一種儲罐液位檢測系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種儲罐液位檢測系統(tǒng)及方法，包含至少一個前端監(jiān)測模塊與控制中心，所述前端監(jiān)測模塊包含多個紅外傳感模塊、云臺、視頻編碼器與視頻服務(wù)器，其中，紅外傳感模塊與云臺連接，并且紅外傳感模塊通過視頻編碼器與視頻服務(wù)器相連，視頻服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)與控制中心的連接，本發(fā)明中通過紅外傳感模塊探測圖像數(shù)據(jù)，通過視頻編碼模塊對圖像信息進(jìn)行視頻編碼，再運用視頻服務(wù)器將視頻信號傳送至控制中心，實現(xiàn)對儲罐液位的實時檢測。本發(fā)明可以實現(xiàn)對儲罐液位的可靠、精準(zhǔn)的檢測。
【專利說明】一種儲罐液位檢測系統(tǒng)及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及儲罐液體檢測，尤其涉及一種利用紅外熱成像技術(shù)的一種儲罐液位檢測系統(tǒng)及方法。

【背景技術(shù)】
[0002]儲油罐承載的往往是一些易燃易爆原料，這給油罐的安全使用帶來了巨大的挑戰(zhàn)，再加上油罐使用地點多數(shù)比較惡劣，因此必須對儲罐中的原料儲量有詳細(xì)的記錄，目前我國一般采用自動化測量系統(tǒng)對液位進(jìn)行測量，但存在著測量精度不高，可靠性差的問題，一旦液位計失靈則會導(dǎo)致空罐和滿罐，使生產(chǎn)突然中斷或造成儲罐溢出事故，給人們的生命財產(chǎn)安全造成巨大損失，而精確度高、可靠性好的液位儀，又存在著安裝不便、成本高昂的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種精度高、可靠性好、安裝簡便、成本低的的一種儲罐液位檢測系統(tǒng)及方法。
[0004]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:
一種儲罐液位檢測系統(tǒng)，包含至少一個前端監(jiān)測模塊與控制中心，所述前端監(jiān)測模塊包含多個紅外傳感模塊、云臺、視頻編碼器與視頻服務(wù)器，其中，紅外傳感模塊與云臺連接，并且紅外傳感模塊通過視頻編碼器與視頻服務(wù)器相連，視頻服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)與控制中心的連接。
[0005]所述紅外傳感模塊包括探測器、讀出電路、圖像處理芯片和外部存儲器，其中，圖像處理芯片通過控制接口與讀出電路連接，外部存儲器通過內(nèi)部數(shù)據(jù)總線與圖像處理芯片連接，圖像處理芯片通過電源接口與供電系統(tǒng)連接，圖像處理芯片通過視頻接口與視頻服務(wù)器連接，讀出電路與探測器相連。
[0006]所述圖像處理芯片中包括非均勻校正模塊、盲元校正模塊、圖像濾波去噪模塊、圖像細(xì)節(jié)增強模塊、偽彩變換模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、低噪聲電源模塊和接口時序控制模塊；
所述非均勻校正模塊，通過兩點法與二元非線性校正法對紅外熱圖像進(jìn)行校正，得到校正后的圖像；
所述盲元校正模塊，通過采用盲元補償算法，根據(jù)相鄰像素或前后幀圖像的響應(yīng)相關(guān)性對盲元位置的信息進(jìn)行預(yù)測和替代；
所述圖像濾波去噪模塊，通過快速中值濾波和帶閾值的均值濾波對紅外熱圖像進(jìn)行去噪處理，得到去噪后圖像；
所述圖像細(xì)節(jié)增強模塊，通過采用雙閾值映射、雙閾值自適應(yīng)增強算法和邊緣增強算法，對原始圖像的直方圖進(jìn)行處理，實現(xiàn)對圖像的增強功能；
所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，通過采用流水線ADC的設(shè)計架構(gòu)，實現(xiàn)大陣列的模擬輸出高速模數(shù)轉(zhuǎn)換； 所述低噪聲電源模塊，通過采用集成Boost控制電路，為探測器提供較高偏置電壓，實現(xiàn)紅外探測器的聞響應(yīng)率；
所述接口時序控制模塊，通過采用計數(shù)分頻的方法正確產(chǎn)生三路時序信號。
[0007]所述紅外傳感模塊為一體化智能紅外熱像儀。
[0008]一種儲罐液位檢測方法，包括如下步驟:
51.將前端監(jiān)測模塊中多個紅外傳感模塊、云臺、視頻編碼器與視頻服務(wù)器安裝在儲罐的各個監(jiān)測點上；
52.通過云臺的轉(zhuǎn)動，紅外傳感模塊對儲罐探測成像并對探測得到的圖像進(jìn)行處理，將處理后的圖像信息傳送至視頻編碼模塊；
53.視頻編碼模塊對接收到的圖像信息進(jìn)行視頻編碼，得到高質(zhì)量的視頻信號，通過標(biāo)準(zhǔn)視頻接口輸出到視頻服務(wù)器上；
54.視頻服務(wù)器通過通訊網(wǎng)絡(luò)將視頻信號傳輸?shù)娇刂浦行摹?br> [0009]所述紅外傳感模塊對圖像進(jìn)行處理的方法，包含如下步驟:
521.圖像處理芯片為探測器提供所需要的各種控制時序信號、電源和偏壓；
522.探測器對視野范圍內(nèi)的儲罐探測成像，并將圖像數(shù)據(jù)傳給圖像處理芯片；
523.圖像處理芯片對采集到的儲罐的紅外熱圖像進(jìn)行包括非均勻校正、盲元校正、圖像濾波去噪、圖像細(xì)節(jié)增強、偽彩變換的功能處理；
524.圖像處理芯片對處理后的紅熱外圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；
525.圖像處理芯片將處理后的圖像信息經(jīng)視頻接口傳送至視頻編碼模塊。
[0010]所述圖像處理芯片，通過采用計數(shù)分頻的方法實現(xiàn)正確產(chǎn)生三路時序信號，以及通過采用集成Boost控制電路，為探測器提供較高偏置電壓，實現(xiàn)紅外探測器的高響應(yīng)率；
所述非均勻校正，通過兩點法與二元非線性校正法實現(xiàn)對紅外熱圖像的校正，得到校正后的圖像；
所述盲元校正，通過采用盲元補償算法，根據(jù)相鄰像素或前后幀圖像的響應(yīng)相關(guān)性對盲元位置的信息進(jìn)行預(yù)測和替代；
所述圖像濾波去噪，通過快速中值濾波和帶閾值的均值濾波實現(xiàn)對紅外熱圖像的去噪處理，得到去噪后圖像；
所述圖像細(xì)節(jié)增強，通過采用雙閾值映射、雙閾值自適應(yīng)增強算法和邊緣增強算法，對原始圖像的直方圖進(jìn)行處理，實現(xiàn)對圖像的增強功能。
[0011]所述圖像處理芯片，采用流水線ADC的設(shè)計架構(gòu)，實現(xiàn)大陣列的模擬輸出高速模數(shù)轉(zhuǎn)換。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:通過采集儲罐的紅外熱圖像，可以直接在外表面拍攝出液位線，對儲罐內(nèi)的儲量情況立即作出反映，幫助設(shè)備維護人員及時發(fā)現(xiàn)有故障的液位計，并對存儲容量有明顯偏差的罐體進(jìn)行深入檢測，避免潛在的危險排除潛在故障，結(jié)構(gòu)簡單，體積小巧，功耗低，成本小，溫度穩(wěn)定性好，簡單易用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明的一種儲罐液位檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為紅外傳感模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本發(fā)明的一種儲罐液位檢測流程圖。

【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明的保護范圍不局限于以下所述。
[0015]如圖1所示，的一種儲罐液位檢測系統(tǒng)，包含至少一個前端監(jiān)測模塊與控制中心，所述前端監(jiān)測模塊包含多個紅外傳感模塊、云臺、視頻編碼器與視頻服務(wù)器，其中，紅外傳感模塊與云臺連接，并且紅外傳感模塊通過視頻編碼器與視頻服務(wù)器相連，視頻服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)與控制中心的連接。
[0016]如圖2所示，紅外傳感模塊包括探測器、讀出電路、圖像處理芯片和外部存儲器，其中，圖像處理芯片通過控制接口與讀出電路連接，外部存儲器通過內(nèi)部數(shù)據(jù)總線與圖像處理芯片連接，圖像處理芯片通過電源接口與供電系統(tǒng)連接，圖像處理芯片通過視頻接口與視頻服務(wù)器連接，讀出電路與探測器相連。
[0017]所述圖像處理芯片中包括非均勻校正模塊、盲元校正模塊、圖像濾波去噪模塊、圖像細(xì)節(jié)增強模塊、偽彩變換模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、低噪聲電源模塊和接口時序控制模塊；所述非均勻校正模塊，通過兩點法與二元非線性校正法對紅外熱圖像進(jìn)行校正，得到校正后的圖像；
所述盲元校正模塊，通過采用盲元補償算法，根據(jù)相鄰像素或前后幀圖像的響應(yīng)相關(guān)性對盲元位置的信息進(jìn)行預(yù)測和替代；所述圖像濾波去噪模塊，通過快速中值濾波和帶閾值的均值濾波對紅外熱圖像進(jìn)行去噪處理，得到去噪后圖像；所述圖像細(xì)節(jié)增強模塊，通過采用雙閾值映射、雙閾值自適應(yīng)增強算法和邊緣增強算法，對原始圖像的直方圖進(jìn)行處理，實現(xiàn)對圖像的增強功能；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，通過采用流水線ADC的設(shè)計架構(gòu)，實現(xiàn)大陣列的模擬輸出高速模數(shù)轉(zhuǎn)換；所述低噪聲電源模塊，通過采用集成Boost控制電路，為探測器提供較高偏置電壓，實現(xiàn)紅外探測器的高響應(yīng)率；所述接口時序控制模塊，通過采用計數(shù)分頻的方法正確廣生二路時序/[目號。
[0018]如圖3所示，的一種儲罐液位檢測方法，包括如下步驟:
51.將前端監(jiān)測模塊中多個紅外傳感模塊、云臺、視頻編碼器與視頻服務(wù)器安裝在儲罐的各個監(jiān)測點上；
52.通過云臺的轉(zhuǎn)動，紅外傳感模塊可對儲罐進(jìn)行大范圍探測成像并對探測得到的圖像進(jìn)行處理，將處理后的圖像信息傳送至視頻編碼模塊；
53.視頻編碼模塊對接收到的圖像信息進(jìn)行視頻編碼，得到高質(zhì)量的視頻信號，通過標(biāo)準(zhǔn)視頻接口輸出到視頻服務(wù)器上；
54.視頻服務(wù)器通過通訊網(wǎng)絡(luò)將視頻信號傳輸?shù)娇刂浦行摹?br> [0019]所述紅外傳感模塊對圖像進(jìn)行處理的方法，包含如下步驟:
521.圖像處理芯片為探測器提供所需要的各種控制時序信號、電源和偏壓；
522.探測器對視野范圍內(nèi)的儲罐探測成像，并將圖像數(shù)據(jù)傳給圖像處理芯片；
523.圖像處理芯片對采集到的儲罐的紅外熱圖像進(jìn)行包括非均勻校正、盲元校正、圖像濾波去噪、圖像細(xì)節(jié)增強、偽彩變換的功能處理；
524.圖像處理芯片對處理后的紅熱外圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換； S25.圖像處理芯片將處理后的圖像信息經(jīng)視頻接口傳送至視頻編碼模塊；
所述圖像處理芯片，通過采用計數(shù)分頻的方法實現(xiàn)正確產(chǎn)生三路時序信號；所述圖像處理芯片，通過采用集成Boost控制電路，為探測器提供較高偏置電壓，實現(xiàn)紅外探測器的高響應(yīng)率；所述圖像處理芯片，通過采用流水線ADC的設(shè)計架構(gòu)，實現(xiàn)大陣列的模擬輸出高速模數(shù)轉(zhuǎn)換；所述非均勻校正，通過兩點法與二元非線性校正法實現(xiàn)對紅外熱圖像的校正，得到校正后的圖像；所述盲元校正，通過采用盲元補償算法，根據(jù)相鄰像素或前后幀圖像的響應(yīng)相關(guān)性對盲元位置的信息進(jìn)行預(yù)測和替代；所述圖像濾波去噪，通過快速中值濾波和帶閾值的均值濾波實現(xiàn)對紅外熱圖像的去噪處理，得到去噪后圖像；所述圖像細(xì)節(jié)增強，通過采用雙閾值映射、雙閾值自適應(yīng)增強算法和邊緣增強算法，對原始圖像的直方圖進(jìn)行處理，實現(xiàn)對圖像的增強功能。
[0020]本實施例中，所述紅外傳感模塊為一體化智能紅外熱像儀，所述紅外傳感模塊通過晶圓級多組件封裝技術(shù)進(jìn)行封裝。
【權(quán)利要求】
1.一種儲罐液位檢測系統(tǒng)，其特征在于:包含至少一個前端監(jiān)測模塊與控制中心，所述前端監(jiān)測模塊包含多個紅外傳感模塊、云臺、視頻編碼器與視頻服務(wù)器，其中，紅外傳感模塊與云臺連接，并且紅外傳感模塊通過視頻編碼器與視頻服務(wù)器相連，視頻服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)與控制中心的連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種儲罐液位檢測系統(tǒng)，其特征在于:紅外傳感模塊包括探測器、讀出電路、圖像處理芯片和外部存儲器，其中，圖像處理芯片通過控制接口與讀出電路連接，外部存儲器通過內(nèi)部數(shù)據(jù)總線與圖像處理芯片連接，圖像處理芯片通過電源接口與供電系統(tǒng)連接，圖像處理芯片通過視頻接口與視頻服務(wù)器連接，讀出電路與探測器相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種儲罐液位檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述圖像處理芯片中包括非均勻校正模塊、盲元校正模塊、圖像濾波去噪模塊、圖像細(xì)節(jié)增強模塊、偽彩變換模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、低噪聲電源模塊和接口時序控制模塊； 所述非均勻校正模塊，通過兩點法與二元非線性校正法對紅外熱圖像進(jìn)行校正，得到校正后的圖像； 所述盲元校正模塊，通過采用盲元補償算法，根據(jù)相鄰像素、前后幀圖像的響應(yīng)相關(guān)性對盲元位置的信息進(jìn)行預(yù)測和替代； 所述圖像濾波去噪模塊，通過快速中值濾波和帶閾值的均值濾波對紅外熱圖像進(jìn)行去噪處理，得到去噪后圖像； 所述圖像細(xì)節(jié)增強模塊，通過采用雙閾值映射、雙閾值自適應(yīng)增強算法和邊緣增強算法，對原始圖像的直方圖進(jìn)行處理，實現(xiàn)對圖像的增強功能； 所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，通過采用流水線ADC的設(shè)計架構(gòu)，實現(xiàn)大陣列的模擬輸出高速模數(shù)轉(zhuǎn)換； 所述低噪聲電源模塊，通過采用集成Boost控制電路，為探測器提供較高偏置電壓，實現(xiàn)紅外探測器的聞響應(yīng)率； 所述接口時序控制模塊，通過采用計數(shù)分頻的方法正確產(chǎn)生三路時序信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種儲罐液位檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述紅外傳感模塊為一體化智能紅外熱像儀。
5.一種儲罐液位檢測方法，其特征在于:包括如下步驟: .51.將前端監(jiān)測模塊中多個紅外傳感模塊、云臺、視頻編碼器與視頻服務(wù)器安裝在儲罐的各個監(jiān)測點上； .52.通過云臺的轉(zhuǎn)動，紅外傳感模塊對儲罐探測成像并對探測得到的圖像進(jìn)行處理，將處理后的圖像信息傳送至視頻編碼模塊； .53.視頻編碼模塊對接收到的圖像信息進(jìn)行視頻編碼，得到高質(zhì)量的視頻信號，通過標(biāo)準(zhǔn)視頻接口輸出到視頻服務(wù)器上； .54.視頻服務(wù)器通過通訊網(wǎng)絡(luò)將視頻信號傳輸?shù)娇刂浦行摹?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種儲罐液位檢測方法，其特征在于:所述紅外傳感模塊對圖像進(jìn)行處理的方法，包含如下步驟: . 521.圖像處理芯片為探測器提供所需要的各種控制時序信號、電源和偏壓； .522.探測器對視野范圍內(nèi)的儲罐探測成像，并將圖像數(shù)據(jù)傳給圖像處理芯片； . 523.圖像處理芯片對采集到的儲罐的紅外熱圖像進(jìn)行包括非均勻校正、盲元校正、圖像濾波去噪、圖像細(xì)節(jié)增強、偽彩變換的功能處理；S24.圖像處理芯片對處理后的紅熱外圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；S25.圖像處理芯片將處理后的圖像信息經(jīng)視頻接口傳送至視頻編碼模塊。
7.所述圖像處理芯片，通過采用計數(shù)分頻的方法實現(xiàn)正確產(chǎn)生三路時序信號，以及通過采用集成Boost控制電路，為探測器提供較高偏置電壓，實現(xiàn)紅外探測器的高響應(yīng)率； 所述非均勻校正，通過兩點法與二元非線性校正法實現(xiàn)對紅外熱圖像的校正，得到校正后的圖像； 所述盲元校正，通過采用盲元補償算法，根據(jù)相鄰像素或前后幀圖像的響應(yīng)相關(guān)性對盲元位置的信息進(jìn)行預(yù)測和替代； 所述圖像濾波去噪，通過快速中值濾波和帶閾值的均值濾波實現(xiàn)對紅外熱圖像的去噪處理，得到去噪后圖像； 所述圖像細(xì)節(jié)增強，通過采用雙閾值映射、雙閾值自適應(yīng)增強算法和邊緣增強算法，對原始圖像的直方圖進(jìn)行處理，實現(xiàn)對圖像的增強功能；
所述圖像處理芯片，采用流水線ADC的設(shè)計架構(gòu)，實現(xiàn)大陣列的模擬輸出高速模數(shù)轉(zhuǎn)換。
【文檔編號】B65D90/48GK104079895SQ201410355018
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月24日
【發(fā)明者】曾衡東, 吳海寧, 殷剛 申請人:成都市晶林科技有限公司