專利名稱：森林防火用紅外測(cè)溫儀及其測(cè)溫方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及森林防火用器械技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種森林防火用紅外測(cè)溫儀及其測(cè)溫方法。
背景技術(shù)：
森林火災(zāi)是森林最危險(xiǎn)的敵人，也是林業(yè)最可怕的災(zāi)害，它會(huì)給森林帶來(lái)毀滅性的后果。森林火災(zāi)不只是燒毀成片的森林，傷害林內(nèi)的動(dòng)物，而且還降低森林的更新能力，引起土壤的貧瘠和破壞森林涵養(yǎng)水源的作用，甚而導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境失去平衡。盡管當(dāng)今世界的科學(xué)在日新月異地向前發(fā)展，但是，人類在制服森林火災(zāi)上，卻依然尚未取得長(zhǎng)足的進(jìn) 展；于是森林火災(zāi)預(yù)防和發(fā)現(xiàn)比撲滅更具現(xiàn)實(shí)意義。森林火災(zāi)傳統(tǒng)的監(jiān)控方法如地面巡護(hù)，主要任務(wù)是宣傳群眾，控制人為火源，深入了望臺(tái)觀測(cè)的死角進(jìn)行巡邏。對(duì)來(lái)往人員及車輛，野外生產(chǎn)和生活用火進(jìn)行檢查和監(jiān)督。存在的不足是巡護(hù)面積小、視野狹窄、確定著火位置時(shí)，常因地形地勢(shì)崎嶇、森林茂密而出現(xiàn)較大誤差；在交通不便、人煙稀少的偏遠(yuǎn)山區(qū)，無(wú)法進(jìn)行地面巡護(hù)，需用各種交通工具費(fèi)用及人員工資費(fèi)用，只能用視頻監(jiān)測(cè)方法來(lái)彌補(bǔ)。再如，了望臺(tái)監(jiān)測(cè)，是通過(guò)了望臺(tái)來(lái)觀測(cè)林火的發(fā)生，確定火災(zāi)發(fā)生的地點(diǎn)，報(bào)告火情，它的優(yōu)點(diǎn)是覆蓋面較大、效果較好。存在的不足是無(wú)生活條件的偏遠(yuǎn)林區(qū)不能設(shè)了望臺(tái)；它的觀察效果受地形地勢(shì)的限制，覆蓋面小，有死角和空白，觀察不到，對(duì)煙霧濃重的較大面積的火場(chǎng)、余火及地下火無(wú)法觀察；雷電天氣無(wú)法上塔觀察；了望是一種依靠了望員的經(jīng)驗(yàn)來(lái)觀測(cè)的方法，準(zhǔn)確率低，誤差大。另外了望員人身安全受雷電、野生動(dòng)物、森林腦炎等的威脅。又如航空巡護(hù)是利用巡護(hù)飛機(jī)進(jìn)行林火的探測(cè)。它的優(yōu)點(diǎn)是巡護(hù)視野寬、機(jī)動(dòng)性大、速度快同時(shí)對(duì)火場(chǎng)周圍及火勢(shì)發(fā)展能做到全面觀察，可及時(shí)采取有效措施。但也存在著不足夜間、大風(fēng)天氣、陰天能見(jiàn)度較低時(shí)難以起飛，同時(shí)巡視受航線、時(shí)間的限制，而且觀察范圍小，只能一天一次對(duì)某一林區(qū)進(jìn)行觀察，如錯(cuò)過(guò)觀察時(shí)機(jī)，當(dāng)日的森林火災(zāi)也觀察不至IJ，容易釀成大災(zāi)，飛行費(fèi)用成本高，租用飛機(jī)費(fèi)用昂貴，飛行費(fèi)用嚴(yán)重不足。另外，比較高級(jí)的如衛(wèi)星遙感，利用極軌氣象衛(wèi)星、陸地資源衛(wèi)星、地球靜止衛(wèi)星、低軌衛(wèi)星探測(cè)林火。能夠發(fā)現(xiàn)熱點(diǎn)，監(jiān)測(cè)火場(chǎng)蔓延的情況、及時(shí)提供火場(chǎng)信息，用遙感手段制作森林火險(xiǎn)預(yù)報(bào)，用衛(wèi)星數(shù)字資料估算過(guò)火面積。它探測(cè)范圍廣、搜集數(shù)據(jù)快、能得到連續(xù)性資料，反映火的動(dòng)態(tài)變化，而且收集資料不受地形條件的影響，影像真切。存在的不足是準(zhǔn)確率低，需要地面花費(fèi)大量的人力、物力、財(cái)力進(jìn)行核實(shí)，尤其是交通不便的地方，火情核實(shí)十分重要。當(dāng)熱點(diǎn)達(dá)到3個(gè)像素時(shí)，火已基本成災(zāi)。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，申請(qǐng)人在此前申請(qǐng)了一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)森林防火用遠(yuǎn)紅外探測(cè)一體機(jī)，專利申請(qǐng)?zhí)枮?01120311139. X。此專利技術(shù)對(duì)于起火點(diǎn)識(shí)別準(zhǔn)確，但是，卻無(wú)法檢測(cè)燃點(diǎn)，因此，報(bào)警時(shí)此時(shí)已經(jīng)發(fā)生火情，卻無(wú)法做到在火情發(fā)生前預(yù)警，或者，紅外成像發(fā)生誤報(bào)現(xiàn)象。這就表示，傳統(tǒng)的森林防火采用紅外成像技術(shù)領(lǐng)域，紅外成像不可靠，例如，在溫度高于100度是，顯示屏幕上顯示出此區(qū)域的亮度高于其他區(qū)域，當(dāng)溫度高于150度時(shí)，亮度更高。但是顯示器的色差為0-255，所以當(dāng)亮度階級(jí)少，而且人們?nèi)庋蹮o(wú)法在顯示器上明顯區(qū)分出亮度的階級(jí)，所以，在發(fā)現(xiàn)亮度過(guò)高，疑似起火的區(qū)域，還需要人工核實(shí)。這是紅外成像的弊端。為解決紅外成像的弊端，有提出紅外測(cè)溫的原理，通過(guò)紅外機(jī)芯的感知頻譜來(lái)捕捉，機(jī)芯傳感器對(duì)3-5微米的紅外波很敏感，因?yàn)闇囟仍礁?，紅外波的幅度越高。但是，距離的遠(yuǎn)近和環(huán)境因素的影響、衰減系數(shù)的變化，都對(duì)測(cè)溫的結(jié)果存在巨大影響，現(xiàn)有技術(shù)中的一些遠(yuǎn)距離測(cè)溫儀器，數(shù)據(jù)不準(zhǔn)，誤報(bào)現(xiàn)象仍時(shí)有發(fā)生。因此，迫切需要出現(xiàn)一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，測(cè)溫準(zhǔn)確，能夠在溫度到達(dá)燃點(diǎn)之前就報(bào)警，且準(zhǔn)確率高，無(wú)需人工核實(shí)火情的一種森林防火用紅外測(cè)溫儀及其測(cè)溫方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，測(cè)溫準(zhǔn)確，能夠在溫度到達(dá)燃點(diǎn)之前就報(bào)警，且準(zhǔn)確率高，無(wú)需人工核實(shí)火情的森林防火用紅外測(cè)溫儀及其測(cè)溫方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種森林防火用紅外測(cè)溫儀，包括底座，云臺(tái)，可見(jiàn)光鏡頭安裝筒和紅外鏡頭安裝筒，其中，所述紅外鏡頭安裝筒內(nèi)設(shè)置有紅外鏡頭和熱成像攝像機(jī)，所述熱成像攝像機(jī)上進(jìn)一步設(shè)置有紅外測(cè)溫模塊，所述紅外鏡頭安裝筒的側(cè)面進(jìn)一步設(shè)置有激光測(cè)距儀和測(cè)距儀安裝筒，所述測(cè)距儀安裝筒與所述紅外鏡頭安裝筒之間固定連接。所述紅外鏡頭與所述熱成像攝像機(jī)之間螺紋連接，所述云臺(tái)內(nèi)設(shè)置有數(shù)據(jù)分析及處理模塊，所述激光測(cè)距儀內(nèi)設(shè)置有激光測(cè)距模塊；所述紅外測(cè)溫模塊，所述激光測(cè)距模塊與所述數(shù)據(jù)分析及處理模塊之間電連接。所述激光測(cè)距模塊包括激光發(fā)射器和接收器，所述激光測(cè)距儀固定安裝在所述測(cè)距儀安裝筒的內(nèi)部，所述熱成像攝像機(jī)固定安裝在所述紅外鏡頭安裝筒的內(nèi)部，所述紅外鏡頭安裝筒的底部設(shè)置有冷卻風(fēng)扇。所述底座與所述云臺(tái)的連接處設(shè)置有X向旋軸，所述底座與所述云臺(tái)之間通過(guò)所述X向旋軸軸連接；所述云臺(tái)的兩側(cè)設(shè)置有Y向旋軸，所述云臺(tái)與所述可將光鏡頭安裝筒、所述紅外鏡頭安裝筒之間通過(guò)所述Y向旋軸軸連接，所述X向旋軸能夠帶動(dòng)云臺(tái)在水平方向0-360度旋轉(zhuǎn)，所述Y向旋軸能夠帶動(dòng)可將光鏡頭安裝筒、紅外鏡頭安裝筒在垂直方向-30 40度旋轉(zhuǎn)。所述可將光鏡頭安裝筒內(nèi)固定安裝有可將光鏡頭，所述底座內(nèi)設(shè)置有電源模塊，電源模塊與數(shù)據(jù)分析及處理模塊之間電連接。為更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，本發(fā)明又公開(kāi)了一種紅外測(cè)溫儀的測(cè)溫方法，其中，包括如下步驟A、測(cè)量距離的步驟由激光測(cè)距儀測(cè)量待測(cè)點(diǎn)至激光測(cè)距儀的距離，激光發(fā)射器發(fā)射激光至待測(cè)點(diǎn)，接收器接受反饋信號(hào)，通過(guò)從發(fā)射到返回的時(shí)間計(jì)算待測(cè)點(diǎn)與激光測(cè)距儀之間的距離，為L(zhǎng)，單位米；B、測(cè)溫模塊得出待測(cè)點(diǎn)的溫度數(shù)值，為t ；
C、分析及處理模塊根據(jù)天氣情況給出待測(cè)點(diǎn)的衰減系數(shù)，衰減系數(shù)Y氣為:晴天I ;陰霾天I. 2 ;輕霧天I. 3 ;濃霧天I. 5 ；D、根據(jù)A、B、C、三步中所得數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)分析及處理模塊根據(jù)設(shè)定的經(jīng)驗(yàn)公式得出待測(cè)點(diǎn)的實(shí)際溫度，為T ;所述經(jīng)驗(yàn)公式為T = t/1-O. 15* Y 氣 *log2000LE、根據(jù)所得溫度，數(shù)據(jù)分析處理模塊判斷待測(cè)點(diǎn)是否接近燃點(diǎn)，接近燃點(diǎn)則報(bào)警，
否則靜默。紅外測(cè)溫儀及其測(cè)溫方法在防火領(lǐng)域的應(yīng)用。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，測(cè)溫準(zhǔn)確，能夠在溫度到達(dá)燃點(diǎn)之前就報(bào)警，且準(zhǔn)確率高，無(wú)需人工核實(shí)火情。具體為本發(fā)明解決了現(xiàn)有紅外遠(yuǎn)距離測(cè)溫不準(zhǔn)確的問(wèn)題，1，精確了待測(cè)點(diǎn)與測(cè)溫器械的距離，2，根據(jù)天氣，給出適合的衰減系數(shù)，并結(jié)合實(shí)際距離和測(cè)溫模塊測(cè)出的溫度，得出實(shí)際待測(cè)點(diǎn)的溫度。首先由激光測(cè)距儀測(cè)量出待測(cè)區(qū)域到激光測(cè)距儀的距離。然后由數(shù)據(jù)分析模塊計(jì)算出該區(qū)域紅外的衰減系數(shù)。然后紅外測(cè)溫模塊根據(jù)探測(cè)器數(shù)據(jù)，得出該區(qū)域的溫度值和相應(yīng)的位置。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算得出實(shí)際溫度。其中T是實(shí)際溫度，t是從測(cè)溫模塊讀取的數(shù)值，L是激光測(cè)距數(shù)值，單位米。Y ^勺經(jīng)驗(yàn)參數(shù)如下晴天1，陰霾天I. 2，輕霧天I. 3，濃霧天I. 5實(shí)際溫度計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式為T = t/1-O. 15* Y氣*log2_L


圖I為本發(fā)明的主視圖。圖2為本發(fā)明的紅外鏡頭安裝筒與激光測(cè)距儀的俯視示意圖。圖3為本發(fā)明測(cè)溫方法的流程圖。附圖標(biāo)識(shí)I、可將光鏡頭安裝筒 2、云臺(tái)3、Y向旋軸4、紅外鏡頭 5、Χ向旋軸6、底座7、激光測(cè)距儀 8、測(cè)距儀安裝筒9、熱成像攝像機(jī)10、紅外測(cè)溫模塊11、冷卻風(fēng)扇12、紅外鏡頭安裝筒
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明。如圖I-圖3所示，圖I為本發(fā)明的主視圖。圖2為本發(fā)明的紅外鏡頭安裝筒與激光測(cè)距儀的俯視示意圖。圖3為本發(fā)明測(cè)溫方法的流程圖。本發(fā)明包括底座6，云臺(tái)2，可見(jiàn)光鏡頭安裝筒I和紅外鏡頭安裝筒12，其中，紅外鏡頭安裝筒12內(nèi)設(shè)置有紅外鏡頭4和熱成像攝像機(jī)9，熱成像攝像機(jī)9上進(jìn)一步設(shè)置有紅外測(cè)溫模塊10，紅外鏡頭安裝筒12的側(cè)面進(jìn)一步設(shè)置有激光測(cè)距儀7和測(cè)距儀安裝筒8，測(cè)距儀安裝筒8與紅外鏡頭安裝筒12之間固定連接。紅外鏡頭4與熱成像攝像機(jī)9之間螺紋連接，云臺(tái)2內(nèi)設(shè)置有數(shù)據(jù)分析及處理模塊，激光測(cè)距儀7內(nèi)設(shè)置有激光測(cè)距模塊；紅外測(cè)溫模塊10，激光測(cè)距模塊與數(shù)據(jù)分析及處理模塊之間電連接。激光測(cè)距模塊包括激光發(fā)射器和接收器，激光測(cè)距儀7固定安裝在測(cè)距儀安裝筒8的內(nèi)部，熱成像攝像機(jī)9固定安裝在紅外鏡頭安裝筒12的內(nèi)部，紅外鏡頭安裝筒12的底部設(shè)置有冷卻風(fēng)扇11。底座6與云臺(tái)2的連接處設(shè)置有X向旋軸5，底座6與云臺(tái)2之間通過(guò)X向旋軸5軸連接；云臺(tái)2的兩側(cè)設(shè)置有Y向旋軸3，云臺(tái)2與可將光鏡頭安裝筒I、紅外鏡頭安裝筒12之間通過(guò)Y向旋軸3軸連接，X向旋軸5能夠帶動(dòng)云臺(tái)2在水平方向0-360度旋轉(zhuǎn)，Y向旋軸3能夠帶動(dòng)可將光鏡頭安裝筒I、紅外鏡頭安裝筒12在垂直方向-30 40度旋轉(zhuǎn)。可將光鏡頭安裝筒I內(nèi)固定安裝有可將光鏡頭，底座6內(nèi)設(shè)置有電源模塊，電源模塊與數(shù)據(jù)分析及處理模塊之間電連接。本發(fā)明紅外測(cè)溫儀的測(cè)溫方法，其中，包括如下步驟A、測(cè)量距離的步驟由激光測(cè)距儀測(cè)量待測(cè)點(diǎn)至激光測(cè)距儀的距離，激光發(fā)射器發(fā)射激光至待測(cè)點(diǎn)，接收器接受反饋信號(hào)，通過(guò)從發(fā)射到返回的時(shí)間計(jì)算待測(cè)點(diǎn)與激光測(cè)距儀之間的距離，為L(zhǎng)，單位米； B、測(cè)溫模塊得出待測(cè)點(diǎn)的溫度數(shù)值，為t ；C、分析及處理模塊根據(jù)天氣情況給出待測(cè)點(diǎn)的衰減系數(shù)，衰減系數(shù)Y氣為:晴天I ;陰霾天I. 2 ;輕霧天I. 3 ;濃霧天I. 5 ；D、根據(jù)A、B、C、三步中所得數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)分析及處理模塊根據(jù)設(shè)定的經(jīng)驗(yàn)公式得出待測(cè)點(diǎn)的實(shí)際溫度，為T ;所述經(jīng)驗(yàn)公式為T = t/1-O. 15* Y 氣 *log2000LE、根據(jù)所得溫度，數(shù)據(jù)分析處理模塊判斷待測(cè)點(diǎn)是否接近燃點(diǎn)，接近燃點(diǎn)則報(bào)警，
否則靜默。紅外測(cè)溫儀及其測(cè)溫方法在防火領(lǐng)域的應(yīng)用。本發(fā)明與背景技術(shù)中所述的遠(yuǎn)紅外探測(cè)一體機(jī)效果比較如下
權(quán)利要求
1.一種森林防火用紅外測(cè)溫儀，包括底座，云臺(tái)，可見(jiàn)光鏡頭安裝筒和紅外鏡頭安裝筒，其特征在于，所述紅外鏡頭安裝筒內(nèi)設(shè)置有紅外鏡頭和熱成像攝像機(jī)，所述熱成像攝像機(jī)上進(jìn)一步設(shè)置有紅外測(cè)溫模塊，所述紅外鏡頭安裝筒的側(cè)面進(jìn)一步設(shè)置有激光測(cè)距儀和測(cè)距儀安裝筒，所述測(cè)距儀安裝筒與所述紅外鏡頭安裝筒之間固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述森林防火用紅外測(cè)溫儀，其特征在于，所述紅外鏡頭與所述熱成像攝像機(jī)之間螺紋連接，所述云臺(tái)內(nèi)設(shè)置有數(shù)據(jù)分析及處理模塊，所述激光測(cè)距儀內(nèi)設(shè)置有激光測(cè)距模塊；所述紅外測(cè)溫模塊，所述激光測(cè)距模塊與所述數(shù)據(jù)分析及處理模塊之間電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述森林防火用紅外測(cè)溫儀，其特征在于，所述激光測(cè)距模塊包括激光發(fā)射器和接收器，所述激光測(cè)距儀固定安裝在所述測(cè)距儀安裝筒的內(nèi)部，所述熱成像攝像機(jī)固定安裝在所述紅外鏡頭安裝筒的內(nèi)部，所述紅外鏡頭安裝筒的底部設(shè)置有冷卻風(fēng)扇。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述森林防火用紅外測(cè)溫儀，其特征在于，所述底座與所述云臺(tái)的連接處設(shè)置有X向旋軸，所述底座與所述云臺(tái)之間通過(guò)所述X向旋軸軸連接；所述云臺(tái)的兩側(cè)設(shè)置有Y向旋軸，所述云臺(tái)與所述可將光鏡頭安裝筒、所述紅外鏡頭安裝筒之間通過(guò)所述Y向旋軸軸連接，所述X向旋軸能夠帶動(dòng)云臺(tái)在水平方向0-360度旋轉(zhuǎn),所述Y向旋軸能夠帶動(dòng)可將光鏡頭安裝筒、紅外鏡頭安裝筒在垂直方向-30 40度旋轉(zhuǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述森林防火用紅外測(cè)溫儀，其特征在于，所述可將光鏡頭安裝筒內(nèi)固定安裝有可將光鏡頭，所述底座內(nèi)設(shè)置有電源模塊，電源模塊與數(shù)據(jù)分析及處理模塊之間電連接。
6.一種如權(quán)利要求1-5任一所述深林防火用紅外測(cè)溫儀的測(cè)溫方法，其特征在于，包括如下步驟 A、測(cè)量距離的步驟由激光測(cè)距儀測(cè)量待測(cè)點(diǎn)至激光測(cè)距儀的距離，激光發(fā)射器發(fā)射激光至待測(cè)點(diǎn)，接收器接受反饋信號(hào)，通過(guò)從發(fā)射到返回的時(shí)間計(jì)算待測(cè)點(diǎn)與激光測(cè)距儀之間的距離，為L(zhǎng)，單位米； B、測(cè)溫模塊得出待測(cè)點(diǎn)的溫度數(shù)值，為t； C、分析及處理模塊根據(jù)天氣情況給出待測(cè)點(diǎn)的衰減系數(shù)，衰減系數(shù)Y氣為:晴天I;陰霾天I. 2 ;輕霧天I. 3 ;濃霧天I. 5 ； D、根據(jù)A、B、C、三步中所得數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)分析及處理模塊根據(jù)設(shè)定的經(jīng)驗(yàn)公式得出待測(cè)點(diǎn)的實(shí)際溫度，為T ;所述經(jīng)驗(yàn)公式為T = t/1-O. 15* Y 氣 *log2_L E、根據(jù)所得溫度，數(shù)據(jù)分析處理模塊判斷待測(cè)點(diǎn)是否接近燃點(diǎn)，接近燃點(diǎn)則報(bào)警，否則靜默。
7.—種如權(quán)利要求1-6任一所述紅外測(cè)溫儀及其測(cè)溫方法在防火領(lǐng)域的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種森林防火用紅外測(cè)溫儀，包括底座，云臺(tái)，可見(jiàn)光鏡頭安裝筒和紅外鏡頭安裝筒，其中，紅外鏡頭安裝筒內(nèi)設(shè)置有紅外鏡頭和熱成像攝像機(jī)，熱成像攝像機(jī)上進(jìn)一步設(shè)置有紅外測(cè)溫模塊，紅外鏡頭安裝筒的側(cè)面進(jìn)一步設(shè)置有激光測(cè)距儀和測(cè)距儀安裝筒，測(cè)距儀安裝筒與紅外鏡頭安裝筒之間固定連接。紅外鏡頭與所述熱成像攝像機(jī)之間螺紋連接，云臺(tái)內(nèi)設(shè)置有數(shù)據(jù)分析及處理模塊，激光測(cè)距儀內(nèi)設(shè)置有激光測(cè)距模塊；紅外測(cè)溫模塊，激光測(cè)距模塊與數(shù)據(jù)分析及處理模塊之間電連接。激光測(cè)距模塊包括激光發(fā)射器和接收器。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，測(cè)溫準(zhǔn)確，能夠在溫度到達(dá)燃點(diǎn)之前就報(bào)警，且準(zhǔn)確率高，無(wú)需人工核實(shí)火情。
文檔編號(hào)G01J5/00GK102928083SQ20121039039
公開(kāi)日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月29日
發(fā)明者逄增倫, 邵長(zhǎng)久, 孟德成, 逄增輝 申請(qǐng)人:青島浩海網(wǎng)絡(luò)科技股份有限公司