專利名稱：斬波式紅外熱像儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及紅外技術(shù)中的熱成像技術(shù)領(lǐng)域，主要應(yīng)用于電力、石化、建筑、冶金、電子等行業(yè)的故障檢測、質(zhì)量控制和節(jié)約能源以及醫(yī)療、消防領(lǐng)域。
要使紅外熱像儀中的紅外攝像管對靜止景物成像，就必須對景物的紅外輻射光線加以調(diào)制。現(xiàn)有技術(shù)的調(diào)制方式主要有兩種，即平移調(diào)制方式和旋轉(zhuǎn)調(diào)制方式，這兩種調(diào)制方式的成像效果均不太理想，存在視場不能固定，圖像拖尾等不足。
本實用新型的目的是對紅外熱像儀提供一種斬波調(diào)制方式，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在視場不能固定，圖像拖尾的問題。
實現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是在紅外熱像儀的光學(xué)系統(tǒng)1與紅外攝像管3之間設(shè)置有一個斬波調(diào)制盤2，紅外攝像管3的紅外信號經(jīng)前置放大電路4接信號正、負場處理電路5；該信號正、負場處理電路5一路經(jīng)同步機6接鎖相環(huán)電路7，再通過電機8驅(qū)動斬波調(diào)制盤2；該信號正、負場處理電路5另一路經(jīng)主放電路9、信號處理與轉(zhuǎn)換電路10接顯示器11；紅外攝像管3還與行場掃描電路及聚焦電路12和負脈沖電路13相連；光學(xué)系統(tǒng)1與自動光圈電路14相連；斬波調(diào)制盤2的形狀為漸開線形狀，在斬波調(diào)制盤2的軸心周圍涂上對稱黑白涂料，在斬波調(diào)制盤2的后面設(shè)置有一對紅外發(fā)射接收管。
本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，成像清晰，圖像穩(wěn)定、無拖尾現(xiàn)象等優(yōu)點。
以下結(jié)合附圖對本實用新型做進一步描述。


圖1是本實用新型的原理方框圖。
圖2是斬波調(diào)制盤2的安裝示意圖。
圖3是斬波調(diào)制盤2的形狀圖。
圖4是圖3的后視圖。
圖5是行場掃描電路圖。
圖6是負脈沖電路圖。
圖7是同步機電路圖。
圖8是接鎖相環(huán)電路圖。
圖9是視頻與圖像處理電路圖。
圖10是正、負場處理電路圖。
圖11是預(yù)放器電路圖。
圖12是自動光圈電路圖。
圖13是視頻主放電路圖。
請參閱
圖1，在紅外熱像儀的光學(xué)系統(tǒng)1與紅外攝像管3之間設(shè)置有一個斬波調(diào)制盤2，紅外攝像管3的紅外信號經(jīng)前置放大電路4接信號正、負場處理電路5；該信號正、負場處理電路5一路經(jīng)同步機電路6接鎖相環(huán)電路7，再通過電機8驅(qū)動斬波調(diào)制盤2；該信號正、負場處理電路5另一路經(jīng)主放電路9、信號處理與轉(zhuǎn)換電路10接顯示器11；紅外攝像管3還與行場掃描電路及聚焦電路12和負脈沖電路13相連；光學(xué)系統(tǒng)1與自動光圈電路14相連；。
請參閱圖2，斬波調(diào)制盤2通過安裝支架15安裝在紅外攝像管的前端，電機8經(jīng)由軟軸16與斬波調(diào)制盤2相連。請參閱圖3、4，斬波調(diào)制盤2的形狀為漸開線形狀，在斬波調(diào)制盤2的軸心周圍涂上對稱黑白涂料。
請參閱圖5-13，它們是
圖1所示方框圖的具體電路圖，其每幅圖的具體電路及其相互之間的連接關(guān)系已在附圖中清楚表示，這里不再詳述其連接關(guān)系。
以下結(jié)合附圖就本實用新型的工作原理予以說明。所謂斬波調(diào)制，就是利用斬波盤2對被攝物體的入射光線進行周期性的遮擋。根據(jù)電子束掃描成像的原理，一幀圖象電子束分兩場從上到下共625行周期性地掃描，為了便于對由于斬波盤的打開關(guān)閉對被攝物體的熱圖象產(chǎn)生正象和負象的處理，就必須保證斬波盤打開關(guān)閉的頻率跟上電子束掃描的頻率，即保證斬波盤旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生光脈沖的頻率與場頻脈沖同頻同相。這樣我們在所制作的斬波盤的軸心周圍涂上對稱黑白涂料，在斬波盤的后面附有一對紅外發(fā)射接收管，在斬波盤開始旋轉(zhuǎn)時，紅外發(fā)射接收管產(chǎn)生的光脈沖經(jīng)集成電路IC36(型號為CD40106)整形后，形成規(guī)則的光脈沖(DETC)與正場控制信號F1A同時加到鎖相環(huán)電路IC38(型號為CD4066)；鎖相環(huán)內(nèi)的鑒頻鑒相電路對兩信號的頻率、相位進行比較，輸出一電壓信號，經(jīng)集成運放IC39(型號為TL071)、RC低通濾波器，最后由射極跟隨器TR23輸出一直流電平驅(qū)動電機，電機通過一軟連接的長軸帶動斬波盤旋轉(zhuǎn)，這樣通過鎖相環(huán)電路輸出一控制電壓去驅(qū)動電機帶動斬波盤旋轉(zhuǎn)，而產(chǎn)生的光脈沖的頻率和相位與場頻脈沖F1A的頻率和相位相同，為下面由于斬波而產(chǎn)生正象和負象的處理創(chuàng)造條件。這是斬波式紅外熱像儀的關(guān)鍵。由預(yù)放器輸出的視頻信號經(jīng)集成視頻運放IC4(型號為LT1223)放大后，通過場開關(guān)信號F1A和F2A控制集成開關(guān)IC7(型號為4066)，視頻信號的正象由F1A控制通過4066，加到視頻集成運放IC8(型號為LT1223)的同相輸入端進行同相放大，視頻信號的負象由F2A控制通過4066，加到視頻集成運放的反相輸入端進行反相放大，兩者都由集成運放IC8的第6腳輸出，輸出的視頻信號經(jīng)LC網(wǎng)絡(luò)濾波后輸出，正象和負象信號的直流電平由雙運放LM358提供。
經(jīng)LC網(wǎng)絡(luò)濾波后輸出的視頻信號經(jīng)視頻A/D IC12(型號為CXD1175)將模擬信號變成數(shù)字信號，經(jīng)數(shù)字電路運算、存儲和控制信號的控制分別得到一幀本底圖像和一幀實時圖像。數(shù)字本底圖像經(jīng)視頻D/A IC11(型號為CXD1171)輸出模擬的本底信號；數(shù)字實時圖像經(jīng)視頻D/A IC13(型號為CXD1171)輸出模擬的實時圖像信號。兩信號經(jīng)模擬減法運算與消隱圓信號復(fù)合同步信號進行信號合成，最后經(jīng)射極跟隨器TR15輸出標準的全電視信號加到監(jiān)視器上。
上面提到的正象信號(又稱正場信號)和負象信號(又稱負場信號)的平衡調(diào)節(jié)由電位器RV8和電位器RV13調(diào)節(jié)。正場和負場信號如果不平衡，導(dǎo)致斬波式紅外熱像儀在觀看靜止景物時和觀看同一移動景物時存在很大差異。這里的正場和負場信號的平衡處理也仍然是斬波式紅外熱像儀的關(guān)鍵技術(shù)之一。將視頻信號進行A/D、D/A變換以及減本底技術(shù)，改善了由于熱釋電攝像管本身造成的圖像不均勻和拖尾現(xiàn)象。消隱圓電路對熱釋電攝像管的靶面邊緣效應(yīng)進行了很大的改觀。
另外，斬波式紅外熱像儀的其它電路，如場掃描電路、負脈沖產(chǎn)生電路、聚焦電路和自動光圈電路都有其自身的特點。尤其是負脈沖產(chǎn)生電路的設(shè)計比過去平移式紅外熱像儀的負脈沖產(chǎn)生電路更完善。由電位器RV7和RV8分別控制調(diào)制極負脈沖的正程和逆程，即控制電子束的束流和電子二次發(fā)射所產(chǎn)生的本底信號(這是熱釋電管所特有的現(xiàn)象)，且極化過程中由于視頻信號和極化信號的控制，使得調(diào)制極負脈沖的正程和逆程電壓均自動發(fā)生變化。這樣更有利于熱釋電紅外攝像管的極化。行場掃描電路中，電位器RV2、RV3、RV5分別調(diào)節(jié)場掃描幅度，場線性和場中心位置；電位器RV1和RV4分別調(diào)節(jié)行掃描幅度，場線性和行中心位置。帶有可調(diào)磁芯的電感L1可調(diào)節(jié)行掃描線性。聚焦電路中，通過調(diào)節(jié)電位器RV6，可改變聚焦線圈中的電流，從而使電子束很好底聚焦在靶面上。自動光圈電路中，控制信號通過集成電路IC35、IC42、IC44、IC46，最后由三極管TR30、TR31、TR32、TR33去驅(qū)動自動光圈電機調(diào)節(jié)RV14，可改變自動光圈鏡頭的靈敏度；調(diào)節(jié)RV11，控制自動光圈鏡頭的開關(guān)限位。
斬波式紅外熱像儀所采用的元器件均為SMT器件，其所用芯片大多數(shù)為CMOS電路，且其供電部分采用開關(guān)電源電路，這樣就大大地縮小了斬波式紅外熱像儀的體積，減低了功耗。采用電池供電，使得斬波式紅外熱像儀攜帶、操作簡便。
權(quán)利要求1.一種斬波式紅外熱像儀，其特征在于在紅外熱像儀的光學(xué)系統(tǒng)(1)與紅外攝像管(3)之間設(shè)置有一個斬波調(diào)制盤(2)，紅外攝像管(3)的紅外信號經(jīng)前置放大電路(4)接信號正、負場處理電路(5)；該信號正、負場處理電路(5)一路經(jīng)同步機(6)接鎖相環(huán)電路(7)，再通過電機(8)驅(qū)動斬波調(diào)制盤(2)；該信號正、負場處理電路(5)另一路經(jīng)主放電路(9)、信號處理與轉(zhuǎn)換電路(10)接顯示器(11)；紅外攝像管(3)還與行場掃描電路及聚焦電路(12)和負脈沖電路(13)相連；光學(xué)系統(tǒng)(1)與自動光圈電路(14)相連；斬波調(diào)制盤(2)的形狀為漸開線形狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斬波式紅外熱像儀，其特征在于在斬波調(diào)制盤(2)的軸心周圍涂上對稱黑白涂料，在斬波調(diào)制盤(2)的后面設(shè)置有一對紅外發(fā)射接收管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的斬波式紅外熱像儀，其特征在于斬波調(diào)制盤(2)與電機(8)之間通過軟軸(16)相連。
專利摘要本實用新型涉及一種斬波式紅外熱像儀,在紅外熱像儀的光學(xué)系統(tǒng)1與紅外攝像管3之間設(shè)置有一個斬波調(diào)制盤2,紅外攝像管的紅外信號經(jīng)前置放大電路4接信號正、負場處理電路5;該信號正、負場處理電路一路經(jīng)同步機6接鎖相環(huán)電路7,再通過電機8驅(qū)動斬波調(diào)制盤;該信號正、負場處理電路5另一路經(jīng)主放電路9、信號處理與轉(zhuǎn)換電路10接顯示器11;斬波調(diào)制盤2的形狀為漸開線形狀。具有結(jié)構(gòu)簡單,操作方便,成像清晰,圖像穩(wěn)定、無拖尾現(xiàn)象等優(yōu)點。
文檔編號G03B42/00GK2445354SQ00254440
公開日2001年8月29日 申請日期2000年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月30日
發(fā)明者徐潔海 申請人:廣州颯特電力紅外技術(shù)有限公司