[发明专利]一种太阳能集热场故障风险快速检测系统及方法

说明书

本发明公开了一种太阳能集热场故障风险快速检测方法，包括以下步骤；步骤一：通过设置红外热成像摄像头实时监测，经拍摄得到太阳能集热场的整体温度分布热图；步骤二：建立红外热成像摄像头与计算机之间的通讯，对集热场温度状态进行温度图像采集；步骤三：对集热场的整体温度分布热图进行预处理及区域划分，并进行特征提取得到各区域集热器故障温度场散点图；步骤四：将提取到的各区域温度场分布特征信息及相关特征参数导入太阳能集热器故障模型特征库，依次进行两次故障模型特征库的匹配分析，提高集热场故障检测效率，降低误报率与漏报率，保证太阳能集热系统的安全运行。本发明具有操作简便、无需对系统进行升级改造新增传感器的特点。

技术领域

本发明涉及大型太阳能集热场故障检测技术领域，特别涉及一种太阳能集热场故障风险快速检测方法。

背景技术

太阳能集热场是太阳能供暖系统的核心组成部分，是系统的主要能量来源。太阳能集热场内工质温度受太阳辐射强度、室外气温等气象因素影响大，时刻处于变化状态，而在太阳辐射强烈、昼夜温差大的地区，集热场工质温度波动加剧、温变速率陡增，导致集热场内流量分布不均、阻力变化大、压力波动剧烈，过热、泄露、老化、失效是太阳能集热场中集热器的频发故障。如果不能在故障发生初期甚至故障发生前检测辨别出故障源，将致使集热产能下降，严重影响系统运行性能，使太阳能供暖系统可靠性下降。所以准确快速检测、辨识、定位太阳能集热场故障是紧迫任务。

现有的供热系统、集热系统故障检测方法一般是通过监测温度、流量、压力等传感器，利用对专家知识和工程经验对系统故障的影响可能出现的趋势进行分析，将分析结果作为系统故障诊断的依据。该方法通过系统热力水力特性和物理信号关联对系统的故障进行诊断分析，其需要将电信号引入到集热器内部并与其结构材料接触，且对系统传感器数量要求多、数据采集条件要求高，要么传感器呈网状密布，要么就存在较大的系统环节盲区。当故障出现时，若故障点距监测点较远，且故障程度不大时，信号的监测会产生严重的滞后；一般情况下一类故障可能会引起多种特征参数的变化，故单一的传感器检测结果可信度不强；且新增传感器成本大。纵观目前工程应用，传感器的数据采集点位设置仅取决于是否有控制需求，点位稀少，尚难满足系统故障诊断的数据要求。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种太阳能集热场故障风险快速检测方法，该方法具有不接触待测结构物、不受被测集热场连接方式限制，可全面分析表征集热场温度场分布特征，并据此检测得到相应的故障风险，具有操作简便、无需对系统进行升级改造新增传感器的特点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种太阳能集热场故障风险快速检测系统，包括太阳能集热场本体、红外热成像摄像头及计算机处理装置；

所述红外热成像摄像头在线实时监测太阳能集热场本体，根据设定的固定时间间隔拍摄太阳能集热场的整体温度分布热图，传输至计算机处理装置，计算机处理装置对温度分布热图进行预处理及区域划分，并进行信息提取得到各区域集热器故障温度场特征信息，并与太阳能集热器典型故障模型特征库的特性信息进行匹配，从而完成太阳能集热器故障类型及故障程度的检测。

所述红外热成像摄像头设置于正对于太阳能集热场的位置，考虑到不同集热场中的各排集热器间距及倾角不一致问题，可能部分区域前排会对后排集热器存在遮挡，采用正面、必要时增加侧面的原则设置红外热成像摄像头的位置，保证每块集热器均在摄像头可监视范围内。

一种太阳能集热场故障风险快速检测方法，包括以下步骤；

步骤一：温度图像采集；

设置红外热成像摄像头实时监测，得到太阳能集热场的整体温度分布热图；

步骤二：温度图像读取；