[发明专利]一种粉尘泄漏监测装置和方法

说明书

本发明公开了一种粉尘泄漏监测装置和方法，粉尘泄漏监测装置包括：光场相机，用于记录被监测区域的光场原始图像；三维云台，设置在所述光场相机的下方，用于按设定方向进行转动来调节所述光场相机的拍摄角度，以使所述光场相机对准被监测区域；计算机，分别连接所述光场相机和所述三维云台，用于生成与所述光场原始图像对应的重聚焦图像，并基于所述重聚焦图像和所述拍摄角度确定被监测区域中粉尘泄漏点的空间坐标和粉尘泄漏的危害范围，提高了对粉尘泄漏的监测范围和监测准确度。

技术领域

本申请涉及光场成像技术领域，更具体地，涉及一种粉尘泄漏监测装置和方法。

背景技术

粉尘是工业过程中对固体物料的重要应用形式，如聚乙烯粉末、水泥粉、煤粉等。工业粉尘通常使用正压气力输送的方式，通过风粉管道进行转运。气力输送的管道容易发生磨损、进而引起粉尘泄漏，造成环境污染、引起火灾爆炸、严重危害环境与生产安全，因此针对气力输送管道的粉尘泄漏监测具有重要意义。

目前主要使用激光散射技术或图像识别技术进行粉尘泄漏监测。然而，激光散射技术具有监测范围小、只能监测一定距离的直线管段、无法定位泄漏点的缺陷；图像识别技术具有易受镜头脏污影响、监测精度低的缺陷。因此目前粉尘泄漏监测仍以工作人员现场巡检为主，上述监测技术仅作为补充参考使用。实际上，管道在三维空间中的分布较为复杂，距离长、转角多，为了实现粉尘泄漏的全流程监控，需要对风粉管道实现全覆盖，同时对泄漏位置进行定位。

因此，如何提高对粉尘泄漏的监测范围和监测准确度，是目前有待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种粉尘泄漏监测装置，用以解决现有技术中粉尘泄漏监测范围小，准确度低的技术问题。

该装置包括：

光场相机，用于记录被监测区域的光场原始图像；

三维云台，设置在所述光场相机的下方，用于按设定方向进行转动来调节所述光场相机的拍摄角度，以使所述光场相机对准被监测区域；

计算机，分别连接所述光场相机和所述三维云台，用于生成与所述光场原始图像对应的重聚焦图像，并基于所述重聚焦图像和所述拍摄角度确定被监测区域中粉尘泄漏点的空间坐标和粉尘泄漏的危害范围。

在本申请一些实施例中，所述光场相机包括：

主镜头，用于对所拍摄的场景或对象进行聚焦及一次成像；

微透镜阵列，由微小透镜以阵列形式组成，每个微小透镜的焦距与孔径相同、光轴相互平行；

图像传感器，用于对入射光进行探测、光电转换并形成数字图像信号，记录经主镜头、微透镜阵列调制后的光场原始图像；

其中，所述主镜头、所述微透镜阵列及所述图像传感器的光轴相重合，所述微透镜阵列位于所述主镜头的像面处，所述图像传感器位于微透镜阵列后方的一倍焦距处。

在本申请一些实施例中，所述拍摄角度包括俯仰角度和圆周角度，所述三维云台在俯仰方向和圆周方向的旋转中心穿过所述微透镜阵列的中心。

在本申请一些实施例中，所述空间坐标为在以所述图像传感器的中心为原点，以光轴方向为x轴建立的右手坐标系中的三维坐标。

在本申请一些实施例中，所述光场相机的外部设置有防尘护套，所述三维云台下部设置有隔振支架。

相应的，本发明还提供了一种粉尘泄漏监测方法，应用于如上所述的粉尘泄漏监测装置中，所述方法包括：

所述计算机获取所述光场相机按预设周期采集的被监测区域的光场原始图像，并基于对所述光场原始图像进行保存和解码生成聚焦于不同深度位置的一组重聚焦图像；