(19)中华人民共和国国家知识产权局
| (12)发明专利说明书 | |
| (10)申请公布号 CN 109915736 A (43)申请公布日 2019.06.21 |
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(21)申请号 CN201910197820.7
(22)申请日 2019.03.15
(71)申请人 山东建筑大学
地址 250101 山东省济南市历城区临港开发区凤鸣路1000号
(72)发明人 周守军 张林华 魏建平
(74)专利代理机构 济南智圆行方专利代理事务所(普通合伙企业)
代理人 张玉琳
(51)Int.CI
(54)发明名称
(57)摘要
本发明提供了一种热力供热系统及其泄漏检测方法，包括锅炉、换热器以及供热散热器，锅炉、换热器以及供热散热器通过供热管网相连，所述锅炉产生的蒸汽进入换热器，与换热器中的水进行换热，然后水进入供热散热器中进行供热，所述供热管网具有多个节点，在至少一个节点处设置热像仪。本发明提供了一种新的智能检测泄漏的供热管网系统，本发明通过红外热像仪实时监测供热管网节点处的红外温度场变化自动检测泄漏，能够达到很好的节能环保的效果。 | |
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法律状态
法律状态公告日 | 法律状态信息 | 法律状态 |
2021-06-01 | 专利权的转移 | 专利权的转移 |
2020-07-17 | 授权 | 授权 |
2019-07-16 | 实质审查的生效 | 实质审查的生效 |
2019-06-21 | 公开 | 公开 |
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权 利 要 求 说 明 书
1.一种热力供热系统，包括锅炉、换热器以及供热散热器，锅炉、换热器以及供热散热器通过供热管网相连，所述锅炉产生的蒸汽进入换热器，与换热器中的水进行换热，然后水进入供热散热器中进行供暖，所述供热管网具有多个节点，其特征在于，在至少一个节点处设置热像仪。
2.如权利要求1所述的供热系统，其特征在于，热像仪设置在立柱上。
3.如权利要求1所述的供热系统，其特征在于，热像仪设置在井盖处，检测井盖位置的数据。
4.一种如权利要求1所述的供热系统的节点泄漏实时检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
数据采集与监测步骤：利用热像仪监测并采集供热管网井盖处的红外视频监测数据以及可见光视频监测数据；
数据传输步骤：与数据采集与监测子系统通讯，将监测点的红外视频数据以及可见光视频数据通过光纤传输到服务器；
井盖完整性检测步骤：根据传输到服务器的可见光视频数据，判断井盖的完整性；
泄漏确认步骤：对于满足井盖完整性检测的图像帧，提取其对应的红外温度场数据，通过帧间比较，获取其温度差或者温差变化的累计，超过阈值时，触发节点泄漏报警。
5.如权利要求4所述的检测方法，其特征在于，井盖完整性检测包括如下步骤：
定义每个监测点各种工况条件下可见光视频数据中井盖的标准图像帧，称之为参考帧R；
1)分别按照以下公式计算每幅参考帧的灰度均值μ<Sub>r</Sub>以及灰度标准差δ<Sub>r</Sub>；
<Image>
其中M,N为图像分辨率,I<Sub>ij</Sub>表示对应坐标处的灰度值
2)取可见光监控视频中的一帧，计算当前图像帧T的灰度均值μ<Sub>t</Sub>以及灰度标准差δ<Sub>t</Sub>；
3)计算当前图像帧T与对应的参考图像帧R之间的灰度均值差Δμ、灰度标准差的差Δδ；
4)当Δμ，Δδ的值大于设定阈值时，将当前帧作为疑似帧，继续步骤6)的处理；当Δμ，Δδ的值小于设定阈值时，当前帧为正常井盖帧，继续步骤4)的处理；
5)对于疑似帧，继续计算当前图像帧T与对应的参考图像帧R的每一级灰度像素数差的绝对值之和S<Sub>i</Sub>，<Image>如果S<Sub>i</Sub>的值大于设定阈值时，则认为当前帧没有通过井盖完整性检测，丢弃该帧，返回步骤3)继续下一帧的处理；
6)如果在指定的连续时间内的图像帧都没有通过井盖完整性检测，触发完整性异常报警，通知管理人员人工处理。
6.如权利要求5所述的检测方法，其特征在于，对于满足井盖完整性检测的图像帧，提取其对应的红外温度场数据，通过帧间比较，获取其温度差或者温差变化的累计，超过阈值时，触发节点泄漏报警。
7.如权利要求6所述的检测方法，其特征在于，具体包含以下两种报警模式：
1)温差报警
计算当前温度场矩阵P与前一帧温度场矩阵Q的差D＝P-Q,当D的值超过设定阈值时，触发温差报警。
2)温差累计报警
依次计算当前温度场矩阵P<Sub>i</Sub>与前一帧温度场矩阵Q<Sub>i-1</Sub>的差D<Sub>i</Sub>＝P<Sub>i</Sub>-Q<Sub>i-1</Sub>，并对n帧温度差D<Sub>i</Sub>进行算术累计求和当Y的值超过设定阈值时，触发温差累计报警。
8.如权利要求7所述的检测方法，其特征在于，根据D值的大小，设定一级报警，二级报警以及三级报警。
9.如权利要求7所述的检测方法，其特征在于，根据Y值的大小，设定一级报警，二级报警以及三级报警。
说 明 书
技术领域
本发明涉及一种供热系统，尤其涉及一种智能进行泄漏检测供热管网技术领域。
背景技术
集中供热管网泄漏会直接导致管内高温介质大量流失，热污染环境，泄漏严重甚至还可能导致地质塌陷，造成人员伤亡，一直以来都是影响管网安全经济运行的主要故障。随着近些年国内集中供热的快速发展，供热区域及管网规模不断扩大，特别是传统火电厂在国家节能减排政策引导下，积极发展热电联产(如低真空改造、循环水余热利用等)，使得热网运行安全对电厂机组的安全运行影响越来越大，一旦供热管网发生较大泄漏，会直接导致机组跳机，造成重大安全事故。而供热管网分支节点，由于连接分支管路，需要现场开孔焊接、保温，加工质量难以达到厂内预制保温管道工艺水平，并且分支节点处还安装分支管路阀门及仪表，更是管道应力集中点，从而造成管网分支节点发生泄漏故障的概率远远大于普通管道。据工程实践统计，供热管网泄漏故障60％-80％以上发生在分支节点处。
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