红外技术在电子电表抄表中的应用

第一篇：红外技术在电子电表抄表中的应用

本篇文章将涉及到一些有关红外技术在电子电表抄表中的应用，大家也都知道红外电表在城镇用电户中具有较高的普及率，红外技术在电表中的应用也越来越多。下面先简单介绍一下红外抄表的一些常识。

红外抄表机的通讯原理：将电信号转化成光信号进行传输。电信号是由抄表机CPU发出来的，然后经过发光二极管发射出去，而在另一端用红外接收管接收，这样就完成了红外通讯。

应用红外抄表对电力部门的用电管理来说，可以解决抄表员不到户的问题，能有效杜绝“人情电”、“关系电”及估抄现象。同时由于红外的特点，红外抄表不但具有一般抄表机抄表的功能，更具有一般抄表方式无可比拟的优势。能方便地进行远距离查抄，因此对那些放置位置较高、环境较暗及不方便近距离读取表数的电表来说，红外抄表能极大地方便抄表员工作，提高工作效率。在使用的时候要将抄表机调节到红外抄表状态，把抄表机对准电表红外接收端，按下设置好的抄表键，抄表机将通过内置的红外模块读取居民电表信息及表数，并将根据表内存储的用户上月表数，自动计算电量、电费；如有异常，抄表机将发出警报。

珠海万州光电生产的一体化红外接收头广泛应用于电表行业，仪器仪表行业，军工行业，安防领域，智能家居，变频空调，暖风机，电视，风扇，玩具等领域。其中有些型号在电表行业中应用的非常好，得到国内外客户的一致好评，例如W0038NH（也即IRM38BNH），该型号采用热压成型技术，带万州专利特殊内屏蔽，具有超强的抗光干扰和电磁干扰性能，同时也具有连续编码性能，接收速率高，接收距离远，能经受住高低温的考验，工作性能稳定可靠。需要相关规格资料的朋友请与彭小姐联系。

第二篇：挑战杯远程智能电表抄表系统

项目名称：

远程智能电表抄表系统

来源：

第十一届“挑战杯”国赛作品

小类：

信息技术

大类：

科技发明制作B类

简介：

本系统基于ADE7755高准确度电能计量芯片、电力载波模块KQ-100F、实时时钟（RTC）芯片ISL1208、非易失性存储（EEPROM）芯片AT24C256以及AT89S52微处理等芯片综合应用技术，实现远程（距离大于1400米）电力通信（Power Line Communication）。本系统能实现各电力用户的用电自动计量、存储，并把用电量自动传送到管理中心。同时管理中心能方便、快速查询各用户的用电情况，并实现自动接收个用户的用电量、根据其交费情况实现是否继续给其供电。本系统共分二个模块：用户终端和管理中心，他们之间通过电力通信。用户终端上能实时显示时间及总电量等信息，而管理中心能实时显示时间及接收到的用户终端的用电总量。(收起)

详细介绍：

随着城乡电网建设的深入，供电部门所辖电表数量的急剧上升，表计的抄收率低，人工干扰的环节多，不便于进行线损分析、用电稽查等工作的开展。加之国电公司提出了“要大力推行„一户一表‟，集中抄表，服务到户，收费与银行联网”的要求，使电力管理部门一线抄表人员的工作强度极大，抄表难、收费难的问题日趋明显。为了改善电力管理部门面临的难题，同时提高电力管理部门的用电管理水平，我们设计出了一种能够在恶劣环境下也能正常抄表的智能抄表系统，要求自动完成抄表工作。本系统的功能有：对各电力用户的用电自动计量、存储、传输，供电局控制中心自动接收各个用户的用电量、根据其交费情况决定是否继续给其供电。本系统分为发送模块和接收模块，它们通过现有的电力线进行通信。发送模块上能实时显示时间及用电总量等信息，而接收模块除了能实时显示时间外，还能接收发送模块的用电总量信息。利用电力线作为通信介质的电力载波通信，避免了新的通信网络的建设和投资。采用低压电力线通信方案有着线路改造较小，成本较低等显著的优越性，还具有极大的方便性、免维护性、即插即用等优点。因而广泛的市场应用前景和推广价值。

设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标

设计发明目的 随着城乡电网建设的深入进行，供电部门所辖电表数量的急剧上升，电表的抄收率较低，人工干扰的环节多，不便于进行线损分析、用电稽查等工作的开展。同时随着电力线通信技术的发展，远程智能电表自动抄表已成为发展的必然趋势。因而电力部门迫切需要远程数字电表自动抄表系统。基本思路 本系统采用电能计量技术、单片机应用技术和电力线载波技术，自动采集各个用户的用电信息并实时显示，然后...(查看更多)

科学性、先进性

科学性先进性 利用现有的低压配电线路作为数据通信的介质，进行数据传输，无需重新铺设管线，避免了新的通信网络的建设和投资，成本低。①与传统的电子式电表相比，采用先进的、专业的电能计量芯片，对电压、电流实时采样，具有功耗低、精度高、功能多等特点；②与传统的人工抄表相比，完全实现了自动实时采集用户的用电信息，并通过LED在线显示，具有实时性强、准确性高等特点，并为电力部门节约大量的人力、物力、财力；

获奖情况及鉴定结果

2008年6月，在某校，参加了由四川省计算机学会主办的2008年四川省大学生计算机作品赛，获一等奖。

作品所处阶段

实验室阶段

技术转让方式

无

作品可展示的形式

实物与论文

使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测

由于本系统采用了电能计量技术、单片机应用技术和电力载波通信技术，利用现有的低压配电线路作为数据传输介质，无需铺设管线或建发射塔，因而具有如下优点： ①投资少、成本低；②系统具有很强的稳定性、可靠性、实时性；③节约大量的人力、物力、财力；④提高电力管理部门的用电管理水平。因此，本系统具有良好的应用推广价值和广阔的市场前景。

同类课题研究水平概述

目前，我国大部分地区仍采用老式的带有码盘的机械式电表。工作时间稍长后，由于机械磨损、器件老化，极易出现偏差。而工作人员抄写电表数字不仅极易出错，而且浪费人力、物力和财力。此条件下，远程智能抄表系统就应运而生。不仅克服了以上的难题，而且节约大量的人力、物力、财力，为社会创造财富。而今，国内有一些公司和科研单位也在着手研制智能电表抄表系统。主要有2个方向：[1]输出脉冲式电表,[2]内嵌CPU的智能式电表。而远程电表抄表系统的数据传输方面所大多数采用的传输方式为无线传输，对于现在中国存在的无线网络可靠性还不是很强，并且还要向每个用户指定一个特有的地址，故存在很多缺点。基于电力载波的远程抄表系统在国内也已有多年的尝试，但仍未取得可喜的成果，而智能远程电表抄表系统也只有是在近两年才开始研究，技术仍不成熟。

第三篇：TP800抄表机在抄表管理中的应用论文

摘要：手持式抄表机是用于移动数据采集的掌上型设备。它可以实现数据的采集、存储、传输和处理等基本功能，特别适用于信息流、物流集中点。作为电力营销管理现代化的重要工具之一，抄表机在电表抄读方面的应用非常普及，电表的抄读已经成为手持数据采集终端的一种经典应用。随着电力信息化建设的不断推进，用电营销管理在我国农电系统中得到迅速的普及和应用，内蒙古某农电局为了摆脱电量数据的采集、传输环节上传统的手工抄表效率低下的困境，引进了一批振中TP800抄表机。抄表机的应用，显著提高了该农电局数据采集的效率。

关键词：抄表机 抄表管理 应用

手持式抄表机是用于移动数据采集的掌上型设备。它可以实现数据的采集、存储、传输和处理等基本功能，特别适用于信息流、物流集中点。作为电力营销管理现代化的重要工具之一，抄表机在电表抄读方面的应用非常普及，电表的抄读已经成为手持数据采集终端的一种经典应用。随着电力信息化建设的不断推进，用电营销管理在我国农电系统中得到迅速的普及和应用，内蒙古某农电局为了摆脱电量数据的采集、传输环节上传统的手工抄表效率低下的困境，引进了一批振中TP800抄表机。抄表机的应用，显著提高了该农电局数据采集的效率。基本情况分析

该农电局在使用抄表机之前，采用人工、卡片抄表方式，这种抄表方式具有明显的不足：如手工抄写电量时字迹不清，在往PC机里转录数据的时候容易发生错误；抄表人员不到现场只进行估抄，不能够抄表到位；抄表人员对于熟悉的用户电量少抄或者不抄，容易发生“人情电”；手工抄表效率低下，在查询、记录、传输这几个环节上，手工操作的方式使工作效率大大降低。因此，该局开始寻找更有效的抄表解决方案。以电力营销管理信息系统为基础的抄表机的应用，在电表定位查询、电量数据的采集、传输、处理方面发挥着巨大的作用，并且比集中抄表远程传输更节约成本。在众多的抄表方案中，该方案更切合该农电局的实际需求。因此，该局选择了振中公司提供的手持抄表机为数据采集基础的抄表方案。

该农电局之所以选择振中公司的TP800产品，首先考虑到振中公司曾是中科院计算所下属子公司，并且通过了ISO 9001质量管理体系认证，其雄厚的技术实力和专业的服务能力是工程顺利有效实施的保证。

其次，TP800产品性能稳定，在众多领域的广泛应用以及产品模块的可选择性，是另一个非常重要的因素。TP800产品通过了欧盟CE认证（表示该产品符合欧盟规定的安全要求），并且获得了国家科学技术委员会颁发的《科学技术成果鉴定证书》。TP800抄表机在该农电局的应用

TP800抄表机在该农电局用电管理的应用案例，全面体现了抄表机在数据采集、传输等应用环节中的应用价值；TP800在该局的应用实际上代表了抄表机在国内市场的主流应用模式。现对该局抄表机的应用进行具体介绍。

2.1 查询定位

以往的抄表人员到达抄表现场，首先对当前用户电表进行查询定位，确定该表的用户归属。抄表人员在厚厚的抄表卡中不停的翻找相应表号、用户号、设备码等信息，浪费了大量的时间和精力；在确定诸如“1001”号表用户归属是“张三”之后，才进行下一步操作。

TP800抄表机大大缩短了这个乏味、繁琐的环节。打开TP800程序菜单，通过键盘敲入表号或用户号“1001”，有关当前电表的所有信息都体现了出来，包括用户、上月电量、当前电量、已抄未抄等结果。考虑到抄表环境明暗对比、距离远近、抄表人员读取电表号的不便利等因素，TP800在提供了键盘录入式的查询定位外，还提供了激光识读条码的查询方式；这种方式需要在电能表上粘贴一定长度的条码，条码信息主要为表号、用户号等字符、数字类的内容，抄表人员在电表前，只需要进行对条码的简单按键扫描操作，便可以将该条码内含信息（如“1001”）所对应的客户信息（如“张三”）从TP800数据库中调出来，完成初步的电表定位操作。

通过键盘式、条码式这两种定位查询方式，减少了抄表人员对卡式信息的搜寻、确认的过程，大大减轻了抄表人员的工作强度，并且查询速度提高数十倍。

2.2 设备检查

查询定位之后，进行设备状况检查，包括对电能表、集中器等设备的检查。当设备存在异常状况的时候，如“表坏”、“报停”等情况发生，则需在相应的用户表卡上登记，以便维修。TP800产品菜单，根据该农电局的要求，提供了相应的设备故障的登记程序，设备的异常可以存入到机器的Flash中，当信息传输到用电管理系统端时，可在PC机的屏幕上清楚的显示出来。

2.3 抄表

当设备不存在异常状况时，抄表人员才抄写电表或集中器上当月的用户电量。传统手工填卡方式因抄表人员需要带着沉重的抄表卡、抄表簿，携带、填写不方便，加之笔误或字迹的潦草而容易使内勤人员的录入与实际不符。

当该局采用TP800抄表机后，抄表工打开抄表机中的抄表系统，便可录取正常运行设备（电能表、集中器）上的当月用户电量，同时进行数据异常判断。TP800仅重136g，大大降低了使用中的疲劳感。超大屏幕显示，在业内也是绝无仅有的，它可显示10行10列汉字，20行20列字符。柔和的显示屏背光以及键盘背景光可以满足在昏暗的环境中轻松操作。

TP800抄表机能够对当前抄表状态（如时间）进行记录，为判断是否存在估抄、漏抄提供了证据。

独有的现场保护功能，使抄表人员可随时关机以节省功耗；下次开机后，可以直接进入本次关机时候的应用界面，即在关机现场连续运行，从而大大提高了应用效率和操作的便利性。

2.4 数据传输

当抄表工抄录数据完毕，将TP800抄表机送回工作室，由数据管理人员将TP800中的数据通过数据线或其它方式传送给工作站处理，并将处理后的数据发送到服务器数据库中备份。由后台MIS管理系统进行下一步的电量统计、分析、打印报表等工作。

TP800与工作站之间的数据通讯，用户普遍采用USB数据线方式。振中公司在国内第一个将高速USB数据线运用在抄表机的数据传输中。根据用户需要，振中还提供了以公共网为基础传输线路的电话拨号上网方式，该种方式能够解决远程数据传输问题，但目前并未获得广泛的应用。

该农电局采用振中TP800机器的数量达到300台，由于数量大，在通讯上要求“傻瓜”式特点，以便进一步提高效率。振中TP800独有的级联通讯方式，经过测试，稳定可靠，因此，该局采用了这种通讯方式。所谓级联方式，就是把一个个座机彼此串接在一起，然后再通过一根信号线接到上位微机，通过一根电源电缆接到电源，桌面简洁利落，可串接32个TP800机器的通讯座。级联方式特别适用于该农电局，单位内有几百位抄表员工，每位员工拥有一台TP800。应用系统会自动地把已采集电量数据上传到微机，而把第二天采集数据所需的工作数据库下传到TP800，同时还为TP800充满电。第二天早晨，员工从通讯座上取下自己的TP800，就可以出去工作。一切都是静悄悄地有规律地进行着，无需抄表员工担心，甚至都不需要管理人员过多地操心。

级联通讯的基础单位是通讯座。振中通讯底座采用高速稳定的光电通讯方式，同时具备在线传输数据和充电功能。由于TP800和微机的通讯，经常有频繁的有线插拔操作，因此非常容易造成TP800串口的损坏。而在很多时候，串口的损坏可能在外表看不出来，从而会浪费大量的时间查找原因，最后还要进行机器的维修，造成很多不便。高速稳定的光电通讯由于是利用光光相对的原理进行通讯，因此不会存在有线插拔的操作，可以避免由于插拔引起的硬件损坏问题。TP800抄表机的其它应用

通过以上抄表机产品的应用实例，充分展示了抄表机在数据采集中的重大作用。振中TP800在抄表现场定位、设备异常判断、抄录数据、数据传输、数据库下载等各个环节，都提供了周到的技术保证和方便友好的操作界面，为用户切实促进电力营销的应用水平发挥了不可替代的作用。

TP800抄表机在内蒙古某农电局的应用，也很好的体现了它的超强抗低温性：此款机器在-20~50℃的温度环境下能够保持正常运行，适应北方高寒天气的工作环境。

振中TP800还有如下独特亮点：数据存储稳定可靠，采用数据库实现数据信息的管理，保证系统在大数据量环境中运行的可靠性。

FLASH容量随需而定，并且突破了擦写寿命限制。TrueFAT Flash文件系统的应用在国内抄表机行业尚属首创,能够满足用户建立多个抄表程序和数据库要求；多级子目录功能使多个抄表程序管理更加便捷有序，使同一单位几个抄表工共用一台抄表机成为可能。

二次开发方面，根据用户的不同需求而开发不同的应用程序，给用户提供最满意贴切的应用程序。内置的数据库核心支持ZZDBASE数据库编程语言，用户自己进行二次开发非常方便；XIP(就地执行)技术的采用，使用户程序不需加载在FLASH中直接执行，既可以减少内存使用，又可以提高指令执行速度。最新抄表机ZZ18预览

振中经过一年多的精心打造，于2005年7月份推出最新产品--ZZ18系列抄表微机。ZZ18在继承了TP800产品的主要优点的基础上。还为用户创造了全新的应用价值：

·首创的激光指示定位器。为红外抄表准确定位提供了新的有力工具。抄表人员在远距离进行红外抄表时候，因定位不准确而造成的效率低下，通过全新的激光指示定位器，得到了完美的解决。

·极低功耗设计。小于1mA的待机电流，是目前同类产品中功耗最低的新型产品。

·通讯接口多样化。不仅具备高速USB、RS232、红外、光电、IRDA 内部预留无线抄表扩展接口；而且内置的红外口完全支持DL/T 645协议，并延续了TP800的支持国内外多厂家电表通讯规约的特点。

·在产品结构上。时尚新颖的外观设计、体积更小、重量更轻，更加便于抄表工人随身携带。抗振性提高，采用金属内置螺母使抄表机上下壳结合更紧密。此外，其密封性得到加强，有效防止粉尘堆积，雨水从60°角溅落无任何影响。

由于该款机型在设计理念上实现了创新，因此，它既是振中公司历年开发的新产品中的代表作，也是国内抄表机行业应用上大胆革新的表率。

第四篇：红外热成像技术在安防中的具体应用

红外热成像技术在安防中的具体应用

由红外热成像技术的原理与特点可知，红外热成像技术能很好地应用于智能视频监控系统中，并且往往是普通摄像监控所不能完成的。其具体的应用如下。

能真正实现24h及恶劣气候条件下的全天候的智能视频监控

普通的视频监控很难做到全天候的监控，如银行的金库、机要室、军事要地、监狱以及核心办公室等重要的监控区域，不可能完全做到全天候的有可见光，而没有了可见光，普通视频监控也就失去了其监控功能。要想夜晚监控，只能用日夜转换摄像机加上红外灯。而红外热成像仪，是被动接受目标自身的红外热辐射，无论白天黑夜24小时均可以处于运行状态且正常工作，并随时对背景资料进行分析，一旦发现变化，可以及时发出预/报警，并可以通过其他智能设备自动对有关情况进行处理与上报。

在雨、雾等恶劣的气候条件下，由于可见光的波长短，克服障碍的能力差，因而观测效果差。而工作在8—14μm波长的长波红外热成像仪，其穿透雨、雾的能力较高，从而仍可以正常地观测目标。因此在夜间以及恶劣气候条件下，采用红外热成像监控设备可以对各种目标，如人员、车辆等进行24h监控。在高速公路、铁路夜间安全保卫巡逻、夜晚城市交通管制等领域中，红外热成像装置也有着不可替代的作用。由于热成像系统在观察、识别目标方面有着众多的优点，因此在许多发达国家车载或直升飞机机载监控系统已经得到了广泛的应用。

能进行火灾的智能视频监控与识别

由于红外热成像仪是反映物体表面温度而成像的设备，因此除了夜间可以作为现场监控使 用外，还可以作为有效的防火报警设备。如在大面积的森林中，火灾往往是由不明显的隐火引发的，这是毁灭性火灾的根源，采用现有的普通监视系统，很难发现这 种隐性火灾苗头。然而采用红外热成像仪，则可以快速有效地发现这些隐火，并且可以准确判定火灾的地点和范围，即可透过烟雾发现着火点，把火灾消灭在萌芽阶段。

如加拿大森林研究中心，利用直升飞机采用便携式热成像仪，在一个火灾季节中就发现了15次隐火。

在住宅小区、机场、码头、学校等人流密集的场所，通过红外热成像仪探测的红外热图像，均能迅速及时监测到火灾源头，并进行预/报警，以便及时采取行动进行处理。

谷物粮仓往往会发生自燃现象，过去一般采用温度计测量其温度变化。而采用红外热像仪可以准确判定这些火灾的地点和范围，从而做到早知道早预防，早扑灭。

据美国保险公司的统计数据表明，在所有火灾中，有25%是电气设备隐患引发火灾的，即由于插头接触不良引发的。红外热像仪还可以用来探测电气设备的不良接触，以及过热的机械部件，以免引起严重短路和火灾。对于所有可以直接看见的设备，红外热成像产品都能够确定所有连接点的热隐患。对于那些由于屏蔽而无法直接看到的部分，则可以根据其热量传导到外面部件上的情况，来发现其热隐患。而利用红外热成像产品，可以很容易地探测到回路过载或三相负载的不平衡。如我国利用自制的热像仪对华北电力网内的20座发电厂、8座变电站和24条高压线的10000多个插头进行了过热检查，发现不正常发热点500多处，严重过热 为100处，做到及时处理，从少减少火灾事故的发生率。

此外，即使是在火灾过后，消防人员也能通过现场红外热成像仪的监视图像，开展对火灾现场卓有成效的搜救工作。

能对伪装及隐蔽的目标进行视频监控与识别

普通的伪装是以防可见光观测为主。一般犯罪分子作案通常隐蔽在草丛及树林中，由于野外环境的恶劣及人的视觉错觉，容易产生错误判断。红外热成像装置是被 动接受目标自身的热辐射，人体和车辆的温度及红外辐射一般都远大于草木的温度及红外辐射，因此不易伪装，也不容易产生错误判断。

能对边防、周界入侵进行远距离有效的监控与识别

我国边境线甚长，海洋也辽阔，由于野外环境的恶劣，特别是在下雨、下雪、大雾、大风的日子，许多系统都不可能很好地担当起防范作用，更不用说通过智能分 析报警了。如果采用人员巡逻，利用望远镜进行观察，往往由于可见光波长短，使观察效果不理想，根本不可能做到全天候，这样难免不造成漏查、误查和失查的现象。

利用红外热成像仪，可以探测到不同物体的红外辐射，因而可以远距离地进行观察，尤其适用于风雨天气。如在边境地区放置红外热成像仪，就可成功地破获非法入境者案件，显然，其效率大大高于人工巡查。

目前在海边走私，常常利用“大飞”来进行，这些“大飞”无灯光，马力大，机动性强，往往容易摆脱缉私人员和边防人员的追踪。而有了红外热成像仪，就可以迅速地远距离跟踪这些“大飞”，其距离可达数公里。即使是在雷达的死角，这个系统也可以正常运行，特别是在黑夜和恶劣的天气下，均可以充分发挥其良好的特点。

此外，传统的视频监控技术只是对周围的现象进行实时的监控与记录，在非智能的状态下，无法完成有效的预/报警功能。而是传统的红外对射技术，虽然能够短距离地对入侵者进行实时预/报警却无法认识入侵对象。而利用红外热成像技术可远距离地对周边入侵进行监视，不仅能够实时预/报警，而且能够察看当时入侵者的红外监控图像，从而做出分析，达到一般监视系统不易达到的效果。

过境人员检验检疫人体温检测跟踪

出入境检验检疫局所管辖的机场等出入境口岸，人员流动量大、繁忙拥挤、情况复杂，与之对应的出入境旅客检验检疫工作任务十分繁重。同时，近年来，随着SARS、禽流感等传染病疫情的流行和肆虐，落后的传统检验检疫工作面临越来越严峻的挑战。为确保新形势下出入境旅客的安全顺畅通关，发扬与时具进的精神，采用创新思维、创新手段，建立一套技术先进、自动化程度高的红外体温监测系统，有效提高口岸出入境人员的传染病检测能力，树立检验检疫的良好社会形象。

第五篇：红外热成像技术在采油厂生产过程监控中的应用

红外热成像技术在采油厂生产过程监控中的应用

智能视频监控技术是计算机视觉和模式识别技术在视频监控领域的应用，它能对视频图像中的目标进行自动地监测、识别、跟踪和分析，从而为用户提供对监控和预警有用的关键信息。尤其是在一些特殊的应用场所，如在恶劣天气下24h全天候监控、边防与周界入侵自动报警、火灾隐患的自动识别、输油管线漏油检测等等，若利用红外热成像技术作智能视频监控探测与识别，更显得方便而容易。下面就介绍一下红外热成像技术以及它在采油厂生产过程监控中的应用等。

一、红外热成像系统的组成及工作原理

红外热成像技术是一种被动红外夜视技术，其原理是基于自然界中一切温度高于绝对零度(-273℃)的物体，每时每刻都辐射出红外线，同时这种红外线辐射都载有物体的特征信息，这就为利用红外技术判别各种被测目标的温度高低和热分布场提供了客观的基础。利用这一特性，通过光电红外探测器将物体发热部位辐射的功率信号转换成电信号后，成像装置就可以一一对应地模拟出物体表面温度的空间分布，最后经系统处理，形成热图像视频信号，传至显示屏幕上，就得到与物体表面热分布相对应的热像图，即红外热图像。

红外热成像仪，可以分为致冷型和非致冷型两大类。目前，新的热成像仪主要采用非致冷焦平面阵列技术，集成数万个乃至数十万个信号放大器，将芯片置于光学系统的焦平面上，无须光机扫描系统而取得目标的全景图像，从而大大提高了灵敏度和热分辨率，并进一步地提高目标的探测距离和识别能力。非致冷焦平面红外热成像系统由光学系统、光谱滤波、红外探测器阵列、输入电路、读出电路、视频图像处理、视频信号形成、时序脉冲同步控制电路、监视器等组成。系统的工作原理是：由光学系统接受被测目标的红外辐射经光谱滤波将红外辐射能量分布图形反映到焦平面上红外探测器阵列的各光敏元上，探测器将红外辐射能转换成电信号，由探测器偏置与前置放大的输入电路输出所需的放大信号，并注入到读出电路，以便进行多路传输。高密度、多功能的CMOS多路传输器的读出电路能够执行稠密的线阵和面阵红外焦平面阵列的信号积分、传输、处理和扫描输出，并进行A/D转换，以送入微机作视频图像处理。由于被测目标物体各部分的红外辐射的热像分布信号非常弱，缺少可见光图像那种层次和立体感，因而需进行一些图像亮度与对比度的控制、实际校正与伪彩色描绘等处理。经过处理的信号送入到视频信号形成部分进行D/A转换并形成标准的视频信号，最后通过电视屏或监视器显示被测目标的红外热像图。红外热像仪成像原理图如下：

总之，热成像仪是通过非接触探测红外能量(热量)，并将其转换为电信号，进而在显示器上生成热图像和温度值，并可以对温度值进行计算的一种检测设备。红外热像仪能够将探测到的热量精确量化或测量，不仅能够观察热图像，还能够对发热的故障区域进行准确识别和严格分析。

二、热成像技术在采油厂的应用现状

采油厂油井和输油管线分布面积较广而且分散，油区内村庄多，人员复杂，油区治安防控困难，盗油现象时有发生，生产设施经常遭到人为破坏，为了修复被破坏的生产设施和清理被污染的环境，采油厂投入了大量的资金以及人力物力。

为了防范不法分子盗油和破坏油田生产设施、保护国有资产不受损失，及时给采油厂护卫大队及河滨分局等部门提供第一手的现场信息资料、有效打击不法分子，采油厂从2009年底开始把红外热成像仪技术引入到油田生产过程监控中，首先在采油四矿的涉海油区进行了安装运行，取得了良好的应用效果：

1)油区治安方面：通过每天的监控值班记录，摸清了盗油份子经常出车的时间段，减少了盲目巡逻，使护卫队的巡逻越来越有针对性，通过缴获盗油车辆、抓获偷油分子等有效打击了不法分子盗油和破坏油田生产设施的嚣张气焰，挽回了原油损失、修井作业及污染治理等费用，经济效益和社会效益显著。

2)生产运行方面：通过监控系统，可以及时掌握涉海油区的海情海况以及重点井、长输管线的生产运行情况，对作业措施井的重点上产工序，技术人员通过监控系统可以及时发现现场存在的问题，采取针对性措施，有效地提高了生产效率。

目前按照厂领导要求，准备扩大红外热成像技术的应用区域，将逐步选择产量较高、容易被不法分子偷盗破坏的井区进行推广安装。各矿监控中心在热成像技术投入使用以后，油区治安环境有了明显改善，红外热成像视频监控系统已成为治安人员维持油区安全不可或缺的技术手段。

三、普通可见光监控与红外热成像监控比较

热成像仪和激光夜视仪的主要区别有以下几个方面：

①激光夜视仪监控范围是一个点状区域，只适合油井监控，而热成像仪的监控范围是一个面，可同时监控的范围比较大，适合油井、输油管线、道路等监控;

②热成像仪因为是靠温度差产生的图像，不需要特殊操作就能及时发现车辆人员等目标，激光夜视仪的操作则相对复杂一些;

③如果管线有漏油、穿孔等情况发生，由于温度的不同，热成像仪可以及时的发现;

④激光夜视仪属于主动式发现监控设备，在夜间的被监控目标上有红暴产生，隐蔽性不强;而热成像仪属于被动式发现监控设备，本身不向被监控目标发射光源，而是采集被监控目标的温度来成像，所以隐蔽性较高。

热成像仪具有不同于其它夜视仪的独特优点，如可在雾、雨、雪的天气下工作，作用距离远，能识别伪装和抗干扰等，已成国外夜视装备的发展重点;缺点是其核心设备采用进口的氧化钒探测器，生产成本较高，不易于大范围推广应用。

四、采油厂视频监控系统建设规划

1.进一步加强采油厂视频监控系统管理

结合精细化管理，定期检查已安装和将要安装的红外热成像监控系统在各三级单位的运行情况，以进一步推进采油厂视频监控管理规定、技术标准、建设流程和维护工作机制的贯彻落实。

2.加大采油厂视频监控系统建设力度

采油厂计划选择产量较高、容易被不法分子偷盗破坏的井区新建视频监控系统，结合热成像技术在采油矿的应用情况，在油井管线密集、道路复杂的监控点选择红外热像仪作为前端监控设备。为防止不法分子对监控系统前端设备进行破坏，专为区域监控点配备了监控自保摄像系统，当有不法分子企图破坏前端设备时，自保系统将及时报警，并把图像传回监控中心。

3.加大信息集成力度，建立采油厂视频监控系统整合平台。

采油厂前期监控系统都存在投产时间早、设备型号不统一、技术协议不统一、各系统之间相对独立的问题，针对这些已安装的系统，建立一套统一的视频监控信息数据整合平台就显得尤为重要。因此采油厂计划建立厂级监控中心，把前端各监控点接入整合平台，更换前端无法兼容的部分编解码器，完善各分控中心到厂监控中心的网络传输通道，开发相应的管理软件，最终实现“全厂共享、集中管理、分级监控、统一协调、授权使用”，力争做到厂、矿、队共同使用、各取所需。同时进一步修订、完善系统技术标准，针对后期新建的系统，必须选用符合采油厂相关技术标准要求的设备，为系统整合提供技术保障。

建设采油厂视频监控系统整合平台，可以实现已有分散在各个采油矿区、集输站库、不同地点办公区原有监控系统的后期整合，及时掌握生产现场的情况，针对突发事件全厂统一调度指挥，及时做出相应的决策部署，提高应急事件反应速度和处置能力。同时转变工作模式，整合全厂的护卫力量并发挥护卫大队的护卫主体作用，变定点蹲守为主动出击，通过监控盗油分子的行动有的放矢，减少了盲目巡逻，有效降低了巡护成本损耗，减少了人力资源浪费，增加了职工的安全感，进一步提高了生产管理水平，确保了油区安全、清洁生产。

五、结论

由上看出，红外热成像技术的优点多，应用广，因而最具发展潜力。随着红外热成像监控系统的建立，为采油厂各级部门及时掌握生产现场信息提供了更加方便、快捷、高效的信息化手段，为油区治安环境的进一步改善发挥着巨大的作用，为采油厂的安全生产提供了有力的保障。