本實用新型涉及數據識別技術領域，具體涉及一種氣體泄漏檢測裝置。

背景技術：

隨著檢測技術的發(fā)展，依據各種氣體的自身特性延伸出了多種泄漏檢測方法。然而，現有技術中采用不同工作原理的各種泄漏檢測技術都有自身的優(yōu)勢和不足。負電暈檢測技術的設備結構簡單、成本低，但是測試干擾因素較多，抗干擾能力差且傳感器壽命短；電子捕獲檢測技術對具備電負性的物質分析很有效，但該種技術使用放射源和高壓載氣瓶，無法滿足快速和安全的測試要求；負離子捕獲檢測技術與電子捕獲技術原理類似，但其成本高、反應慢。紫外電離檢測技術雖結構簡單，相應速度快，但對泄漏部位定位性能差，檢測誤差隨環(huán)境變化大，很難做到精確定位和定量檢測。

技術實現要素：

為解決上述技術問題，本實用新型的目的在于：提供一種氣體泄漏檢測裝置，采用紅外檢測手段提高氣體泄漏檢測精度，直觀顯示測量結果。

本實用新型為解決其技術問題所采用的技術方案為：

所述氣體泄漏檢測裝置，包括殼體，殼體內設主控芯片，主控芯片連接紅外成像模塊、顯示模塊和電源模塊，電源模塊為其余各模塊供電，所述紅外成像模塊包括順次排列設置的紅外鏡頭、紅外窗口和紅外圖像傳感器。

本實用新型機械結構依照國標GB3836進行生產組裝，符合防爆標準。電源模塊可采用12V蓄電池，并通過電壓轉換電路轉換成本機各個部件所需要的直流低壓電源，電壓轉換電路采用現有電路即可，對應電源模塊設置控制開關，控制電源的開斷，紅外圖像傳感器的數字信號處理電路將紅外透鏡接收的紅外圖像轉換成視頻信號傳遞至主控芯片，主控芯片根據紅外圖像傳感器采集結果判斷是否有氣體泄漏，并通過顯示模塊對檢測結果進行顯示，操作者可直接看到檢測結果，檢測獲得的圖像或視頻可通過存儲模塊進行存儲，需要時可進行調取查看。

所述顯示模塊包括普通顯示模塊和強光顯示模塊，所述普通顯示模塊與殼體鉸接，普通顯示模塊背面設置控制按鍵，強光顯示模塊包括屏筒和顯示屏，顯示屏固定于屏筒內，所述普通顯示模塊、控制按鍵和顯示屏分別與主控芯片相連，在普通光強照射下，可直接采用普通顯示模塊讀取紅外成像模塊獲得的紅外圖像，在光照較強的環(huán)境下，普通顯示模塊顯示效果降低，操作者不能正常讀取圖像，因此設置強光顯示模塊，將顯示屏置于屏筒內，屏筒可阻擋外部強光直接作用于顯示屏，操作者可順通過屏筒讀取顯示屏上的紅外圖像，通過控制按鍵可對裝置進行指令操作，例如裝置開關，圖像信號的隨即實時記錄存儲，圖像信息的定時錄制、分時錄制及錄像品質選擇等；所述普通顯示模塊采用液晶顯示屏。

氣體泄漏檢測裝置還包括可見光攝像頭，所述可見光攝像頭與主控芯片相連，可見光攝像頭用于檢測現場圖片或視頻拍攝。

所述殼體上設置視頻信號輸出接口和USB接口，所述視頻信號輸出接口和USB接口均與主控芯片相連，通過接口輸出視頻信號可外接通用的彩色或黑白的電視監(jiān)視器；USB接口可以使本裝置再連接機外的其它電腦設備，存儲錄像文件或再進一步整理、編輯。

與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果：

本實用新型采用紅外檢測手段提高氣體泄漏檢測精度，直觀顯示測量結果，并能根據外界環(huán)境的光照強度選擇合適的顯示模塊進行顯示。電源模塊可采用12V蓄電池，并通過電壓轉換電路轉換成本機各個部件所需要的直流低壓電源，對應電源模塊設置控制開關，控制電源的開斷，紅外圖像傳感器的數字信號處理電路將紅外透鏡接收的紅外圖像轉換成視頻信號，視頻信號經過顯示模塊驅動電路在顯示模塊上進行顯示，操作者可直接看到檢測結果，檢測獲得的圖像或視頻可通過存儲模塊進行存儲，需要時可進行調取查看。

附圖說明

圖1是實施例1正視圖。

圖2是實施例1使用狀態(tài)左視圖。

圖3是實施例1使用狀態(tài)俯視圖。

圖中：1、殼體；2、電源模塊；3、紅外鏡頭；4、紅外窗口；5、普通顯示模塊；6、強光顯示模塊；7、控制按鍵；8、可見光攝像頭；9、USB接口。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型實施例做進一步描述：

實施例1：

如圖1-3所示，本實施例所述一種氣體泄漏檢測裝置，包括殼體1，殼體1內設主控芯片，主控芯片連接紅外成像模塊、顯示模塊和電源模塊2，電源模塊2為其余各模塊供電，所述紅外成像模塊包括順次排列設置的紅外鏡頭3、紅外窗口4和紅外圖像傳感器，紅外圖像傳感器設于殼體1內部，圖1-3中均未示出。

所述顯示模塊包括普通顯示模塊5和強光顯示模塊6，所述普通顯示模塊5與殼體1鉸接，普通顯示模塊5背面設置控制按鍵7，強光顯示模塊6包括屏筒和顯示屏，顯示屏固定于屏筒內，所述普通顯示模塊5、控制按鍵7和顯示屏分別與主控芯片相連，在普通光強照射下，可直接采用普通顯示模塊5讀取紅外成像模塊獲得的紅外圖像，在光照較強的環(huán)境下，普通顯示模塊5顯示效果降低，操作者不能正常讀取圖像，因此設置強光顯示模塊6，將顯示屏置于屏筒內，屏筒可阻擋外部強光直接作用于顯示屏，操作者可順通過屏筒讀取顯示屏上的紅外圖像，通過控制按鍵7可對裝置進行指令操作，例如裝置開關，圖像信號的隨即實時記錄存儲，圖像信息的定時錄制、分時錄制及錄像品質選擇等；所述普通顯示模塊5采用液晶顯示屏，液晶顯示屏可通過轉軸繞外殼實現270度旋轉，具體機械結構屬于本領域技術人員公知技術，此處不贅述；氣體泄漏檢測裝置還包括可見光攝像頭8，所述可見光攝像頭8與主控芯片相連，可見光攝像頭8用于檢測現場圖片或視頻拍攝；殼體1上設置視頻信號輸出接口和USB接口9，所述視頻信號輸出接口和USB接口9均與主控芯片相連，通過接口輸出視頻信號可外接通用的彩色或黑白的電視監(jiān)視器；USB接口9可以使本裝置再連接機外的其它電腦設備，存儲錄像文件或再進一步整理、編輯。

本實用新型能夠提高氣體泄漏檢測精度，直觀顯示測量結果，并能根據外界環(huán)境的光照強度選擇合適的顯示模塊進行顯示。裝置機械結構依照國標GB3836進行生產組裝，符合防爆標準。使用時，電源模塊2可采用12V蓄電池，并通過電壓轉換電路轉換成本機各個部件所需要的直流低壓電源，對應電源模塊2設置控制開關，控制電源的開斷，紅外圖像傳感器的數字信號處理電路將紅外透鏡3接收的紅外圖像轉換成視頻信號傳遞至主控芯片，主控芯片根據紅外圖像傳感器采集結果判斷是否有氣體泄漏，并通過顯示模塊對檢測結果進行顯示，操作者可直接看到檢測結果，檢測獲得的圖像或視頻可通過存儲模塊進行存儲，需要時可進行調取查看。

本實用新型具體檢測過程如下：

步驟一，分別采集紅外圖像傳感器在各溫度值下的響應數據，采用兩點校正法，利用公式(1)和公式(2)分別計算各溫度段的增益系數G_ij和偏置系數Q_ij，

$G_{ij}=\frac{V_H-V_L}{X_{ij}\left(H\right)-X_{ij}\left(L\right)}---\left(1\right)$

$Q_{ij}=\frac{V_H{X}_{ij}\left(L\right)-V_L{X}_{ij}\left(H\right)}{X_{ij}\left(L\right)-X_{ij}\left(H\right)}---\left(2\right)$

其中X_ij(H)和X_ij(L)分別為像元(i,j)在高溫和低溫均勻輻射背景下的響應，V_H和V_L分別為焦平面陣列中所有像元的平均輸出；

步驟二，對各溫度段的增益系數G_ij和偏置系數Q_ij分別進行存儲；

步驟三，主控芯片讀取各溫度段的增益系數Gij和偏置系數Qij；

步驟四，主控芯片存儲采集的紅外圖像；

步驟五，利用紅外圖像紋理和邊緣特征對紅外圖像中的氣體區(qū)域進行識別；

步驟六，利用紅外圖像溫度檢測算法對非氣體區(qū)域的圖像各點溫度進行檢測；

步驟七，根據圖像各點溫度，將非氣體區(qū)域的圖像進行分區(qū)；

步驟八，計算分割后的各分區(qū)圖像中各點的平均溫度，然后根據平均溫度值讀取相應的增益系數G_ij和偏置系數Q_ij，利用公式(3)完成非均勻校正，并保存校正后的圖像數據，

Y_ij＝G_ijX_ij(φ)+Q_ij (3)

其中X_ij(φ)表示均勻輻照度條件下紅外圖像傳感器輸出的圖像；

步驟九，主控芯片根據紅外圖像傳感器輸出的圖像判斷是否存在氣體泄漏。

所述氣體泄漏檢測裝置主控芯片采用FPGA，增益系數G_ij和偏置系數Q_ij讀入到FPGA的內部RAM中利用FPGA并行處理的特點，分別對多個區(qū)域同時進行分均勻校正，提高數據處理效率。

步驟五中氣體區(qū)域識別依據的紋理特征分別為氣體自身的細膩性、相關性和自相似性，其中，角二階矩反映氣體的細膩性，相關矩反映氣體的相關性，分形維數反映氣體的自相似性，角二階矩、相關矩和分形維數的計算公式分別如公式(4)、(5)和(6)所示：

$ASM=\underset{x=0}{\overset{l-1}{\Σ}}{p}^2(x,y)---\left(4\right)$

$CORRLN=\frac{\underset{x=0}{\overset{l-1}{\Σ}}\underset{y=0}{\overset{l-1}{\Σ}}xyp(x,y)-m_1{m}_2}{s_1^2{s}_2^2}---\left(5\right)$

$D=\frac{log\left(N_r\right)}{log(1/r)}---\left(6\right)$

其中p(x,y)為歸一化后的灰度共生矩陣值，(x,y)為像素點的坐標值，m₁、m₂、和分別為(x,y)的均值和方差，N_r表示覆蓋整個圖像所需的盒子數，r為圖像劃分的尺度。

步驟五利用紋理特征完成氣體區(qū)域檢測后，利用Sobel算子對氣體的邊緣進行檢測。

需要說明的是，本實用新型在上述步驟執(zhí)行中所依賴的計算機程序屬于本領域技術人員公知技術，不屬于改進內容，本實用新型創(chuàng)新重點為裝置的硬件連接關系和機械結構，上述硬件連接關系和機械結構為氣體檢測實現的先決條件，沒有該硬件連接關系，一切都是空談。