【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及预警监测，特别涉及一种基于线缆热量变化成像的电力在线监测器及其系统。
技术介绍
1、目前，线缆作为电力传输和信息传输的关键组成部分，在日常生产和生活中发挥着不可替代的作用。然而，随着线缆的广泛应用，面临着一个普遍存在的问题，即线缆在使用过程中会因为其内部金属芯线的电阻而产生不可忽视的热量。这一问题不仅会导致线缆表面的绝缘胶皮软化和融化，严重影响线缆的正常使用，而且潜在的安全隐患也对人们的生产和生活带来了极大的威胁。
2、特别是在一些特殊工作场合，如工业生产线、高温环境或紧凑空间，线缆的温度异常可能会更加突出。在这些情境下，对线缆进行实时温度检测变得尤为重要。通过对线缆温度的及时监测，能够及早发现潜在问题，采取必要的措施，从而降低因温度升高而引起的安全隐患。
技术实现思路
1、为了解决以上问题，本专利技术提供了一种基于线缆热量变化成像的电力在线监测器及其系统。
2、为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：
3、一种基于线缆热量变化成像的电力在线监测系统，包括：
4、线缆温度获取模块：实时采集线缆表面的温度数据；
5、温度阈值设定模块：设定温度阈值，当温度超过设定值时触发警报；
6、监测与通信模块：用以响应线缆温度变化；
7、数据融合模块：采用红外热像仪，利用其热像成像功能获取线缆表面的热量分布图，将热像数据与线缆温度获取模块温度数据融合；
8、报警系统与自动断电装置：
9、进一步的：所述线缆温度获取模块包括：
10、使用红外热像仪，获得线缆温度的空间分布信息：
11、
12、其中，t是物体表面的温度；i是红外辐射强度；ε是物体表面的辐射率；σ是斯蒂芬-波尔兹曼常数；
13、红外热像仪产生连续的温度图像，其中每个像素都对应于线缆表面的温度，设定时间间隔δt，表示每隔多长时间进行一次数据采集，令tij表示在第i次采集时第j个像素的温度，数据采集过程表示为：
14、数据采集：{tij}，其中，i＝1,2,3,...
15、使用移动平均滤波器，去除数据中的噪声，设t′ij表示滤波后的温度数据，滤波操作表示为：
16、
17、其中，n为为滤波窗口大小；
18、对温度数据进行校正，以消除可能的系统误差，设t"ij表示校正后的温度数据，校正操作表示为：
19、t"ij＝a·t′ij+b
20、其中，a和b为校正系数。
21、进一步的：所述温度阈值设定模块包括：
22、设定温度阈值t阈值，使用如下公式：
23、t阈值＝t基准+m·σ
24、其中，t基准线缆在正常工作状态下的基准温度，σ是线缆表面温度的标准差，用于考虑温度波动性，m是经验调整系数。
25、进一步的：所述监测与通信模块包括：
26、定期检查当前温度是否超过预设的温度阈值，设定一个检测周期δt，在每次数据采集的时间点ti进行检测，即：
27、实时监测：若t"ij>t阈值，则触发实时监测；
28、设定远程通信模块，在实时监测触发时，将相应的监测数据发送到预定的中央服务器或监控中心。
29、进一步的：所述数据融合模块包括：
30、红外热像仪获取表面的温度分布图，通过热量成像显示线缆的热分布情况，设定一个时间间隔δt进行一次热像成像，得到的热量分布图表示为iij，其中i表示时间点，j表示空间中的像素；
31、将红外热像仪获取的热像数据与温度传感器数据结合，设定红外热像仪的温度数据为tir,ij，与温度传感器数据t"ij结合，使用权衡系数α进行融合：
32、t融合,ij＝α·tir,ij+(1-α)·t"ij
33、进一步的：所述报警系统与自动断电装置包括：
34、在实时监测过程中，当温度超过设定的温度阈值阈值时，触发报警:
35、若t"ij>t阈值，则触发报警系统，发送警报信号
36、当温度达到危险水平时切断电源：
37、若t"ij>t危险，则触发自动断电
38、另一方面，本专利技术公开一种基于线缆热量变化成像的电力在线监测器，包括至少一个上述任意一项所述的监测系统的线缆温度获取模块：实时采集线缆表面的温度数据；温度阈值设定模块：设定温度阈值，当温度超过设定值时触发警报；监测与通信模块：用以响应线缆温度变化；数据融合模块：采用红外热像仪，利用其热像成像功能获取线缆表面的热量分布图，将热像数据与线缆温度获取模块温度数据融合；报警系统与自动断电装置：集成报警系统，当温度超过设定阈值时发出警报信号。
39、本专利技术与现有技术相比，所取得的技术进步在于：
40、提高监测精度：传统的温度监测方法往往只能获取局部的温度信息，而基于红外热像仪的成像技术可以实现对整个线缆表面温度的全局监测。这有助于更准确地掌握线缆的工作状态，及早发现异常情况。
41、实时可视化：利用红外热像仪获得的热量分布图，使温度信息变得直观可见。这不仅提高了监测的可视化水平，也有助于工作人员迅速理解线缆的热量分布情况，更有效地制定应对策略。
42、远程监控和通信：集成物联网(iot)协议等远程通信技术，使监测数据能够实时传输到中央服务器或监控中心。相比于传统的局部监测系统，这一特性使得用户可以随时随地远程监控线缆的状态，及时采取措施，避免线缆故障对设备和人员带来的损害。
43、综合考虑多因素：通过将红外热像仪的数据与温度传感器数据结合，综合考虑了空间分布和局部变化，提高了监测的准确性。这种综合性的方法更能反映线缆整体的热量状况，而非仅依赖于某一点的温度读数。
44、及时响应和安全措施：集成了报警系统和自动断电装置，当温度超过设定阈值时，能够迅速发出警报并切断电源，从而降低了因高温引起的安全隐患。这种主动响应的机制有助于防范潜在的火灾或设备损坏风险。
45、总体而言，本专利技术通过引入先进的成像技术和综合考虑多因素的数据处理，有效地弥补了传统监测方法的不足，提高了监测的全面性、及时性和准确性。这样的技术创新有望在电力线缆的安全运行和维护方面发挥更为积极的作用。
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1.一种基于线缆热量变化成像的电力在线监测系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于线缆热量变化成像的电力在线监测系统，其特征在于，所述线缆温度获取模块包括：
3.根据权利要求2所述的一种基于线缆热量变化成像的电力在线监测系统，其特征在于，所述温度阈值设定模块包括：
4.根据权利要求3所述的一种基于线缆热量变化成像的电力在线监测系统，其特征在于，所述监测与通信模块包括：
5.根据权利要求4所述的一种基于线缆热量变化成像的电力在线监测系统，其特征在于，所述数据融合模块包括：
6.根据权利要求5所述的一种基于线缆热量变化成像的电力在线监测系统，其特征在于，所述报警系统与自动断电装置包括：
7.一种基于线缆热量变化成像的电力在线监测器，其特征在于，包括至少一个权利要求1-6中任意一项所述的监测系统的线缆温度获取模块：实时采集线缆表面的温度数据；温度阈值设定模块：设定温度阈值，当温度超过设定值时触发警报；监测与通信模块：用以响应线缆温度变化；数据融合模块：采用红外热像仪，利用其热像成像功能获取线缆表面
...【技术特征摘要】
1.一种基于线缆热量变化成像的电力在线监测系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于线缆热量变化成像的电力在线监测系统，其特征在于，所述线缆温度获取模块包括：
3.根据权利要求2所述的一种基于线缆热量变化成像的电力在线监测系统，其特征在于，所述温度阈值设定模块包括：
4.根据权利要求3所述的一种基于线缆热量变化成像的电力在线监测系统，其特征在于，所述监测与通信模块包括：
5.根据权利要求4所述的一种基于线缆热量变化成像的电力在线监测系统，其特征在于，所述数据融合模块包括：
6.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：钟其达，钟一宁，
申请(专利权)人：广东安诺新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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