CN115853817B - 用于风机变频节能安全防护的视频判断*** - Google Patents
用于风机变频节能安全防护的视频判断*** Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种用于风机变频节能安全防护的视频判断***，包括：风量检测机构，用于检测风机的当前风量；曲线分析机构，用于基于风量检测机构分时检测的各份当前风量获取实地风量曲线图，以及从风机的变频节能机构内获取预存的理想风量曲线图，对二种曲线图的拟合效果进行判断以确定对应的风量调节性能等级；覆盖分析器件，用于基于各个油体像素点的参考景深值、各个油体像素点的总数以及成像焦距确定油体分布面积。本发明的用于风机变频节能安全防护的视频判断***节能环保、运行稳定。由于能够对变频节能式风机进行变频节能性能以及轴承机油渗出过量的针对性检测，从而提升了风机管控的智能化水准，维护了风机的变频节能等级。
Description
技术领域
本发明涉及风机节能领域，尤其涉及一种用于风机变频节能安全防护的视频判断***。
背景技术
大多数风机在使用过程中都存在大马拉小车的现象，加之因生产、工艺等方面的变化，需要经常调节气体的流量、压力、温度等；许多单位仍然采用落后的调节档风板或阀门开启度的方式来调节气体的流量、压力、温度等。这实际上是通过人为增加阻力的方式，并以浪费电能和金钱为代价来满足工艺和工况对气体流量调节的要求。这种落后的调节方式，不仅浪费了宝贵的能源，而且调节精度差，很难满足现代化工业生产及服务等方面的要求，负面效应十分严重。
风机变频设备是为各类风机量身定制的一种专用型变频设备。采用变频调速控制装置，通过改变风机的转速，从而改变风机风量以适应生产工艺的需要，而且运行能耗最省，综合效益最高。所以变频调速是高效的调速方案，它可以实现风机的无级调速，并且可以方便的组成闭环控制***、实现恒压或恒流量的控制。
例如应用在燃气领域，申请公布号为CN115370602A的发明公开了一种燃气轮机转子冷却空气冷却器送风机变频***，包括变频柜体，变频柜体内安装变频器、工频接触器、变频隔离接触器和控制电路，送风机电机分别与变频器、工频接触器连接，构成变频和工频回路，控制电路包括变频、工频运行控制回路，变频运行、工频运行控制回路通过工频/变频控制切换开关切换，变频运行控制回路和工频运行控制回路内均设有两个并联的就地控制支路和远程控制支路，远程TCS***获取转子冷却空气冷却器中冷却空气温度，通过PID调节器调节后在对变频器进行频率调整。该发明可实现送风机电机的工频、变频运行，可进行远程和就地操作，通过远程TCS***的PID调节器，可实现对变频器频率的自动调整，将转子冷却控制在适宜温度。
中南大学也提出了相关技术方案，分别公布在2篇专利文件中。其中申请公布号为CN115203861A的发明公布是“多级机站通风***风机变频优化方法、装置及设备”，该方法包括：获取多级机站通风***的通风网络模型；基于通风网络解算方法对通风网络模型进行风量分配计算，并基于风量分配计算结果调整通风网络模型，直至通风网络模型中风机的模拟工况与实际工况匹配；基于井下通风风量需求和多级机站通风***对应的设定优化模型，生成至少一个待选的风机变频调控方案；基于至少一个待选的风机变频调控方案与井下通风风量需求，确定最佳的风机变频调控方案；其中，设定优化模型为多目标的混合整数线性规划模型。如此，可以实现多级机站通风***的智能变频调控，此外，还可以极大地提高风机变频调控方案的求解性能。以及申请公布号为CN115186510A的发明公布是“多级机站通风***风机变频调控方法、装置及设备”，该方法包括：获取多级机站通风***的通风网络模型；基于通风网络解算方法对通风网络模型进行风量分配计算，并基于风量分配计算结果调整通风网络模型，直至通风网络模型中风机的模拟工况与实际工况匹配；基于井下通风风量需求和多级机站通风***对应的设定优化模型，生成至少一个待选的风机变频调控方案；基于至少一个待选的风机变频调控方案与井下通风风量需求，确定最佳的风机变频调控方案。如此，可以实现多级机站通风***的智能变频调控，满足无人值守的控制需求。
然而，现有技术中缺乏对风机变频设备的变频效果的针对性分析机制，导致使用过程中管理人员不确定是否需要对风机变频设备进行调节以改善变频节能效果；同时，对于工作在野外等无人管理的室外环境的风机，在其轴承机油渗出过量的情况下，对风机的工作性能造成不利影响，严重下会造成风机运行故障，现有技术中同样缺乏相应的无人化监控维护机制。
发明内容
为了解决相关领域的技术问题，本发明提供了一种用于风机变频节能安全防护的视频判断***，能够对设置有变频节能机构的风机进行变频节能性能以及轴承机油渗出过量的针对性检测，从而提升风机管控的智能化水准，维护了风机的变频节能等级，降低了各项风机故障以及事故发生的可能性。
根据本发明的一方面，提供了一种用于风机变频节能安全防护的视频判断***，所述***包括：
变频节能机构，设置在风机内，包括交-直-交变频器，用于将交流整流成直流，再通过逆变器逆变成所需要的频率的交流，以对风机执行转速的变频控制，改变风机的当前风量；
风量检测机构，设置在风机的吹风口的对面，用于检测所述风机的当前风量；
曲线分析机构，分别与所述变频节能机构和所述风量检测机构连接，用于基于所述风量检测机构分时检测的所述风机的各个时刻分别对应的各份当前风量获取实地风量曲线图，以及从所述变频节能机构内获取预存的理想风量曲线图，对二种曲线图的拟合效果进行判断以确定对应的风量调节性能等级；
轴承采集机构，设置在所述风机的轴承的正上方，用于对所述轴承的工作场景执行视觉采集处理，以获得对应的工作场景图像；
内容强化器件，与所述轴承采集机构连接，用于对接收到的工作场景图像顺序执行伽马校正操作、应用对数变换的图像内容增强操作以及应用高通滤波的图像内容锐化操作，以获得对应的顺序强化图像；
覆盖分析器件，与所述内容强化器件连接，用于检测所述顺序强化图像中油体占据的各个像素点以作为各个油体像素点，基于各个油体像素点的参考景深值、各个油体像素点的总数以及所述轴承采集机构的成像焦距确定对应的油体分布面积；
报警执行器件，与所述覆盖分析器件连接，用于在接收到的油体分布面积大于等于设定面积限量时，发出溢出过量报警信号；
其中，所述报警执行器件还用于在接收到的油体分布面积小于所述设定面积限量时，发出溢出正常信号；
其中，所述各个油体像素点的参考景深值为所述各个油体像素点分别对应的各个景深值的中间值。
本发明的用于风机变频节能安全防护的视频判断***节能环保、运行稳定。由于能够对变频节能式风机进行变频节能性能以及轴承机油渗出过量的针对性检测，从而提升了风机管控的智能化水准，维护了风机的变频节能等级。
附图说明
以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述。
图1为根据本发明各实施方案示出的用于风机变频节能安全防护的视频判断***的部分结构示意图。
图2为根据本发明实施方案A示出的用于风机变频节能安全防护的视频判断***的部分结构示意图。
图3为根据本发明实施方案B示出的用于风机变频节能安全防护的视频判断***的部分结构示意图。
图4为根据本发明实施方案C示出的用于风机变频节能安全防护的视频判断***的部分结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的用于风机变频节能安全防护的视频判断***的实施方案进行详细说明。
实施方案A
图1和图2为根据本发明实施方案A示出的用于风机变频节能安全防护的视频判断***的结构示意图，所述***包括：
变频节能机构，设置在风机内，包括交-直-交变频器，用于将交流整流成直流，再通过逆变器逆变成所需要的频率的交流，以对风机执行转速的变频控制，改变风机的当前风量；
风量检测机构，设置在风机的吹风口的对面，用于检测所述风机的当前风量；
曲线分析机构，分别与所述变频节能机构和所述风量检测机构连接，用于基于所述风量检测机构分时检测的所述风机的各个时刻分别对应的各份当前风量获取实地风量曲线图，以及从所述变频节能机构内获取预存的理想风量曲线图，对二种曲线图的拟合效果进行判断以确定对应的风量调节性能等级；
示例地，所述曲线分析机构还包括FLASH存储芯片，用于存储所述实地风量曲线图、所述理想风量曲线图以及确定的对应的风量调节性能等级；
轴承采集机构，设置在所述风机的轴承的正上方，用于对所述轴承的工作场景执行视觉采集处理，以获得对应的工作场景图像；
内容强化器件，与所述轴承采集机构连接，用于对接收到的工作场景图像顺序执行伽马校正操作、应用对数变换的图像内容增强操作以及应用高通滤波的图像内容锐化操作，以获得对应的顺序强化图像；
覆盖分析器件，与所述内容强化器件连接，用于检测所述顺序强化图像中油体占据的各个像素点以作为各个油体像素点，基于各个油体像素点的参考景深值、各个油体像素点的总数以及所述轴承采集机构的成像焦距确定对应的油体分布面积；
报警执行器件，与所述覆盖分析器件连接，用于在接收到的油体分布面积大于等于设定面积限量时，发出溢出过量报警信号；
示例地，所述报警执行器件可以为光学报警器件、声学报警器件或者声光报警器件中的一种，用于在接收到的油体分布面积大于等于设定面积限量时，发出溢出过量报警信号；
其中，所述报警执行器件还用于在接收到的油体分布面积小于所述设定面积限量时，发出溢出正常信号；
其中，所述各个油体像素点的参考景深值为所述各个油体像素点分别对应的各个景深值的中间值。
实施方案B
图1和图3为根据本发明实施方案B示出的用于风机变频节能安全防护的视频判断***的结构示意图。
如图1和图3所示，本发明实施方案B示出的用于风机变频节能安全防护的视频判断***可以包括：
变频节能机构，设置在风机内，包括交-直-交变频器，用于将交流整流成直流，再通过逆变器逆变成所需要的频率的交流，以对风机执行转速的变频控制，改变风机的当前风量；
风量检测机构，设置在风机的吹风口的对面，用于检测所述风机的当前风量；
曲线分析机构，分别与所述变频节能机构和所述风量检测机构连接，用于基于所述风量检测机构分时检测的所述风机的各个时刻分别对应的各份当前风量获取实地风量曲线图，以及从所述变频节能机构内获取预存的理想风量曲线图，对二种曲线图的拟合效果进行判断以确定对应的风量调节性能等级；
轴承采集机构，设置在所述风机的轴承的正上方，用于对所述轴承的工作场景执行视觉采集处理，以获得对应的工作场景图像；
内容强化器件，与所述轴承采集机构连接，用于对接收到的工作场景图像顺序执行伽马校正操作、应用对数变换的图像内容增强操作以及应用高通滤波的图像内容锐化操作，以获得对应的顺序强化图像；
覆盖分析器件，与所述内容强化器件连接，用于检测所述顺序强化图像中油体占据的各个像素点以作为各个油体像素点，基于各个油体像素点的参考景深值、各个油体像素点的总数以及所述轴承采集机构的成像焦距确定对应的油体分布面积；
报警执行器件，与所述覆盖分析器件连接，用于在接收到的油体分布面积大于等于设定面积限量时，发出溢出过量报警信号；
频分通信器件，与所述覆盖分析器件连接，用于在接收到的油体分布面积大于等于设定面积限量时，将溢出过量信息通过频分双工通信链路无线发送到远端的风机管理服务器；
替换地，可以采用时分通信器件，与所述覆盖分析器件连接，用于在接收到的油体分布面积大于等于设定面积限量时，将溢出过量信息通过时分双工通信链路无线发送到远端的风机管理服务器。
实施方案C
图1和图4为根据本发明实施方案C示出的用于风机变频节能安全防护的视频判断***的结构示意图。
如图1和图4所示，本发明实施方案C示出的用于风机变频节能安全防护的视频判断***可以包括：
变频节能机构，设置在风机内，包括交-直-交变频器，用于将交流整流成直流，再通过逆变器逆变成所需要的频率的交流，以对风机执行转速的变频控制，改变风机的当前风量；
风量检测机构，设置在风机的吹风口的对面，用于检测所述风机的当前风量；
曲线分析机构，分别与所述变频节能机构和所述风量检测机构连接，用于基于所述风量检测机构分时检测的所述风机的各个时刻分别对应的各份当前风量获取实地风量曲线图，以及从所述变频节能机构内获取预存的理想风量曲线图，对二种曲线图的拟合效果进行判断以确定对应的风量调节性能等级；
轴承采集机构，设置在所述风机的轴承的正上方，用于对所述轴承的工作场景执行视觉采集处理，以获得对应的工作场景图像；
内容强化器件，与所述轴承采集机构连接，用于对接收到的工作场景图像顺序执行伽马校正操作、应用对数变换的图像内容增强操作以及应用高通滤波的图像内容锐化操作，以获得对应的顺序强化图像；
覆盖分析器件，与所述内容强化器件连接，用于检测所述顺序强化图像中油体占据的各个像素点以作为各个油体像素点，基于各个油体像素点的参考景深值、各个油体像素点的总数以及所述轴承采集机构的成像焦距确定对应的油体分布面积；
报警执行器件，与所述覆盖分析器件连接，用于在接收到的油体分布面积大于等于设定面积限量时，发出溢出过量报警信号；
频分通信器件，与所述覆盖分析器件连接，用于在接收到的油体分布面积大于等于设定面积限量时，将溢出过量信息通过频分双工通信链路无线发送到远端的风机管理服务器；
风机管理服务器，与多个频分通信器件无线连接，每一个频分通信器件对应一个设置有变频节能机构的风机；
替换地，所述风机管理服务器与多个时分通信器件无线连接，每一个时分通信器件对应一个设置有变频节能机构的风机。
接着，继续对本发明的用于风机变频节能安全防护的视频判断***的具体结构进行进一步的说明。
根据本发明任一实施方案的用于风机变频节能安全防护的视频判断***中：
检测所述顺序强化图像中油体占据的各个像素点以作为各个油体像素点，基于各个油体像素点的参考景深值、各个油体像素点的总数以及所述轴承采集机构的成像焦距确定对应的油体分布面积包括：基于油体的颜色成像特征检测所述顺序强化图像中油体占据的各个像素点以作为各个油体像素点；
其中，基于油体的颜色成像特征检测所述顺序强化图像中油体占据的各个像素点以作为各个油体像素点包括：将所述顺序强化图像中具有的颜色通道数值与油体的颜色成像特征对应的颜色通道数值分布范围匹配的像素点作为单个油体像素点。
根据本发明任一实施方案的用于风机变频节能安全防护的视频判断***中：
检测所述顺序强化图像中油体占据的各个像素点以作为各个油体像素点，基于各个油体像素点的参考景深值、各个油体像素点的总数以及所述轴承采集机构的成像焦距确定对应的油体分布面积还包括：确定的对应的油体分布面积与各个油体像素点的参考景深值单调正向关联；
其中，检测所述顺序强化图像中油体占据的各个像素点以作为各个油体像素点，基于各个油体像素点的参考景深值、各个油体像素点的总数以及所述轴承采集机构的成像焦距确定对应的油体分布面积还包括：确定的对应的油体分布面积与各个油体像素点的总数单调正向关联；
其中，检测所述顺序强化图像中油体占据的各个像素点以作为各个油体像素点，基于各个油体像素点的参考景深值、各个油体像素点的总数以及所述轴承采集机构的成像焦距确定对应的油体分布面积还包括：确定的对应的油体分布面积与所述轴承采集机构的成像焦距单调正向关联。
根据本发明任一实施方案的用于风机变频节能安全防护的视频判断***中：
基于所述风量检测机构分时检测的所述风机的各个时刻分别对应的各份当前风量获取实地风量曲线图，以及从所述变频节能机构内获取预存的理想风量曲线图，对二种曲线图的拟合效果进行判断以确定对应的风量调节性能等级包括：二种曲线图的拟合效果判断二者曲线图越接近，确定的对应的风量调节性能等级越高；
其中，基于所述风量检测机构分时检测的所述风机的各个时刻分别对应的各份当前风量获取实地风量曲线图，以及从所述变频节能机构内获取预存的理想风量曲线图，对二种曲线图的拟合效果进行判断以确定对应的风量调节性能等级还包括：对每一个时刻二种曲线图分别对应的数值进行差值计算后的绝对值处理，以获得每一个时刻对应的绝对值，将各个时刻分别对应的各个绝对值进行去除最值的均值计算，以获得参考绝对值均值，基于参考绝对值均值确定对应的风量调节性能等级；
其中，对每一个时刻二种曲线图分别对应的数值进行差值计算后的绝对值处理，以获得每一个时刻对应的绝对值，将各个时刻分别对应的各个绝对值进行去除最值的均值计算，以获得参考绝对值均值，基于参考绝对值均值确定对应的风量调节性能等级包括：参考绝对值均值越小，确定的对应的风量调节性能等级越高。
另外，在所述用于风机变频节能安全防护的视频判断***中，对每一个时刻二种曲线图分别对应的数值进行差值计算后的绝对值处理，以获得每一个时刻对应的绝对值，将各个时刻分别对应的各个绝对值进行去除最值的均值计算，以获得参考绝对值均值，基于参考绝对值均值确定对应的风量调节性能等级还包括：采用数值对应公式表示参考绝对值均值与其对应的风量调节性能等级的关联关系。
根据本发明各实施方案可以看出，本发明显著的实质性特点体现为：
（1）基于风量检测机构分时检测的风机的各个时刻分别对应的各份当前风量获取实地风量曲线图，以及从风机设置的变频节能机构内获取预存的理想风量曲线图，对二种曲线图的拟合效果进行判断以确定对应的风量调节性能等级，从而实现对风机变频节能性能的针对性评估；
（2）采用定制的智能分析模式对风机轴承的油体覆盖面积进行测量，并在测量到的油体覆盖面积超限时，执行相应的报警操作以避免设置有变频节能机构的风机的性能下降；
（3）基于各个油体像素点的参考景深值、各个油体像素点的总数以及轴承采集机构的成像焦距确定对应的油体分布面积，从而实现了对风机轴承的油体覆盖面积的智能分析。
在上文中，尽管本公开讨论了本发明的实施例和附图，但是本发明不限于此，而是在不脱离所附权利要求中要求保护的本公开的精神和范围的情况下可以由本公开所属领域的技术人员进行各种不同的修改和改变。
Claims (8)
1.一种用于风机变频节能安全防护的视频判断***，其特征在于，所述***包括：
变频节能机构，设置在风机内，包括交-直-交变频器，用于将交流整流成直流，再通过逆变器逆变成所需要的频率的交流，以对风机执行转速的变频控制，改变风机的当前风量；
风量检测机构，设置在风机的吹风口的对面，用于检测所述风机的当前风量；
曲线分析机构，分别与所述变频节能机构和所述风量检测机构连接，用于基于所述风量检测机构分时检测的所述风机的各个时刻分别对应的各份当前风量获取实地风量曲线图，以及从所述变频节能机构内获取预存的理想风量曲线图，对二种曲线图的拟合效果进行判断以确定对应的风量调节性能等级；
其中，二种曲线图的拟合效果判断二者曲线图越接近，确定的对应的风量调节性能等级越高；
其中，对每一个时刻二种曲线图分别对应的数值进行差值计算后的绝对值处理，以获得每一个时刻对应的绝对值，将各个时刻分别对应的各个绝对值进行去除最值的均值计算，以获得参考绝对值均值，基于参考绝对值均值确定对应的风量调节性能等级；
其中，参考绝对值均值越小，确定的对应的风量调节性能等级越高；
其中，采用数值对应公式表示参考绝对值均值与其对应的风量调节性能等级的关联关系；
轴承采集机构，设置在所述风机的轴承的正上方，用于对所述轴承的工作场景执行视觉采集处理，以获得对应的工作场景图像；
内容强化器件，与所述轴承采集机构连接，用于对接收到的工作场景图像顺序执行伽马校正操作、应用对数变换的图像内容增强操作以及应用高通滤波的图像内容锐化操作，以获得对应的顺序强化图像；
覆盖分析器件，与所述内容强化器件连接，用于检测所述顺序强化图像中油体占据的各个像素点以作为各个油体像素点，基于各个油体像素点的参考景深值、各个油体像素点的总数以及所述轴承采集机构的成像焦距确定对应的油体分布面积；
报警执行器件，与所述覆盖分析器件连接，用于在接收到的油体分布面积大于等于设定面积限量时，发出溢出过量报警信号；
其中，所述报警执行器件还用于在接收到的油体分布面积小于所述设定面积限量时，发出溢出正常信号；
其中，所述各个油体像素点的参考景深值为所述各个油体像素点分别对应的各个景深值的中间值。
2.如权利要求1所述的用于风机变频节能安全防护的视频判断***，其特征在于，所述***还包括：
频分通信器件，与所述覆盖分析器件连接，用于在接收到的油体分布面积大于等于设定面积限量时，将溢出过量信息通过频分双工通信链路无线发送到远端的风机管理服务器。
3.如权利要求2所述的用于风机变频节能安全防护的视频判断***，其特征在于，所述***还包括：
风机管理服务器，与多个频分通信器件无线连接，每一个频分通信器件对应一个设置有变频节能机构的风机。
4.如权利要求1-3任一所述的用于风机变频节能安全防护的视频判断***，其特征在于：
检测所述顺序强化图像中油体占据的各个像素点以作为各个油体像素点，基于各个油体像素点的参考景深值、各个油体像素点的总数以及所述轴承采集机构的成像焦距确定对应的油体分布面积包括：基于油体的颜色成像特征检测所述顺序强化图像中油体占据的各个像素点以作为各个油体像素点。
5.如权利要求4所述的用于风机变频节能安全防护的视频判断***，其特征在于：
基于油体的颜色成像特征检测所述顺序强化图像中油体占据的各个像素点以作为各个油体像素点包括：将所述顺序强化图像中具有的颜色通道数值与油体的颜色成像特征对应的颜色通道数值分布范围匹配的像素点作为单个油体像素点。
6.如权利要求1-3任一所述的用于风机变频节能安全防护的视频判断***，其特征在于：
检测所述顺序强化图像中油体占据的各个像素点以作为各个油体像素点，基于各个油体像素点的参考景深值、各个油体像素点的总数以及所述轴承采集机构的成像焦距确定对应的油体分布面积还包括：确定的对应的油体分布面积与各个油体像素点的参考景深值单调正向关联。
7.如权利要求6所述的用于风机变频节能安全防护的视频判断***，其特征在于：
检测所述顺序强化图像中油体占据的各个像素点以作为各个油体像素点，基于各个油体像素点的参考景深值、各个油体像素点的总数以及所述轴承采集机构的成像焦距确定对应的油体分布面积还包括：确定的对应的油体分布面积与各个油体像素点的总数单调正向关联。
8.如权利要求7所述的用于风机变频节能安全防护的视频判断***，其特征在于：
检测所述顺序强化图像中油体占据的各个像素点以作为各个油体像素点，基于各个油体像素点的参考景深值、各个油体像素点的总数以及所述轴承采集机构的成像焦距确定对应的油体分布面积还包括：确定的对应的油体分布面积与所述轴承采集机构的成像焦距单调正向关联。
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