[发明专利]基于阵列光栅的油罐表面温度场图像火灾监测方法

说明书

本发明公开了一种基于阵列光栅的油罐表面温度场图像火灾监测方法，通过敷设于油罐表面的阵列光栅感温光缆采集整个探测区域的温度信号，在各个时间段内记录全段温度信号矩阵，绘制温度场图像，并对温度场图像处理为前景和后景部分，通过对温度场图像后景处理得到基准温度序列，查找空间‑时间温度场图像是否存在达到高温阈值的区域，若存在，发出高温报警；通过设定升温阈值判断是否超过奇异区域，进行升温报警。本监测方法，有效抑制由测温光缆敷设位置、环境不同引入的温度差异造成的干扰，避免油罐表面温度受太阳辐射、油品物性等因素影响造成升温报警的误判，使得对油罐表面的温度异常变化的监测更加精准。

技术领域

本发明涉及阵列光栅感温领域，尤其涉及一种基于阵列光栅的油罐表面温度场图像火灾监测方法。

背景技术

感温式火灾探测是一种油罐火灾早期探测和预报的方法，这种方法实时监测油罐表面温度，在温度异常变化或温度到达火警阈值时发出报警。阵列光栅温度传感器具有电绝缘、抗电磁干扰、耐腐蚀、灵敏度高、测温精度高、使用寿命长、易于组网等优点，非常适合用于油罐火灾监测。目前光栅感温油罐火灾报警系统采用的报警方法是升温报警和高温报警，当系统监测到某探测位置在前一时段内的温度上升超过升温阈值时，发出升温报警信号；某探测位置的温度值超过高温阈值时，发出高温报警信号。

但是此报警方法没有充分利用阵列光栅传感技术分布式测量的优势来分析温度场的空间信息，即当油罐表面的温度受太阳辐射、油品物性等因素影响时，容易出现升温报警的误判，并且由于温度传感光缆敷设位置环境的不同，其基准温度也会在空间上呈缓变的趋势，因此高温报警也不宜采用统一的阈值。

发明内容

本发明提供一种基于阵列光栅的油罐表面温度场图像火灾监测方法，简单有效，有效抑制由测温光缆敷设位置、环境不同引入的温度差异造成的干扰，避免油罐表面温度受太阳辐射、油品物性等因素影响造成升温报警的误判，使得对油罐表面的温度异常变化的监测更加精准。

为实现上述目的，本一种基于阵列光栅的油罐表面温度场图像火灾监测方法，具体包括以下步骤：

步骤1，将阵列光栅感温光缆作为温度传感器，敷设于油罐表面，阵列光栅感温光缆中的各个探测单元用于探测整个区域的温度信号；

将各个时刻采集到的数据进行拼接，得到t秒内的全段温度信号矩阵，根据全段温度信号矩阵绘制温度场图像，温度场图像中矩阵横轴方向表示空间距离，矩阵纵轴方向表示时间，形成空间-时间温度场图像以及相应矩阵；

步骤2，对温度场图像进行处理，分为前景和后景部分；

步骤3，再将温度场图像后景部分作为此段时间的基准温度，计算每列的均值，得到基准温度序列；

步骤4，将基准温度序列加设定值Thigh作为此时的高温阈值，查找空间-时间温度场图像是否存在达到高温阈值的区域，若存在，统计此区域的空间涵盖范围，发出高温报警；

步骤5，对温度场图像前景部分做Blob检测，将基准温度序列加设定值Trise作为此时的升温阈值，对于Blob检测得到的奇异区域，若存在大小超过阈值异常升温区域阈值TminArea、温度超过升温阈值的奇异区域，则统计此区域的空间涵盖范围，发出升温报警。

进一步的，步骤2中对温度场图像先进行顶帽变换处理，再用OTSU算法提取全局阈值，分为前景和后景部分。

进一步的，OTSU算法步骤具体为：