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防火红外测量技术 — 尽早发现火情

应用案例

防火红外测量技术 — 尽早发现火情

就防火问题而言,速度是最重要的衡量标准。这不仅仅只适用于消防工作。越早发现出现的火灾,及时采取对策将造成的损失降低至最小程度的可能性就越大。可借助红外测量技术尽早发现火情。实现这种系统的 IRIS GmbH 采用 Optris 的红外热像仪。

温度高于绝对零点 (-273.15 °C) 的每个物体都会在表面发出所谓的自身辐射,即与自身温度成比例的电磁辐射。可用于测量温度的红外辐射是这种辐射其中一部分。可以利用现代传感器技术实现所需摄像头技术,由于这些摄像头具有 40 mK 的高热敏性,因而能够检测到最小温度差。但是它们不会生成物体图像(就像人眼捕捉物体那样),而是生成一个热图像,为每个像点确定温度。这种热图像的伪彩色成像在许多应用中都非常有用 — 从工业过程控制到电子技术设备的维护,都可通过接触点上的高温暴露出故障问题。

用红外热像仪进行早期火情探测

IRIS GmbH 开发了一种特殊的早期火情探测系统,该系统获得了非常成功的应用。该公司在吕讷堡和维尔夫斯设有工厂,从事工业计量已有 28 年历史,提供来自不同制造商的计量产品的全面组合。其中,通过红外测量技术实现非接触温度测量是工作重点之一。自 2003 年以来,该公司一直与 Optris GmbH 保持着长期合作关系,销售其产品。

红外测量技术在防火方面具有特殊优势,IRIS 董事总经理 Kirsten Köhn 解释道:“通过使用仍低于点火温度的温度阈值可以尽早检测到火情。”这样便可以在实际出现火灾之前凭借着上升的温度探测到可能发生的火灾。该公司开发的 IRIScan FS 系统基于经过工业验证的 Optris 红外热像仪,正是按照此原理进行工作的。作为系统一部分的 IRISvisual 软件可以评估热图像并实时定位热危险源。

在图像区内,确定相应的最高温度。如果超过预设阈值,系统将触发警告或报警。“我们的系统多级可调的警告和报警阈值开展工作。”Köhn 说道,“根据应用情况而定,在 70 或 80 摄氏度的温度下就已经触发了第一条警告。”

然后,用户可以在红外图像上快速定位并检查相应位置。在许多情况下,可以借此及时防止起火。

IRIS 已将这种早期火情探测解决方案首次应用于垃圾掩体领域。Kirsten Köhn 回忆道:“可以说,这就是我们在这一领域业务的起源。”该系统的其他典型应用领域包括:例如造纸、轮胎和纺织工业的仓库、回收工厂或生物质工厂。IRIS 也已经安装了 IRIScan FS 来监控隧道系统。该系统通常可用于无法采用传统火灾探测方法进行探测的许多区域。例如,环境空气中大量烟雾或灰尘污染对该方法没有影响,因为在恶劣环境中使用自动吹扫附件可以有效地保持红外热像仪的光学元件清洁。

用户友好型系统

Optris红外热像仪产生热图像,显示临界温度。图片:IRIS GmbH
Optris红外热像仪产生热图像,显示临界温度。图片:IRIS GmbH

火情探测系统 IRIScan FS 具有模块化结构,并且具有高度的用户友好性。IRISvisual 软件可控制所有功能,可以灵活地根据具体要求调整不同的报警级别。除了上面提到的用于输出第一个警告的温度阈值外,还可以设置其他阈值,在达到这些阈值时,企业领导人可以直接向工厂消防队发出报警。

一旦软件识别出已超过临界温度阈值,便会直接在 PC 上以可视和可听的方式向用户显示报警。同时,软件记录当前的红外图像或视频。该系统可以灵活地匹配客户需求:例如可以通过网络或通过电子邮件或短消息在现场、在控制室中发出报警和状态信息。

根据扩展等级而定,可以仅使用一台或几台红外热像仪。如果要监控更大的区域,则将其安装在云台上。然后它便系统地扫描整个监控区域。软件接着将在摆动过程中拍摄的图形组合成一张整图。该系统还可以选配一个额外的彩色 CCD 摄像头,用于记录常规视频图像。在发生报警时,这样就更容易识别出测量到的高温区域。用户还可以从控制计算机手动控制云台,以仔细观察某个区域。

可靠的红外热像仪是关键组件

Software IRISvisual
借助灵活的IRISvisual软件,可以将温度阈值可以很容易地设置。如果超过了多级温度阈值,系统将自动触发相应的警报

除智能且灵活的软件外,所使用的红外热像仪是 IRIScan FS 系统的核心。为此,通常使用的是德国制造商 Optris 的红外热像仪。通过集成的 USB 接口完全可以将 Optris 的红外热像仪连接到高级硬件和控制计算机。如果 PC 和热成像仪之间的距离超过 20 米,可以使用带有后置以太网连接的 USB 服务器予以克服。根据相应系统的要求而定,IRIS 选择合适的红外热像仪。“我们可以在 Optris 公司选择种类繁多的不同设备,因此我们可以在各种情况下都选择最佳分辨率和合适的镜头。” Kirsten Köhn 这样评价这家供应商的优势。IRIS 也直接从制造商购买配件。根据环境条件而定,红外热像仪会配备防风雨外壳或冷却外壳。由于红外热像仪非常紧凑,因此可以轻松集成到应用环境中。根据 Köhn 的说法,选择供应商的另一个重要标准是可靠性:“我们对 Optris 的质量深信不疑 — 过去我们很少出现故障。”因此,很少需要在已安装的 IRIScan FS 系统中进行检修服务部署。“总而言之,我们在与 Optris 的合作方面一直体验良好,该公司还可提供无与伦比的性价比。” Kirsten Köhn 总结道。

系统的进一步发展

IRIS 对早期火情探测系统的当前功能并不满意。因此仍在不断地开发软件。自上次开发以来,集成了一项对象识别功能。最常见的误报警是由车辆的高温部件引起的,例如叉车的排气系统。最新版本中的对象识别功能可以识别叉车,并确保不会触发报警。有了这样的功能和其他新功能,IRIS 希望系统的应用能够更加简单,并希望将系统扩展到其他领域。

作者

Dipl.-Bw. Kirsten Köhn, CEO IRIS GmbH
与……合作
Dipl.-Ing.Torten Czech,Optris
产品管理主管