[发明专利]基于红外图像的矿井爆炸监测报警系统

说明书

本发明公开了一种基于红外图像的矿井爆炸监测报警系统，所述爆炸监测报警系统通过在井下安装红外图像采集设备和环境监测设备，采集矿井下现场红外图像和环境数据，通过监测红外图像中异常高温区域面积、温度、环境数据变化等特征识别，并结合设备工作状态判别进行爆炸报警。所述爆炸监测报警系统充分考虑了矿井爆炸的特征特点，实施简单，可快速准确地对煤矿井下爆炸进行自动报警，为井下遇险人员争取宝贵的救援和逃生时间。

技术领域

本发明涉及一种基于红外图像的矿井爆炸监测报警系统，该系统涉及红外测温技术、数字图像处理技术和传感器技术等领域。

背景技术

煤炭是我国主要能源，约占一次能源70％。煤炭行业是高危行业，瓦斯、水灾、火灾、顶板、煤尘等事故困扰着煤矿安全生产，我国煤矿重特大事故中瓦斯事故死亡人数占总死亡人数的66.5％。瓦斯爆炸和煤尘爆炸等事故，由于创伤和烧伤造成人员死亡人数不足20％，一氧化碳中毒窒息死亡人数达80％多。因此，能够第一时间对井下爆炸灾害进行报警，是及时进行应急救援，挽救井下遇险人员生命的重要保障。目前，矿井安全监测监控系统主要监测瓦斯浓度、风速、风向等，无爆炸灾害自动报警功能；矿井爆炸事故靠人工发现，发现和处置不及时，耽误了宝贵的逃生和救援时间，造成大量人员伤亡。因此，急需矿井爆炸自动报警方法，快速、准确自动发现爆炸事故并报警，为及时进行灾害处置和应急救援提供技术保障。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于红外图像的矿井爆炸监测报警系统，在煤矿井下安装至少一个红外图像采集设备和至少一个环境数据监测设备；系统监测红外视频图像数据和环境数据，根据监测区域内的高温区域面积、高温区域面积增长速度、高温区域最高温度、高温区域温度分布特征、高温区域最高温度变化速度、环境数据、红外图像采集设备工作状态、环境数据监测设备工作状态发出爆炸报警；监测过程包括：

a.当监测到红外图像中超过设定温度阈值C₁的连通像素点的数目M₁超过设定阈值M_A，则进入一级预警状态发出一级预警信号，同时执行步骤i；

b.当监测到红外图像中超过设定温度阈值C₂的连通像素点的数目M₂超过设定阈值M_B，则进入一级预警状态发出一级预警信号，同时执行步骤i；其中C₂满足C₂＞C₁，M_B满足M_B＜M_A；

c.当监测到红外图像采集设备工作异常，则进入红外图像采集设备故障报警状态并发出红外图像采集设备故障报警信号，同时执行步骤h；

d.当监测到红外图像中超过设定温度阈值C₁的连通像素点的数目M₁超过设定阈值M_C，则记录当前最高温度C_M，记录M₁当前值为M_T，并进入二级预警状态并发出二级预警信号，执行步骤f和步骤g；其中M_C满足M_C＜M_A；

e.当监测到红外图像中超过设定温度阈值C₃的连通像素点的数目M₃超过设定阈值M_D，且超过设定温度阈值C_H的连通像素点数目M_H满足且M_H的所有像素点位于高温区域中部，则记录当前最高温度C_M，并记录M₃当前值为M_T，并进入二级预警状态并发出二级预警信号，执行步骤f和步骤g，其中C_H满足C_H＞C₃，C₃满足C₃＜C₁，M_D满足M_D＜M_B，Z_H为设定阈值；