[发明专利]基于红外图像的矿井水仓监控报警系统

说明书

本发明公开了一种基于红外图像的矿井水仓监控报警系统，所述水仓监控报警系统通过红外图像采集设备采集水仓的红外图像数据，并对所采集的红外图像数据进行实时监测，获得水仓储水量数据，当系统通过红外图像数据监测到水仓进水量异常，发出矿井异常涌水报警和水灾报警信号。所述报警水仓监控报警系统采用非接触式红外图像监测设备，精度高、实施简单、易维护，并可对矿井突水进行报警，为井下作业人员争取宝贵的逃生和救灾时间。

技术领域

本发明涉及一种基于红外图像的矿井水仓监控报警系统，该系统涉及红外成像技术、数字图像处理技术和自动控制技术等领域。

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、顶板等事故困扰着煤矿安全生产。矿井水灾是煤矿重特大事故之一。水仓水位监测系统是矿井监控系统的重要组成部分。目前水仓水位监测设备主要包括浮漂式水位传感器、压力感应式水位传感器、超声波式水位传感器等。浮漂式水位传感器由于采用机械原理监测水位，使用寿命短，故障率高，不便维护；压力感应式水位传感器基于水压应变原理，传感器探头置于水下，如敏感器件易受水侵蚀，故障率和误报率较高；超声波式水位传感器采用超声测距原理监测水位，受超声波发射半径限制，易受注水水流、水波等环境干扰，误报率较高。因此需要一种新的故障率低、精度高、便于维护的具有水灾报警功能的水仓监控报警系统，可及时发现矿井的异常涌水，为井下作业人员争取宝贵的逃生和救灾时间，有效减少水灾引起的人员伤亡和矿山财产损失。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于红外图像的矿井水仓监控报警系统，在矿井水仓安装至少1个红外图像采集设备，用于采集水仓的红外图像数据；红外图像采集设备指向水仓水面；系统通过监测识别红外图像数据获得水仓储水量；系统连接水仓排水控制系统设备，采集监测水仓排水量数据；当系统监测到水仓储水量和水仓排水量数据符合设定条件，则发出矿井异常涌水报警或水灾报警信号。

1.所述水仓监控报警系统进一步包括：在所述水仓安装补光设备。

2.所述水仓监控报警系统进一步包括：系统对水仓储水量的识别方法包括，通过识别红外图像中水仓水面面积获得水仓储水量。

3.所述水仓监控报警系统进一步包括：系统对水仓储水量的识别方法包括，通过识别红外图像中水仓水面形状获得水仓储水量。

4.所述水仓监控报警系统进一步包括：系统对水仓储水量的识别方法包括，通过红外图像中固定标志与水仓水面位置的识别获得水仓储水量。

5.所述水仓监控报警系统进一步包括：系统使用前，先进行系统初始化，初始化过程为遍历包括水仓排空和蓄满的所有水位过程，在此过程中系统记录水仓储水量，同时记录不同储水量所对应的红外图像不同水面特征数据，水面特征数据包括水面面积、水面形状、或水仓内固定标志与水仓水面位置关系；系统工作时，系统通过红外图像数据监测识别得到水面特征数据，将水面特征数据与初始化时所存储水面特征数据进行比对，获得水仓储水量。

6.所述水仓监控报警系统进一步包括：矿井异常涌水报警及水灾报警过程包括以下步骤，根据设定的间隔时间T采集水仓储水量和排水量数据，监测水仓的进水量L变化，进水量L＝(C_i-C_i-1)+P，式中C_i为本次监测所采集的水仓储水量数据，C_i-1为上一次监测所采集水仓储水量数据，P为本次监测与上一次监测的间隔时间T内的排水总量，如单位时间进水量超过设定阈值N₁，则发出矿井异常涌水报警信号；如单位时间进水量超过设定阈值N₂，则发出矿井水灾报警信号；其中N₂＞N₁。

7.所述水仓监控报警系统进一步包括：系统监测水仓储水量数据，根据水仓储水量数据控制排水设备工作。

8.所述水仓监控报警系统进一步包括：系统监测水仓储水量数据，当水仓储水量超过设定满仓报警阈值，则发出满仓报警信号。