利用红外与可见光图像融合测温技术实现设备异常状态预警.pdf

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1、利用红外与可见光图像融合测温技术实现设备异常状态预警利用红外与可见光图像融合测温技术实现设备异常状态预警杨承，杨昕梅，李绍荣(电子科技大学光电技术工程中心，四川成都610054)摘要：大电阻或过大电流造成的异常发热是电气系统中许多故障的主要原因。利用红外热成像，能够观察到这些即将发生损害的热现象，实现提前发现过热趋势的预警，从而避免发生电气设备重大损害故障的出现。红外可见光图像融合技术能够有效地综合和发掘它们的特征信息，增强场景理解。通过融合后的图像可以快速精准地判断问题点位置。对融合测温技术应

2、用中的几个关键问题进行了介绍。关键词：图像融合；测温；预警；热像仪常用的传感器，它们的工作机理不同，性能有一定0引言差异]。在大型工厂中，工厂除了直接用于生产的设(1)可见光成像传感器敏感于目标场景的反备之外，还有许多诸如供电、照明、空气净化、排气射，可见光图像具有较高的时空分辨率，能获得细和排污等与生产配套的设备，其设备数量众多；在节、纹理信息和颜色信息。但是，可见光传感器探一个大型综合商业体建筑中，保障其运营的设备测距离短，无法探测一些隐藏的目标，且受光线和包括众多照明、中央空调、发电、电梯

3、、锅炉、风机天气等外界影响。因此，单独使用可见光图像进玩等一设备。这些各种设备是否正常，将对生产或者行探测和信息采集已无法满足许多应用需求。代一运营产生直接的影响。而大多工厂和综合商业体(2)红外成像传感器获取目标的红外辐射，建一筑目一前采用的设备故障报警机制是在设备出现完全记录的是目标自身的红外辐射信息。由于红外成电一损坏的故障导致其停止运行后，再进行报警。这像传感器是靠探测目标与背景问的热辐射差异来气一样的机制不仅会对生产造成直接影响，而且对设识别目标的，因而具有特殊的识别伪装能力，它能备的

4、损害也会很大。够探测到隐藏的目标，能全天候工作，抗干扰能力任何设备在发生很多故障前，其工作状态应优于可见光。但红外图像的灰度仅由目标与背景该是有一个趋坏的过程，只不过这种趋坏的程度的温差决定，不能反映真实的场景，成像清晰度在未达到故障级别时，设备还是会带故障进行工低，不利于人眼判读。作。但是，这种带故障进行工作与正常工作是有设备运行状态监测的目的不仅是要发现、识差别的，一般其具体反映是用电功率出现异常、故别故障状态的趋势，而且应确定故障点所在的准障部位温度发生变化等。因此，如果能实时监测确位置，

5、因此要求获取的图像必须具有较高的清设备用电状态，并保持与设备正常工作状态用电晰度。红外与可见光图像融合技术能够有效地综状态的比对，同时，监测设备重点部位的温度趋合和发掘它们的特征信息，增强场景理解。势，也保持与设备正常工作状态这些部位温度状为了使红外图像容易理解，可采用红外可见态的比对，就有可能通过这些比对手段，发现设备光融合技术。通过融合后的图像可以快速精准地故障的萌芽状态，提前预警；并采取相应的措施，判断问题点位置。红外图像、可见光图像与红外可见光融合图避免对生产造成影响及对设备造成大的损害

6、。像的对比如图1所示。可见，红外图像反应出视下面就实时监测设备运行时温度变化情况的场内各种物体的温度差异，但人观测时无法判别技术进行探讨。是什么地方发生的异常。可见光图像给出了视场1红外可见光融合技术内设备的具体细节。红外可见光融合后的图像能红外成像传感器和可见光成像传感器是两种够准确地定位出异常点。一85一利用红外与可见光图像融合测温技术实现设备异常状态预警接的温度高14℃(25。F)，这是一个需要注意的图像来源广泛，很难仅凭某一种算法就能达到融故障。图7(d)为变电站的一处过热连接。该连合目

7、的。因此，必须根据源图像性质和应用目的，接比环境温度高10℃(18。F)，无需特别担心。选择合适的一种或多种算法进行图像融合。4．2．3IT机房监测预警(3)用红外热像仪测温，其测温的准确性将目前，许多信息机房的温湿度监控是较薄弱受被测表面的特性、大气透射率、大气发射率、背的环节，原因主要有以下几点：景温度、大气温度等因素的影响，为提高其准确(1)目前许多信息机房只是利用测温枪进行性，需准确确定上述各项参数。温度测量，但它只能对设备的某个点进行温度测5结语量，因此工作量大而且实时性不高，容易漏测

8、。(2)信息机房温湿度测量系统一般情况下只红外与可见光图像融合技术在对设备运行异能对空调温度进行监控，难以做到对空调内线缆、常状态预警、快速精准地判断故障问题点位置方开关等部件的温度进行监控。同时，对机房其他面具有很高的应用价值，且应用范围非常广泛。设备温度也难以进行局部监控。尽管由于红外与可见光图像相关性小，其配准相(3)随着信息机房设备的增多，设备投入使当复杂，还存在许多难点问题。但是，随着图像采1I1二j23]4j56]7用的时间不同，难以做到所有电源柜负载均衡。集、自动配准与图像处理技术