
专利摘要一种移动式车载煤场温度测量系统，属安全监测保护装置。其特征是它包括用于获取物料表面温度的扫描装置(1)、用于承载扫描装置(1)及获取扫描料场目标点位置信息的控制和位置装置(2)、用于获取扫描装置(1)基准点空间信息的GPS仪(3)，用于发出报警信号的报警装置(4)和用于数据采集和转换的下位机(5)，所述的扫描装置(1)、控制和位置装置(2)、GPS仪(3)安装在支撑装置上，扫描装置(1)、控制和位置装置(2)、报警装置(4)的输入/输出端均与下位机对应的输入/输出端相连，下位机(5)通过有线或无线网络与上位机(6)相连，GPS仪(3)通过存储卡或GPRS方式与上位机(6)进行数据传输。本实用新型实现了对超大型煤炭堆积场的温度测量，具有方便快速、全方位、无监测死点的优点。
文档编号G01J5/00GK203011541SQ20122067422
公开日2013年6月19日 申请日期2012年12月10日 优先权日2012年12月10日
发明者姜坤, 陈家庆, 黄进, 闫飞 申请人:南京卓越能源技术有限公司
专业数控铣床产品供应商
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