(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210810942.0 (22)申请日 2022.07.11 (71)申请人 合肥通用机 械研究院有限公司 地址 230031 安徽省合肥市蜀山区长江西 路888号 申请人 合肥通用机 械研究院特种设备检验 站有限公司 (72)发明人 陈炜　范志超　朱建新　袁文彬　 方向荣　亢海洲　乔松　吕宝林　 古华山　余进　庄力健　 (74)专利代理 机构 合肥和瑞知识产权代理事务 所(普通合伙) 34118 专利代理师 王挺 (51)Int.Cl. G01N 17/00(2006.01)G01J 5/48(2006.01) G01J 5/02(2022.01) G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 一种基于红外热成像的空冷器管束腐蚀的 预警系统及设备 (57)摘要 本发明涉及一种基于红外热成像的空冷器 管束腐蚀的预 警系统及设备。 包含拍摄含有温度 数据图像的红外摄像头， 将红外图像模拟信号转 化为数字信号的模拟转换器， 以及包含用于对监 测的温度数据进行分析， 计算管束当前预警判别 系数ri(t)和阈值V进行比较并进行报警处理的 监控主机。 本发 明提供的预警系统能够实现对空 冷器管束铵盐结晶造成腐蚀的问题进行非接触 式的监测， 并能有效识别腐蚀管束的位置， 对管 束的腐蚀问题实现预警， 提高监测的效率。 权利要求书3页 说明书6页 附图2页 CN 115406818 A 2022.11.29 CN 115406818 A 1.一种基于红外热成像的空冷器管束腐蚀的预警系统， 包括红外摄像头、 视频转换设 备和与所述视频转换设备 连接的监控主机； 其中， 所述红外摄像头架设在炼油装置需要实施管束温度监控的空冷器上方， 用以拍 摄空冷器管束的红外图像， 并输出包含有空冷器管束温度测量值的红外图像模拟信号； 视 频转换设备与所述红外摄像头连接， 将所述红外图像模拟信号转换为红外数字信号并输出 到内置数据分析模块的监控主机； 其特征在于， 所述数据分析模块包含异常预警单元， 该异常预警单元中设置有预警判 别数学模型， 所述预警判别数学模型基于输入的空冷器管束温度测量值进行腐蚀预警分 析， 包括以下步骤： S1.基于获取的包含空冷器管束温度测量值的红外图像的红外数字信号和空冷器管束 安装位置， 确定每个管束对应的红外图像区域范围； 在设定的监控范围内， 建立第i根管束 的安装位置Ai与获取的红外图像的红外数字信号包含的温度测量值的索引集合Bi的坐标对 应关系： f(i)： Ai→Bi 其中， Ai表示管束i的安装位置集合； Bi为管束i在获取的红外图像的红外数字信号中包 含的温度测量 值索引集 合； i＝1， 2，…n； S2.基于第i根管束监测坐标范围， 提取该管束i在不同时刻的监测数据， 从而得到管束 i在各时间的温度数据集 合， 管束i在t时刻监测的温度数据集 合表示为 其中， i表示监测的管束标号， t表示监测的时刻， mi表示管束i的监测位置数字标号， 表示管束i在t时刻 在标号位置mi的温度数据； 所述不同时刻的定义为： 每小时或半小时提取一 次， 且每天以相同规则在相同时刻， 连 续提取3～6个月； 所述管束i的监测位置， 确定方法为： 自管束i的进口端至出口端， 间隔设定距离在该管 束i上连续取点， 所 得点即监测位置1， 2， …， m； S 3 .获 取 第 i 根 管 束 正 常 无 腐 蚀 运 行 情 况 下 ， t0时 刻的 温 度 数 据 集 合 设管束i在t时刻在位置j(j＝1， 2， ...， m)对应的温度测量值 为 根据下述公式计算第i 根管束在t时刻的预警判别系数ri(t)： 其中， K表示管理修 正系数， 0.4≤K≤1； S4.建立腐蚀预警的阈值V， 根据阈值和预警判别系数之间的大小关系， 所述异常预警 单元作出以下 预警行为：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115406818 A 2当ri(t)＞V时， 所述异常预警单 元不发出警报； 当ri(t)≤V时， 所述异常预警单 元发出提 示性警报。 2.如权利要求1所述的一种基于红外热成像的空冷器管束腐蚀的预警系统， 其特征在 于， 当所述异常预警单元发出提示性警报后， 在[t， t+wΔt]检测时间段内， 若ri(l)≤V， l＝ t， t+Δt， t+2Δt， ...， t+wΔt， 则所述异常预警单元提高警报等级， 发出紧急报警， 提示操 作人员进行及时干预处 理； 所述Δt表示固定时间间隔， w表示所述固定时间间隔的数量， 所述Δt和w的取值根据 实际需求设定 。 3.如权利要求2所述的一种基于红外热成像的空冷器管束腐蚀的预警系统， 其特征在 于， 所述Δt的固定时间 间隔为24h， 所述 w取值为3。 4.如权利要求1所述的一种基于红外热成像的空冷器管束腐蚀的预警系统， 其特征在 于， 所述步骤S4中， 阈值V采用百分位法确定， 具体为： 将管束在正常无腐蚀运行情况下， 获 得的设定时间内预警判别系数ri(t)按值的大小， 从大到小依次排列， 并将第95个百分位值 定义为阈值； 所述设定时间不少于 30天， 获得的预警判别系数ri(t)不少于10 0组。 5.如权利要求1所述的一种基于红外热成像的空冷器管束腐蚀的预警系统， 其特征在 于， 基于空冷器的运行经验或对监测数据结果统计的分析情况， 进一步修正所述管理修正 系数K： 若 预警系统报警频繁， 但工艺操作分析、 采样分析确认或检修 发现空冷器状态良好， 则减小所述管理修正系 数K的数值； 若预警系统未报警， 而工艺操作分析、 采样分析确认或 检修发现空冷器存在腐蚀情况， 则增大所述管理修正系数K的数值； 单次对所述管理修正系 数K的调整， 不超过0.1。 6.如权利要求1所述的一种基于红外热成像的空冷器管束腐蚀的预警系统， 其特征在 于， 所述监控主机通过光纤收发器或交换机与视频转换设备进行 数据传送和网络通信。 7.如权利要求1所述的一种基于红外热成像的空冷器管束腐蚀的预警系统， 其特征在 于， 所述数据分析模块还包括： 通过数据接口接收来自所述视频转换设备的红外数字信号， 并根据该红外数字信号确定空冷器中腐蚀情况异常的管束位置 。 8.一种用于实施如权利要求1所述的基于红外热成像的空冷器管束腐蚀的预警系统的 设备， 其特征在于， 包括用于安装红外摄像头(10)的支撑架， 和用于固定所述支撑架(20)的 丝杠， 所述丝杠(30)包括彼此间平行设置的第一丝杠和第二丝杠， 所述丝杠垂直于管束管 长方向设置在空冷器上方， 所述支撑架(20)为杆件， 其两端分别通过丝母(22)与第一丝杠 和第二丝杠连接， 使得 所述支撑架(20)垂直于所述丝杠(3 0)设置； 所述第一丝杠和第二丝杠靠近支撑架(50)的一端还通过联轴器与电机(40)连接， 所述 电机(40)控制两根丝杠(30)同时沿顺时针或逆时针旋转， 并通过丝母(22)带动所述支撑架 (20)跟随丝杠(3 0)的转动而发生沿所述丝杠(3 0)杆向的位移； 所述丝杠(3 0)远离支撑架(20)的一端连接轴承架(31)用于所述丝杠(3 0)的平衡。 9.一种用于实施如权利要求6所述的基于红外热成像的空冷器管束腐蚀的预警系统的 设备， 其特征在于， 所述红外摄像头(10)与支撑架(20)之间还设置云台(11)， 用于 保持所述 红外摄像头平衡。 10.一种用于实施如权利要求6所述的基于红外热成像的空冷器管束腐蚀的预警系统 的设备， 其特征在于， 所述电机(40)设置在机座架(41)上， 所述机座架(41)和轴承架(31)位权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115406818 A 3