1.本技术涉及蒸汽泄漏检测技术领域，特别是涉及一种耐辐照双光融合控制系统、方法和耐辐照双光摄像机。
背景技术：
2.蒸汽发生器是产生汽轮机所需蒸汽的换热设备，在核反应堆中，核裂变产生的热量由冷却剂带出，通过蒸汽发生器将热量传递给二回路工质，使其产生具有一定温度、一定压力和一定干度的蒸汽。此蒸汽再进入汽轮机中做功，转换为电能或机械能。蒸汽发生器由于腐蚀、微震磨损、疲劳破裂等原因而造成蒸汽泄漏是核电站的多发事故，因此蒸汽发生器的安全性对核电的安全和经济运行影响极大。
3.如上情况，核电站一般都会在蒸汽发生器附近放置耐辐照相机对蒸汽发生器的运行情况进行监控。但是，传统的耐辐照相机只能进行简单的视频监控，蒸汽的泄漏需要工作人员实时查看监控视频来确保蒸汽发生器的是否在正常运行，无法实时检测到高温蒸汽泄漏的发生。
技术实现要素：
4.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种耐辐照双光融合控制系统、方法和耐辐照双光摄像机。
5.第一方面，本技术实施例提供了一种耐辐照双光融合控制系统，包括放置在蒸汽区域的耐辐照双光摄像机和放置在控制室内的摄像机控制模块，所述耐辐照双光摄像机与所述摄像机控制模块通过线缆连接：
6.所述耐辐照双光摄像机，用于响应所述摄像机控制模块发出的第一控制指令，采集蒸汽发生器的可见光图像以及红外图像，并将所述可见光图像和所述红外图像进行协议封包后，将封包数据通过线缆实时发送至所述摄像机控制模块；
7.所述摄像机控制模块，用于对所述封包数据进行协议解包，恢复出所述可见光图像和所述红外图像，将所述可见光图像和所述红外图像进行图像双光融合处理，并基于融合后的图像监测所述蒸汽发生器是否发生蒸汽泄漏，在检测到所述蒸汽发生器发生蒸汽泄漏的情况下，发出报警信息。
8.在其中一个实施例中，所述耐辐照双光摄像机包括：可见光模块、红外模块、耐辐照控制器、数据发送模块；所述耐辐照控制器与所述可见光模块、所述红外模块以及所述数据发送模块连接；
9.所述可见光模块，用于采集所述蒸汽发生器的可见光图像；
10.所述红外模块，用于采集所述蒸汽发生器的红外图像；
11.所述耐辐照控制器，用于接收所述可见光图像和所述红外图像，并将所述可见光图像和所述红外图像进行协议封包后，将封包数据发送至所述数据发送模块；
12.所述数据发送模块，用于将所述封包数据发送至所述摄像机控制模块。
13.在其中一个实施例中，所述耐辐照双光摄像机还包括补光灯驱动电路以及补光灯；所述补光灯驱动电路的一端与所述耐辐照控制器连接，另一端与所述补光灯连接；
14.所述耐辐照控制器，还用于通过所述补光灯驱动电路控制所述补光灯的打开和关闭。
15.在其中一个实施例中，所述摄像机控制模块包括数据接收模块以及主控，所述数据接收模块的一端与所述数据发送模块连接，另一端与所述主控连接；
16.所述数据接收模块，用于接收所述数据发送模块发送的所述封包数据，并将所述封包数据发送至所述主控；
17.所述主控，用于将所述封包数据进行协议解包，恢复出所述可见光图像和所述红外图像，对所述可见光图像和所述红外图像进行图像双光融合处理，并基于融合后的图像监测所述蒸汽发生器是否发生蒸汽泄漏。
18.在其中一个实施例中，所述主控还用于，
19.将所述红外图像和所述可见光图像叠加，获得融合后的图像。
20.在其中一个实施例中，所述主控还用于，
21.基于融合后的图像，监测所述蒸汽发生器是否发生蒸汽泄漏；以及在发生蒸汽泄漏的情况下，定位所述蒸汽发生器发生蒸汽泄漏的位置。
22.在其中一个实施例中，所述摄像机控制模块还包括报警模块，所述报警模块用于在检测到所述蒸汽发生器发生蒸汽泄漏的情况下，发出报警信息给监控人员。
23.在其中一个实施例中，所述主控还用于向所述耐辐照双光摄像机发出第二控制指令，控制所述耐辐照双光摄像机上电。
24.第二方面，本技术实施例还提供了一种蒸汽泄漏的检测方法，应用于上述第一方面所述的系统，所述方法包括：
25.耐辐照双光摄像机响应摄像机控制模块发出的第一控制指令，采集蒸汽发生器的可见光图像以及红外图像，并将所述可见光图像和所述红外图像进行协议封包后，将封包数据通过线缆实时发送至所述摄像机控制模块；
26.所述摄像机控制模块对所述封包数据进行协议解包，恢复出所述可见光图像和所述红外图像，将所述可见光图像和所述红外图像进行图像双光融合处理，并基于融合后的图像监测所述蒸汽发生器是否发生蒸汽泄漏。
27.第三方面，本技术实施例还提供了一种耐辐照双光摄像机，与所述摄像机控制模块通过线缆连接，包括：壳体、设于所述壳体内的红外模块、可见光模块、第一屏蔽组件、第二屏蔽组件以及设于所述第一屏蔽组件内的pcb板，所述pcb板上设有耐辐照控制器以及数据发送模块；所述红外模块的部分被所述第一屏蔽组件包裹，所述可见光模块的部分被所述第二屏蔽组件包裹；所述耐辐照控制器与所述可见光模块、所述红外模块以及所述数据发送模块电性连接；
28.所述可见光模块，用于采集蒸汽发生器的可见光图像；
29.所述红外模块，用于采集所述蒸汽发生器的红外图像；
30.所述耐辐照控制器，用于接收所述可见光图像和所述红外图像，并将所述可见光图像和所述红外图像进行协议封包后，将封包数据发送至所述数据发送模块；
31.所述数据发送模块，用于将所述封包数据发送至所述摄像机控制模块。
32.上述耐辐照双光融合控制系统、方法和耐辐照双光摄像机，通过所述耐辐照双光摄像机，用于响应所述摄像机控制模块发出的第一控制指令，采集蒸汽发生器的可见光图像以及红外图像，并将所述可见光图像和所述红外图像进行协议封包后，将封包数据通过线缆实时发送至所述摄像机控制模块；所述摄像机控制模块，用于对所述封包数据进行协议解包，恢复出所述可见光图像和所述红外图像，将所述可见光图像和所述红外图像进行图像双光融合处理，并基于融合后的图像监测所述蒸汽发生器是否发生蒸汽泄漏，可以及时检测到蒸汽发生器高温气体泄漏，并发出报警信息，提高了蒸汽发生器工作的安全性。
33.本技术的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本技术的其他特征、目的和优点更加简明易懂。
附图说明
34.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
35.图1是一个实施例中耐辐照双光融合控制系统的结构框图；
36.图2是一个实施例中耐辐照双光摄像机的结构框图；
37.图3是一个实施例中摄像机控制模块的结构框图；
38.图4是一个实施例中蒸汽泄漏的检测方法的流程示意图；
39.图5是一个实施例中实现蒸汽泄漏的检测方法的软件系统架构图；
40.图6是一个实施例中前端软件系统的处理流程示意图；
41.图7是一个实施例中后端软件系统的处理流程示意图；
42.图8是一个实施例中软件系统处理流程示意图；
43.图9是一个实施例中耐辐照双光摄像机的结构框图。
44.其中，11、耐辐照双光摄像机；12、摄像机控制模块；111、可见光模块；112、红外模块；113、耐辐照控制器；114、数据发送模块；115、灯驱动电路；116、补光灯；121、数据接收模块；122、主控；123、网络phy；124、网络接口；21、前盖；22、后盖；23、壳体；24、红外镜头模组；25、红外感光元件；26、可见光镜头模组；27、可见光感光元件；28、pcb板；29、第一屏蔽组件；30、第二屏蔽组件。
具体实施方式
45.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。基于本技术提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
46.显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本技术应用于其他类似情景。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本技术公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本技术揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本技术公开的内容不充分。
47.在本技术中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本技术所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。
48.除非另作定义，本技术所涉及的技术术语或者科学术语应当为本技术所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本技术所涉及的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。本技术所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；例如包含了一系列步骤或模块(单元)的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可以还包括没有列出的步骤或单元，或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本技术所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。本技术所涉及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“a和/或b”可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。本技术所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序。
49.本技术实施例提供了一种耐辐照双光融合控制系统，如图1所示控制系统包括放置在蒸汽区域的耐辐照双光摄像机11和放置在控制室内的摄像机控制模块12，所述耐辐照双光摄像机11与所述摄像机控制模块12通过线缆连接。
50.所述耐辐照双光摄像机11用于响应所述摄像机控制模块12发出的第一控制指令，采集蒸汽发生器的可见光图像以及红外图像，并将所述可见光图像和所述红外图像进行协议封包后，将封包数据通过线缆实时发送至所述摄像机控制模块。
51.所述摄像机控制模块12用于对所述封包数据进行协议解包，恢复出所述可见光图像和所述红外图像，将所述可见光图像和所述红外图像进行图像双光融合处理，并基于融合后的图像监测所述蒸汽发生器是否发生蒸汽泄漏，在检测到所述蒸汽发生器发生蒸汽泄漏的情况下发出报警信息。
52.本技术中耐辐照双光摄像机11工作在有辐射区域，耐辐照双光摄像机11中的电子器件均具备耐辐照特性，摄像机控制模块12放置在无辐射区的控制室内工作。耐辐照双光摄像机11与摄像机控制模块12通过复合线缆连接以完成指令和数据的传输。本实施例提供的耐辐照双光融合控制系统可以及时检测到蒸汽发生器高温气体泄漏，并发出报警信息，提高了蒸汽发生器工作的安全性。
53.在其中一个实施例中，如图2所示所述耐辐照双光摄像机包括可见光模块111、红外模块112、耐辐照控制器113、数据发送模块114；所述耐辐照控制器113与所述可见光模块111、所述红外模块112以及所述数据发送模块114连接；所述可见光模块111用于采集所述蒸汽发生器的可见光图像；所述红外模块112用于采集所述蒸汽发生器的红外图像；可见光模块111和红外模块112均满足耐辐照的性能要求，以保证设备在辐照区域中保持其各项性能不受影响；所述耐辐照控制器113，用于接收所述可见光图像和所述红外图像，对所述可见光图像和所述红外图像进行协议封包，将封包数据发送至所述数据发送模块；所述数据
发送模块114通过复合缆线将所述封包数据发送至所述摄像机控制模块，其中，数据发送模块114可以通过数据长距离发送电路实现。
54.在其中一个实施例中，如图2所示所述耐辐照双光摄像机还包括补光灯驱动电路115以及补光灯116；所述补光灯驱动电路115的一端与所述耐辐照控制器113连接，另一端与所述补光灯116连接；所述耐辐照控制器113还用于通过所述补光灯驱动电路115控制所述补光灯116的打开和关闭，以实现补光灯116在亮度较暗时对环境进行补光，保证采集蒸汽发生器图像的精度。耐辐照控制器113同时也控制耐辐照双光摄像机11镜头转动，便于实时调整采集的图像画面。
55.在其中一个实施例中，如图3所示所述摄像机控制模块12包括数据接收模块121以及主控122，所述数据接收模块121的一端与所述数据发送模块114连接，另一端与所述主控122连接。所述数据接收模块121用于通过复合缆线接收所述数据发送模块发送的所述封包数据，并将所述封包数据发送至所述主控122，其中数据接收模块121可以通过数据接收芯片实现。所述主控122用于将所述封包数据进行协议解包，恢复出所述可见光图像和所述红外图像，并对所述可见光图像和所述红外图像进行图像数据处理，对处理完的所述可见光图像和所述红外图像进行图像双光融合处理，并基于融合后的图像监测所述蒸汽发生器是否发生蒸汽泄漏。
56.所述摄像机控制模块12还包括网络phy123、网络接口124。其中，网络phy123的一端与主控122连接，另一端与网络接口124连接，通过网络接口124连接电脑终端。电脑终端包括显示模块用于显示蒸汽泄漏时的报警画面以及蒸汽未泄漏时的正常检测画面。
57.在其中一个实施例中，所述主控122还用于将所述红外图像和所述可见光图像叠加，获得融合后的图像。红外图像和可见光图像分别是通过红外成像传感器与可见光成像传感器获得的，由于两种传感器工作原理不同，性能也就不同。其中，可见光图像为多通道的图像，能够较好地反映目标所在的场景细节信息，且图像清晰度较高。红外光图像为单通道的图像，对场景亮度变化特征不敏感，且图像清晰度较低，但红外图像能较好地反映图像的热目标特性，红外热成像运用光电技术检测物体热辐射的红外线特定波段信号，将该信号转换成可供人类视觉分辨的图像和图形，并可以进一步计算出温度值。因此基于像素的位置关系将所述红外图像和所述可见光图像叠加显示，能有效地综合红外图像温度信息和可见光图像的场景细节信息，得到信息更全面的融合图像，提高蒸汽泄漏检测的准确性。
58.在其中一个实施例中，所述主控122还用于基于融合后的图像监测所述蒸汽发生器是否发生蒸汽泄漏；以及在发生蒸汽泄漏的情况下定位所述蒸汽发生器发生蒸汽泄漏的位置。具体根据融合后图像的像素值计算可获得监控区域中蒸汽发生器对应图像各像素点的温度信息，若融合后图像中有超过设定的温度阈值的像素点则判定所述蒸汽发生器发生蒸汽泄漏，并通过融合后图像准确定位所述蒸汽发生器发生蒸汽泄漏的具体位置，以及时告知工作人员进行安全防护工作。
59.在其中一个实施例中，所述摄像机控制模块12还包括报警模块，所述报警模块用于在检测到所述蒸汽发生器发生蒸汽泄漏的情况下，发出报警信息以及时提醒监控人员。
60.在其中一个实施例中，所述主控122还用于向所述耐辐照双光摄像机11发出第二控制指令，控制所述耐辐照双光摄像机11上电。同时为了进一步增强红外模块112的耐辐照能力，所述主控122对红外模块112进行电源控制，可以控制红外功能芯片的上下电，在不需
要工作的时候进行断电处理，以增加红外模块112功能芯片的耐辐照能力。
61.第二方面，本技术实施例还提供了一种蒸汽泄漏的检测方法，应用于上述第一方面所述的系统，如图4所示，所述方法包括以下步骤：
62.步骤s11，耐辐照双光摄像机响应摄像机控制模块发出的第一控制指令，采集蒸汽发生器的可见光图像以及红外图像，并将所述可见光图像和所述红外图像进行协议封包后，将封包数据通过线缆实时发送至所述摄像机控制模块；
63.步骤s12，所述摄像机控制模块对所述封包数据进行协议解包，恢复出所述可见光图像和所述红外图像，将所述可见光图像和所述红外图像进行图像双光融合处理，并基于融合后的图像监测所述蒸汽发生器是否发生蒸汽泄漏，在检测到所述蒸汽发生器发生蒸汽泄漏的情况下，发出报警信息。
64.上述步骤s11至骤s12，通过耐辐照双光摄像机响应摄像机控制模块发出的第一控制指令，采集蒸汽发生器的可见光图像以及红外图像，并将所述可见光图像和所述红外图像进行协议封包后，将封包数据通过线缆实时发送至所述摄像机控制模块，通过所述摄像机控制模块对所述封包数据进行协议解包，恢复出所述可见光图像和所述红外图像，将所述可见光图像和所述红外图像进行图像双光融合处理，并基于融合后的图像监测所述蒸汽发生器是否发生蒸汽泄漏，在检测到所述蒸汽发生器发生蒸汽泄漏的情况下，发出报警信息。本实施例提供的蒸汽泄漏的检测方法可以及时检测到蒸汽发生器高温气体泄漏，并发出报警信息，提高了蒸汽发生器工作的安全性。
65.下面通过优选实施例对本实施例进行描述和说明。本技术实施例的蒸汽泄漏的检测方法通过软件系统实现，如图5所示，整个软件系统采用分体式架构，分为前端系统和后端系统两部分。前端系统位于辐照区域，主要进行可见光和红外数据采集，后端系统位于无辐照的安全区，后端系统控制着前端系统的工作，可以进行复杂和大运算的数据处理，用于对可见光图像和红外图像进行处理并将两路图像进行融合。
66.如图6所示，为了保证耐辐照性能，前端系统采用最简系统设计，只包含可见光图像以及红外图像采集功能，将可见光模块采集的可见光图像和红外模块采集的红外图像进行协议封包后将封包数据直接送到后端系统进行处理。同时为了进一步增强红外部分的耐辐照能力，对红外模块进行电源控制以控制红外模块的上下电，在不需要工作的时候进行红外模块断电处理，增加了红外模块的耐辐照能力。
67.如图7所示，后端系统用来接收前端系统的发送过来的可见光图像和红外图像的封包数据，对封包数据进行协议解析，恢复出可见光图像和红外图像，并对可见光图像和红外图像进行图像数据处理，并对处理完的可见光图像和红外图像进行双光融合，判断蒸汽发生器是否发生蒸汽泄漏。后端系统还控制前端系统的供电和工作状态。
68.整个软件系统工作流程如图8所示：s21后端系统启动；s22后端系统完成相关的初始化工作；s23后端系统控制给前端系统供电；s24前端系统启动；后端系统等待前端系统初始化完成；s25前端系统初始化完成；s26前端系统通知后端系统，等待后端系统的第一控制指令；s27后端系统接收到前端系统初始化完成的状态后，发送第一控制指令给前端系统；s28前端系统接收到控制命令后，采集蒸汽发生器的可见光图像以及红外图像；s29前端系统将所述可见光图像和所述红外图像进行协议封包后，将封包数据传输给后端系统；s30后端系统接收前端系统的命令对封包数据进行解包恢复出所述可见光图像和所述红外图像；
s31后端系统发送新的控制命令给前端系统，后端系统将所述可见光图像和所述红外图像进行图像双光融合处理；s32后端系统基于融合后的图像监测所述蒸汽发生器是否发生蒸汽泄漏。
69.第三方面，本技术实施例还提供了一种耐辐照双光摄像机11，耐辐照双光摄像机11与所述摄像机控制模块12通过线缆连接。如图9所示耐辐照双光摄像机11包括壳体23、设于所述壳体内的红外模块112、可见光模块111、第一屏蔽组件29、第二屏蔽组件30以及设于所述第一屏蔽组件内的pcb板28，pcb板28上设有耐辐照控制器113以及数据发送模块114；所述红外模块112的部分被所述第一屏蔽组件29包裹，所述可见光模块111的部分被所述第二屏蔽组件30包裹；继续参阅如图9，所述耐辐照双光摄像机11还包括前盖21、后盖22，其中，红外模块112包括红外镜头模组24和红外感光元件25，可见光模块111包括可见光镜头模组26和可见光感光元件27，壳体23主体内部还设有支撑这些模块的安装结构。红外镜头模组24对温度敏感，若水蒸气泄漏，红外感光元件25可马上检测到高温气体泄漏。红外感光元件25后侧的pcb板28由第一屏蔽组件29红外屏蔽上盖包裹，减弱伽马射线对pcb板28的影响。可见光镜头模组26可接收光线，可见光镜头模组26后侧设有可见光感光元件27，可将光线转化为图像信号，可见光感光元件27由第二屏蔽组件30可见光屏蔽件包裹，减弱伽马射线的影响。
70.所述耐辐照控制器113与所述可见光模块111、所述红外模块112以及所述数据发送模块114电性连接。其中，所述可见光模块111用于采集蒸汽发生器的可见光图像；所述红外模块112用于采集所述蒸汽发生器的红外图像；所述耐辐照控制器113用于接收所述可见光图像和所述红外图像，并将所述可见光图像和所述红外图像进行协议封包后，将封包数据发送至所述数据发送模块；所述数据发送模块114用于将所述封包数据发送至所述摄像机控制模块。
71.需要说明的是，上述各个模块可以是功能模块也可以是程序模块，既可以通过软件来实现，也可以通过硬件来实现。对于通过硬件来实现的模块而言，上述各个模块可以位于同一处理器中；或者上述各个模块还可以按照任意组合的形式分别位于不同的处理器中。
72.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
73.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。