一种用于核电站水池的异物坠落智能监测设备的制作方法

本发明涉及核电站安全监测，特别涉及一种用于核电站水池的异物坠落智能监测设备。

背景技术：

1、在核电站换料大修期间，反应堆压力容器处于开放状态，螺栓、工具、零件等异物意外坠入换料水池中，就可能进入反应堆系统，从而对反应堆及一回路系统设备造成损坏，轻则影响运行，重则导致设备损伤，甚至造成安全屏障失效。

2、其中，现场异物目标小、种类多、散落随机，目前异物监测主要依赖人员目视监控和监控录像事后回查，受制于疲劳、视力、责任心，人员监测可靠性不高；监控录像事后回查，并不能预防异物侵入事件发生。具体来说，现有监测方式存在以下技术痛点：

3、1、检测能力不足：传统相机帧率有限，在捕捉高速坠落物时易出现运动模糊或漏帧，导致轨迹信息不连续；

4、2、识别与测量分离：现有方案多使用单一类型传感器，难以在同一系统中兼顾高速捕捉与准确识别；

5、3、智能化程度低：依赖后台服务器进行分析，实时性受网络制约，且缺乏对多路异构数据进行即时融合处理的能力。

6、因此，迫切需要一种集高速感知、精细识别与边缘智能于一体的监测设备。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种用于核电站水池的异物坠落智能监测设备，可具有如下的有益效果：

2、1、感知能力提升：创新性地将线阵扫描相机组件和多焦段光学镜头组件集成，解决了高速小目标捕捉的难题，实现了对高速微小坠落异物的识别；

3、2、实时性与可靠性高：内置的分布式边缘计算阵列使得高速探测与识别能在设备内完成，实现了实时预警并提升系统在复杂干扰环境下的整体可靠性和报警准确率。

4、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

5、一种用于核电站水池的异物坠落智能监测设备，包括：机壳、复合光学感知阵列和分布式边缘计算阵列；

6、所述复合光学感知阵列包括：线阵扫描相机组件和多焦段光学镜头组件；

7、所述机壳用于设置于核电站水池的一侧，且设有光学视窗；

8、所述线阵扫描相机组件设置于所述机壳的光学视窗内，且用于实时监测所述水池区域；

9、所述多焦段光学镜头组件设置于所述机壳的光学视窗内，且用于实时采集所述水池区域的高清影像；其中，所述高清影像包括高清图像和高清视频；

10、所述分布式边缘计算阵列设置于所述机壳内，且分别与所述线阵扫描相机组件、所述多焦段光学镜头组件和后端服务器通讯连接；其中，当所述线阵扫描相机组件监测到所述水池区域有异物坠落时能够触发所述分布式边缘计算阵列保存所述多焦段光学镜头组件前后2秒采集到的高清图像和高清视频，所述分布式边缘计算阵列能够对所述高清图像和所述高清视频进行异物识别，并将识别结果发给所述后端服务器。

11、优选地，所述多焦段光学镜头组件用于实时采集所述水池水面区域的高清图像，和实时监测所述水池水面区域；

12、其中，当所述水池有水且所述多焦段光学镜头组件监测到所述水池水面区域产生水波纹时，或者当所述水池无水且所述线阵扫描相机组件监测到所述水池区域有异物坠落时能够触发所述分布式边缘计算阵列保存所述多焦段光学镜头组件前后2秒采集到的高清图像和高清视频。

13、优选地，所述线阵扫描相机组件包括多个线阵扫描相机；

14、所述多焦段光学镜头组件包括多个多焦段光学镜头；

15、多个所述线阵扫描相机用于对所述水池的预设区域进行高速连续扫描，以实时监测所述水池的预设区域；

16、多个所述多焦段光学镜头用于联合实时采集所述水池水面预设区域的高清图像，和实时监测所述水池水面的预设区域；其中，所述水池的预设区域位于所述水池水面的预设区域的上方；

17、其中，当所述水池有水且多个所述多焦段光学镜头监测到所述水池水面的预设区域产生水波纹时，或者当所述水池无水且多个所述线阵扫描相机监测到所述水池的预设区域有异物坠落时能够触发所述分布式边缘计算阵列保存多个所述多焦段光学镜头前后2秒采集到的高清图像。

18、优选地，多个所述线阵扫描相机位于所述光学视窗的中间；

19、多个所述多焦段光学镜头围绕多个所述线阵扫描相机分布；其中，多个所述多焦段光学镜头联合构成的监测区域能够覆盖所述水池水面的预设区域。

20、优选地，所述线阵扫描相机的数量为两个，且在所述光学视窗的中间呈上下分布；

21、所述多焦段光学镜头的数量为八个，其中，四个所述多焦段光学镜头两两分别位于所述线阵扫描相机的左右两侧，且与所述线阵扫描相机共一层，另外四个所述多焦段光学镜头两两分别位于另一所述线阵扫描相机的左右两侧，且与另一所述线阵扫描相机共另一层。

22、优选地，每层四个所述多焦段光学镜头两两均关于所述线阵扫描相机对称分布，且靠近所述线阵扫描相机的所述多焦段光学镜头的轴线与所述线阵扫描相机的轴线往后相交并形成第一夹角，远离所述线阵扫描相机的所述多焦段光学镜头的轴线与所述线阵扫描相机的轴线往后相交并形成第二夹角；其中，所述第二夹角大于所述第一夹角。

23、优选地，所述机壳内设有支撑梁，且位于所述光学视窗的后侧；

24、两个所述线阵扫描相机和八个所述多焦段光学镜头分别设置于所述支撑梁上。

25、优选地，所述线阵扫描相机组件还包括补光组件；

26、所述补光组件设置于所述机壳光学视窗的外侧壁，且围绕两个所述线阵扫描相机分布。

27、优选地，所述分布式边缘计算阵列通过运行异物检测算法对所述高清图像进行异物识别。

28、优选地，所述分布式边缘计算阵列配置有多个处理器，且用于实时并行处理来自所述线阵扫描相机组件的监测数据和所述多焦段光学镜头组件的采集图像。

29、从上述的技术方案可以看出，本发明提供的用于核电站水池的异物坠落智能监测设备，通过线阵扫描相机组件和多焦段光学镜头组件的协同配合，可实现高速坠落异物的实时感知和识别，以及通过分布式边缘计算阵列的分析和识别能力，有助于提升本异物坠落智能监测设备的智能化水平，这样一来，可实现对核电站水池区域高速坠落异物的实时智能监测，从而可提升核电站换料期间水池区域安全监控的实时性与智能化水平。

1.一种用于核电站水池的异物坠落智能监测设备，其特征在于，包括：机壳（1）、复合光学感知阵列和分布式边缘计算阵列（4）；

2.根据权利要求1所述的用于核电站水池的异物坠落智能监测设备，其特征在于，所述多焦段光学镜头组件用于实时采集所述水池水面区域的高清图像，和实时监测所述水池水面区域；

3.根据权利要求2所述的用于核电站水池的异物坠落智能监测设备，其特征在于，所述线阵扫描相机组件包括多个线阵扫描相机（2）；

4.根据权利要求3所述的用于核电站水池的异物坠落智能监测设备，其特征在于，多个所述线阵扫描相机（2）位于所述光学视窗（11）的中间；

5.根据权利要求4所述的用于核电站水池的异物坠落智能监测设备，其特征在于，所述线阵扫描相机（2）的数量为两个，且在所述光学视窗（11）的中间呈上下分布；

6.根据权利要求5所述的用于核电站水池的异物坠落智能监测设备，其特征在于，每层四个所述多焦段光学镜头（3）两两均关于所述线阵扫描相机（2）对称分布，且靠近所述线阵扫描相机（2）的所述多焦段光学镜头（3）的轴线与所述线阵扫描相机（2）的轴线往后相交并形成第一夹角，远离所述线阵扫描相机（2）的所述多焦段光学镜头（3）的轴线与所述线阵扫描相机（2）的轴线往后相交并形成第二夹角；其中，所述第二夹角大于所述第一夹角。

7.根据权利要求6所述的用于核电站水池的异物坠落智能监测设备，其特征在于，所述机壳（1）内设有支撑梁（5），且位于所述光学视窗（11）的后侧；

8.根据权利要求5所述的用于核电站水池的异物坠落智能监测设备，其特征在于，所述线阵扫描相机组件还包括补光组件；

9.根据权利要求1所述的用于核电站水池的异物坠落智能监测设备，其特征在于，所述分布式边缘计算阵列（4）通过运行异物检测算法对所述高清图像进行异物识别。

10.根据权利要求1所述的用于核电站水池的异物坠落智能监测设备，其特征在于，所述分布式边缘计算阵列（4）配置有多个处理器，且用于实时并行处理来自所述线阵扫描相机组件的监测数据和所述多焦段光学镜头组件的采集图像。