智能防爆巡检机器人检测炼化球罐液位高度的系统的制作方法

1.本发明属于机器人检测液位的技术领域，尤其涉及一种智能防爆巡检机器人检测炼化球罐液位高度的系统。


背景技术：

2.目前，炼化厂球罐液位检测手段单一，完全依靠罐内传感器，传感器一旦出现故障检测不准，没有复测手段，给安全生产带来隐患。另一方面，虽然国内已有不少巡检机器人产品，但检测手段不够丰富，仍局限于仪表识别、气体泄漏检测等少数功能，虽搭载有红外热像仪，但也只局限于检测机电设备的异常高温，检测种类覆盖率不高，往往还需要大量的人工巡检进行补充。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明提供一种智能防爆巡检机器人检测炼化球罐液位高度的系统，至少部分解决炼化厂球罐液位检测效率较低的技术问题。
4.提供一种智能防爆巡检机器人检测炼化球罐液位高度的系统，机器人与控制器通讯连接，并安装有自主导航组件，机器人包括防爆运动底盘、防爆云台、红外热像仪和可见光摄像机，其控制器安装有液位识别系统和告警系统，其中：
5.机器人通过自主导航组件抵达目标位置，启动红外热像仪对炼化球罐进行测温并生成红外热图像，且测温的方式以温度矩阵的形式进行；
6.控制器接收到机器人上传的红外热图像与温度矩阵数据后，启动液位识别系统调取温度矩阵数据，并通过温度数据矩阵中相邻水平行间的温度差判断出气、液分界线，并结合球罐的高度信息，确定炼化球罐液当前液位的高度；
7.告警系统，判断当前液位高度是否在标准液位范围内，如是，不进行报警，如否，进行报警，所述标准液位范围根据炼化厂工艺而设置。
8.本发明的技术有益效果：
9.区别于以往的巡检机器人，智能防爆巡检机器人具备炼化场景下球罐液位高度的识别能力，在巡检过程中能够实时检测球罐内液位高度，如果液位高度超出安全范围，能够及时发出告警。本发明进一步丰富了炼化场景下巡检机器人的检测种类，对炼化生产过程中球罐液位高度的监测提供了有效的补充手段。为智能防爆巡检机器人在炼化场景的应用增加了球罐液位高度的检测能力，进一步丰富了检测类型与巡检覆盖率。同时为炼化厂提供了一种液位高度复测手段，提高了生产安全性。
附图说明
10.为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
11.图1是本发明检测炼化球罐液位高度的示意图。
具体实施方式
12.下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。
13.以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
14.要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
15.如图1所示的智能防爆巡检机器人检测炼化球罐液位高度的系统，机器人与控制器通讯连接，并安装有自主导航组件，机器人包括防爆运动底盘、防爆云台，具有转动的功能、红外热像仪和可见光摄像机。该控制器安装有液位识别系统和告警系统，其中：
16.机器人通过自主导航组件抵达目标位置，启动红外热像仪对炼化球罐进行测温并生成红外热图像，且测温的方式以温度矩阵的形式进行；
17.控制器接收到机器人上传的红外热图像与温度矩阵数据后，启动液位识别系统调取温度矩阵数据，并通过温度数据矩阵中相邻水平行间的温度差判断出气、液分界线，并结合球罐的高度信息，确定炼化球罐液当前液位的高度，例如，调取温度矩阵数据，通过温度数据矩阵中相邻水平行间的温度差判断出气液分界线，再结合球罐的高度信息，得出液位高度数据。气液分界线在红外热图上的叠加显示：为了操作人员能够更加直观的观察到液位高度，液位处理软件会将气液分界线叠加到球罐的红外热图像上，并将叠加后的图片与液位高度数据一同显示在监控后台的软件界面上；
18.告警系统，判断当前液位高度是否在标准液位范围内，如是，不进行报警，如否，进行报警，所述标准液位范围根据炼化厂工艺而设置。
19.作为本案所提供的具体实施方式，其核心是：在液位判断上首次使用温度矩阵来进行计算，测温的方式以温度矩阵的形式进行的方法包括：
20.预设640*480像素点形成探测区域且每个像素点代表温度，所述探测区域包括炼化球罐区域，在炼化球罐区域根据气体和液体的比热不同，在红外温度仪呈现不同温度以确定气、液的分界面，该分界面作为炼化球罐内当前的液位高度。由于球罐内液体与空气比热的不同，在同样光照条件下，球罐液体部分与气体部分呈现处较大的温度差异，且在液体与气体交界处有着明显的温度分界线，优选的，可与现有技术中的传感器探测的方式组合
使用，提高探测的准确性，避免炼化厂球罐液位检测手段单一，完全依靠罐内传感器，传感器一旦出现故障检测不准，没有复测手段，给安全生产带来隐患的情况出现。
21.进一步的，所呈现的温度差值大于预设值时，预设值作为炼化球罐内当前的液位高度。说明炼化球罐的液位为满载状态。
22.作为本案所提供的具体实施方式，控制器通讯连接有显示器，控制器将气、液分界线叠加到球罐的红外热图像上，并将叠加后的图片与液位高度数据在显示器上进行显示。告警系统还用于，将当前液位高度与预先设置的液位高度警戒值进行对比，如果超出范围，向显示界面推送告警信息并启动声音报警，使操作人员能够及时获取告警信息以便第一时间进行处理。
23.机器人通过自主导航自动行驶到待测球罐附近，自动调整云台角度，将红外热像仪对准待测球罐进行拍摄，获取红外热图像与球罐温度数据矩阵。再将获取的数据通过无线通讯传输到给后台计算机，后台计算机的液位处理软件通过对温度数据矩阵的分析，找到温度分界线，从而确定球罐内的液位高度。液位异常告警软件将测得的液位高度数据与液位警戒值进行对比，超出范围即发出告警，通知操作人员及时处理。
24.机器人采用现有技术中的技术，能够实现自主行驶与定位：智能防爆巡检机器人采用激光雷达、卫星定位、惯导与里程计多传感器融合的自主导航方式，实现机器人的实时定位与自主行驶，到达球罐测量点后能够自动停车。
25.完成图像调整后红外热像仪启动自动对焦的方法：云台对准与拍摄，当机器人到达测量点后，会根据球罐与机器人的相对位置，自动转动云台，将红外热像仪对向球罐，与红外热像仪处于平行轴位置的可见光摄像机会根据图像自动识别球罐在图像中所处位置，并解算出球罐与图像中心的偏差，驱动云台将球罐调整到画面中心。完成图像调整后红外热像仪启动自动对焦，并完成自动拍摄与温度矩阵数据的读取。像与数据的上传：控制计算机从红外热像仪处读取到红外热图像与温度矩阵数据后，进行打包处理并通过无线通讯将其传输给后台计算机。
26.以上，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。