本發(fā)明涉及紅外成像技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種制冷紅外熱像儀。

背景技術(shù)：

隨著電力事業(yè)的發(fā)展，sf6作為極基優(yōu)越的絕緣，滅弧介質(zhì)廣泛應(yīng)用于全世界電力行業(yè)中的高壓路器及變電設(shè)備中。當(dāng)今，它幾乎成為高壓、超高壓斷路器和gis中唯一的絕緣介質(zhì)。純凈的sf6氣體無色、無味、不燃，在常溫下化學(xué)性能特別穩(wěn)定，是空氣比重的5倍多。但在電力系統(tǒng)中，在電弧局部放電、高溫等因素影響下，sf6氣體會進(jìn)行分解。它的分解物遇水后會生成腐蝕性電解質(zhì)，尤其是某些高毒性分解物，如sf4、s2f2、sof2、hf、so2等，人體大量吸入會引起頭暈和肺水腫，甚至昏迷及死亡。在相對密封的室內(nèi)，由于空氣流通不暢，sf6及其分解物在室內(nèi)沉積，加上sf6氣體無色、無味，從而對巡視、檢修人員產(chǎn)生極大的危害。例如當(dāng)裝有sf6設(shè)備的配電室如gis產(chǎn)生泄漏后，sf6氣體積聚在地坪上方低層空間，當(dāng)達(dá)到一定濃度后，如果工作人員進(jìn)入室內(nèi)，會造成大腦缺氧，使人窒息，甚至昏迷及死亡，從而造成重大安全事故。正是由于sf6氣體的危害性，《電業(yè)安全工作規(guī)程》(發(fā)電廠和變電站部分)特別規(guī)定，裝有sf6設(shè)備的配電室必須保證sf6氣體濃度小于1000ppm，除須裝設(shè)強力通風(fēng)裝置外，還必須安裝能報警的氧量儀和sf6氣體濃度檢測報警儀等。

目前常用的檢測sf6的方法有四種：1，電化學(xué)技術(shù)：費加羅傳感器或鹵素氣體傳感器；2，高壓擊穿技術(shù)；3，紅外光譜技術(shù)；4，電子捕獲ecd原理。參考下面表格，通過把體積比濃度為100ppm的sf6氣體放入密封容器，分別采用以上四種方法的設(shè)備進(jìn)行實驗并通過pc分析結(jié)論如下：

可見，真正能定性定量檢測到sf6只有依據(jù)紅外光譜技術(shù)的制冷紅外成像儀。另外，制冷紅外成像儀還能檢測到氨、乙基氰基丙烯酸酯、二氧化氯、乙酸、氯二氟甲烷、乙烯、丁酮等。然而，現(xiàn)有的紅外成像儀在探測氣體時，背景物體的成像弱化，使整個畫面無層次感，難于分辨泄漏點的具體位置。

故而，現(xiàn)有技術(shù)存在不能夠精確查找sf6泄漏點的缺陷。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于上述問題，提出了本發(fā)明以便提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的紅外熱像儀。

第一方面，本發(fā)明實施例中提供了一種紅外熱像儀，包括：基座、及安裝在所述基座上的紅外機芯、多濾光片切換機構(gòu)和紅外鏡頭，所述紅外機芯控制多濾光片切換機構(gòu)在所述紅外鏡頭的光路上進(jìn)行切換，使所述紅外鏡頭分別對經(jīng)濾光片過濾前后的氣體云背景圖像進(jìn)行拍攝，并對所述經(jīng)濾光片過濾前后的氣體云背景圖像進(jìn)行融合成像。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明在第一方面的第一種實現(xiàn)方式中，所述多濾光片切換機構(gòu)包括編碼器、電機、切換支架、以及安裝在所述切換支架上的多個濾光片，所述切換支架分別與編碼器、電機連接；所述編碼器、電機分別與所述紅外機芯連接；所述紅外機芯根據(jù)所述編碼器的輸出信號，控制所述電機帶動所述切換支架旋轉(zhuǎn)，使安裝在所述切換支架上的濾光片在所述紅外鏡頭的光路上進(jìn)行切換。

結(jié)合第一方面的第一種實現(xiàn)方式，本發(fā)明在第一方面的第二種實現(xiàn)方式中，所述紅外機芯包括紅外探測器、分別與所述紅外探測器、編碼器、電機、紅外鏡頭連接的主控制器。

結(jié)合第一方面的第二種實現(xiàn)方式，本發(fā)明在第一方面的第三種實現(xiàn)方式中，所述主控制器包括：

紅外探測單元，用于與所述紅外探測器連接，分析獲得所述紅外探測器的暴光特性；

切換支架監(jiān)測單元，與所述編碼器連接，用于接收所述編碼器輸出信號，獲得所述切換支架的當(dāng)前角位移信息；

電機控制單元，與所述電機、紅外探測單元分別連接，用于根據(jù)所述紅外探測單元獲得的所述紅外探測器的暴光特性，以及所述切換支架監(jiān)測單元獲得的所述切換支架的當(dāng)前角位移信息控制所述電機的轉(zhuǎn)動，使得所述切換支架上的濾光片在所述紅外鏡頭的拍攝時間點準(zhǔn)確地出現(xiàn)在所述紅外鏡頭的光路中心上；

紅外鏡頭拍攝單元，與所述紅外鏡頭連接，用于控制所述紅外鏡頭分別對經(jīng)濾光片過濾前后的氣體云背景圖像進(jìn)行拍攝，獲得經(jīng)濾光片過濾前后的氣體云背景圖像；

圖像融合單元，與所述紅外鏡頭拍攝單元、紅外探測單元連接，用于對所述紅外鏡頭拍攝單元獲得的所述經(jīng)濾光片過濾前后的氣體云背景圖像進(jìn)行融合成像。

結(jié)合第一方面的第三種實現(xiàn)方式，本發(fā)明在第一方面的第四種實現(xiàn)方式中，所述主控制器還包括時間點設(shè)定單元，與所述紅外探測單元連接，用于根據(jù)所述紅外探測單元獲得的所述紅外探測器的暴光特性，計算設(shè)定所述紅外鏡頭的拍攝時間點；

所述電機控制單元，與所述電機、時間點設(shè)定單元連接，用于根據(jù)所述時間點設(shè)定單元設(shè)定的所述紅外鏡頭的拍攝時間點，以及所述切換支架監(jiān)測單元獲得的所述切換支架的當(dāng)前角位移信息控制所述電機的轉(zhuǎn)動，使得所述切換支架上的濾光片按照設(shè)定的所述紅外鏡頭的拍攝時間點準(zhǔn)確出現(xiàn)在所述紅外鏡頭的光路中心上。

結(jié)合第一方面的第一種實現(xiàn)方式，本發(fā)明在第一方面的第五種實現(xiàn)方式中，還包括圖像輸出單元，與所述主控制器連接，用于進(jìn)行圖像輸出顯示。

結(jié)合第一方面的第一種實現(xiàn)方式，本發(fā)明在第一方面的第六種實現(xiàn)方式中，還包括存儲器，與所述主控制器連接。

結(jié)合第一方面的第一種實現(xiàn)方式，本發(fā)明在第一方面的第七種實現(xiàn)方式中，還包括電源。

本申請實施例中提供的技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點：

本發(fā)明公開了一種紅外熱像儀，包括基座、及安裝在所述基座上的紅外機芯、多濾光片切換機構(gòu)和紅外鏡頭，所述紅外機芯控制多濾光片切換機構(gòu)在所述紅外鏡頭的光路上進(jìn)行切換，使所述紅外鏡頭分別對經(jīng)濾光片過濾前后的氣體云背景圖像進(jìn)行拍攝，并對所述經(jīng)濾光片過濾前后的氣體云背景圖像進(jìn)行融合成像，即紅外機芯控制紅外鏡頭分別在有濾光片和無濾光片的情況下對氣體云背景圖像進(jìn)行拍攝并對拍攝到的氣體云背景圖像進(jìn)行融合，由此可以使背景物體的成像強化，使整個畫面更有層次感，易于分辨sf6泄漏點的具體位置。故而使用本發(fā)明紅外熱像儀能夠精確查找sf6泄漏點。

上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉本發(fā)明的具體實施方式。

附圖說明

通過閱讀下文優(yōu)選實施方式的詳細(xì)描述，各種其他的優(yōu)點和益處對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實施方式的目的，而并不認(rèn)為是對本發(fā)明的限制。而且在整個附圖中，用相同的參考符號表示相同的部件。在附圖中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的一種紅外熱像儀的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的一種紅外熱像儀的多濾光片的切換機構(gòu)的組成示意圖；

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的sf6氣體的光譜吸收波段示意圖；

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的經(jīng)濾光片過濾前后的兩幅無融合的圖像對比圖；

圖5示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的進(jìn)行融合成像前后的圖像對比圖；

圖6示出了根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的一種紅外熱像儀的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本公開的示例性實施例。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實施例，然而應(yīng)當(dāng)理解，可以以各種形式實現(xiàn)本公開而不應(yīng)被這里闡述的實施例所限制。相反，提供這些實施例是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠?qū)⒈竟_的范圍完整的傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。

本發(fā)明實施例提供了一種紅外熱像儀，目的是為了可以使背景物體的成像強化，使整個畫面更有層次感，易于分辨sf6泄漏點的具體位置，能夠精確查找sf6泄漏點。

下面請參看圖1，本發(fā)明公開了一種紅外熱像儀，包括：基座4、及安裝在所述基座4上的紅外機芯1、多濾光片切換機構(gòu)2和紅外鏡頭3，所述紅外機芯1控制多濾光片切換機構(gòu)2在所述紅外鏡頭3的光路上進(jìn)行切換，使所述紅外鏡頭3分別對經(jīng)濾光片過濾前后的氣體云背景圖像進(jìn)行拍攝，并對所述經(jīng)濾光片過濾前后的氣體云背景圖像進(jìn)行融合成像。

具體的說，紅外機芯1、紅外鏡頭3和濾光片切換機構(gòu)2安裝到基座4上，加電后，紅外機芯1帶動所有有源器件工作，紅外機芯1和紅外鏡頭3將紅外光聚集成像到紅外機芯1的探測器的焦平面上。通過紅外鏡頭3，紅外波段(10微米～11微米)光譜成像紅外機芯1的探測器的焦平面上，存在溫度差的目標(biāo)物體在焦平面上形成了對比度不一樣的圖像。紅外機芯1通過光電轉(zhuǎn)換、電信號處理等手段將目標(biāo)物理的溫度分布圖像轉(zhuǎn)換為視頻圖像。

需要說明的是，本發(fā)明利用熱成像原理，在沒有濾光片的情況下，由于泄漏的氣體在其它相對高能量高熱量的物體做背景下，或者說它本身能量很低，所以從成像效果上氣體就看著不明顯，從而很難找出泄露點，但是這種情況下看氣體周邊的物體是非常明顯的，記錄下此時的圖像；加上這個特定的濾光片(濾光片可以過濾掉10～11um以外波長的紅外光譜)之后，基本上就只能看到這個10～11um波長以內(nèi)的，而sf6的吸收光譜在10.6um左右，所以從成像上氣體就會看著很明顯，但氣體周邊的物體看著效果就不好了，記錄下此時圖像，然后將記錄下的兩種圖像經(jīng)過算法融合，就能在融合后的圖像上找到泄漏點。

作為一種可選的實施方式，如圖2所示，所述多濾光片切換機構(gòu)2包括編碼器6、電機5、切換支架7、以及安裝在所述切換支架7上的多個濾光片8，所述切換支架7分別與編碼器6、電機5連接；所述編碼器6、電機5分別與所述紅外機芯1連接；所述紅外機芯1根據(jù)所述編碼器6的輸出信號，控制所述電機5帶動所述切換支架7旋轉(zhuǎn)，使安裝在所述切換支架7上的濾光片8在所述紅外鏡頭3的光路上進(jìn)行切換。

需要說明的是，濾光片切換機構(gòu)2在紅外機芯1的控制下工作，電機5帶動支架7旋轉(zhuǎn)，光路上有濾光片8時，圖像中背景成像對比度差而氣體云成像強，記錄此時成像。光路上無濾光片8時，圖像中背景成像對比度強而氣體云成像差，再記錄此時成像，圖4中為過濾前后的兩幅圖像對比。濾光片能夠濾掉10～11微米以外的紅外光譜，圖3為sf6的吸收光譜分布圖。

氣體成像的原理：1，氣體吸收波段，紅外機芯①(相機)可以看到紅外輻射；2，氣體云有一個輻射背景；3，氣體云的表面溫度必須與背景不同；4，氣體云的運動能提升氣體的可見度。

作為一種可選的實施方式，如圖6所示，所述紅外機芯1包括紅外探測器11、分別與所述紅外探測器11、編碼器6、電機5、紅外鏡頭3連接的主控制器12。

當(dāng)然，本發(fā)明紅外熱像儀，還包括電源9、存儲器10和圖像輸出單元13。電源9可為紅外熱像儀的有源設(shè)備提供電源；存儲器10可為紅外熱像儀的成像過程中的各種數(shù)據(jù)和圖像進(jìn)行存儲；圖像輸出單元13，可為紅外熱像儀的成像過程中的各種數(shù)據(jù)和圖像進(jìn)行輸出顯示。

作為一種可選的實施方式，所述主控制器包括：

紅外探測單元，用于與所述紅外探測器連接，分析獲得所述紅外探測器的暴光特性；

切換支架監(jiān)測單元，與所述編碼器連接，用于接收所述編碼器輸出信號，獲得所述切換支架的當(dāng)前角位移信息；

電機控制單元，與所述電機、紅外探測單元分別連接，用于根據(jù)所述紅外探測單元獲得的所述紅外探測器的暴光特性，以及所述切換支架監(jiān)測單元獲得的所述切換支架的當(dāng)前角位移信息控制所述電機的轉(zhuǎn)動，使得所述切換支架上的濾光片在所述紅外鏡頭的拍攝時間點準(zhǔn)確地出現(xiàn)在所述紅外鏡頭的光路中心上；

紅外鏡頭拍攝單元，與所述紅外鏡頭連接，用于控制所述紅外鏡頭分別對經(jīng)濾光片過濾前后氣體云背景圖像進(jìn)行拍攝，獲得經(jīng)濾光片過濾前后的氣體云背景圖像；

圖像融合單元，與所述紅外鏡頭拍攝單元連接，用于對所述紅外鏡頭拍攝單元獲得的所述經(jīng)濾光片過濾前后的氣體云背景圖像進(jìn)行融合成像。

作為一種可選的實施方式，所述主控制器還包括時間點設(shè)定單元，與所述紅外探測單元連接，用于根據(jù)所述紅外探測單元獲得的所述紅外探測器的暴光特性，計算設(shè)定所述紅外鏡頭的拍攝時間點；

所述電機控制單元，與所述電機、時間點設(shè)定單元連接，用于根據(jù)所述時間點設(shè)定單元設(shè)定的所述紅外鏡頭的拍攝時間點，以及所述切換支架監(jiān)測單元獲得的所述切換支架的當(dāng)前角位移信息控制所述電機的轉(zhuǎn)動，使得所述切換支架上的濾光片按照設(shè)定的所述紅外鏡頭的拍攝時間點準(zhǔn)確出現(xiàn)在所述紅外鏡頭的光路中心上。

憑借編碼器6的數(shù)據(jù)處理，給電機5一個曲線控制電壓，電機5扭力帶動支架7旋轉(zhuǎn)，讓其帶動安裝在支架7上的濾光片8按照設(shè)定的時間點準(zhǔn)確出現(xiàn)在紅外鏡頭3與紅外機芯1之間的光路中心上，而設(shè)定的時間點是由紅外探測器的暴光特性給擬合出的，最后得到一系列融合的圖像。

本發(fā)明的有益效果：通過圖5所示，補償處理前后的兩幅圖像對比，本發(fā)明能得到比普通氣體泄漏檢測設(shè)備直接成像技術(shù)更好的圖像畫面。

在此提供的算法和顯示不與任何特定計算機、虛擬系統(tǒng)或者其它設(shè)備固有相關(guān)。各種通用系統(tǒng)也可以與基于在此的示教一起使用。根據(jù)上面的描述，構(gòu)造這類系統(tǒng)所要求的結(jié)構(gòu)是顯而易見的。此外，本發(fā)明也不針對任何特定編程語言。應(yīng)當(dāng)明白，可以利用各種編程語言實現(xiàn)在此描述的本發(fā)明的內(nèi)容，并且上面對特定語言所做的描述是為了披露本發(fā)明的最佳實施方式。

在此處所提供的說明書中，說明了大量具體細(xì)節(jié)。然而，能夠理解，本發(fā)明的實施例可以在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實踐。在一些實例中，并未詳細(xì)示出公知的方法、結(jié)構(gòu)和技術(shù)，以便不模糊對本說明書的理解。

類似地，應(yīng)當(dāng)理解，為了精簡本公開并幫助理解各個發(fā)明方面中的一個或多個，在上面對本發(fā)明的示例性實施例的描述中，本發(fā)明的各個特征有時被一起分組到單個實施例、圖、或者對其的描述中。然而，并不應(yīng)將該公開的方法解釋成反映如下意圖：即所要求保護(hù)的本發(fā)明要求比在每個權(quán)利要求中所明確記載的特征更多的特征。更確切地說，如下面的權(quán)利要求書所反映的那樣，發(fā)明方面在于少于前面公開的單個實施例的所有特征。因此，遵循具體實施方式的權(quán)利要求書由此明確地并入該具體實施方式，其中每個權(quán)利要求本身都作為本發(fā)明的單獨實施例。

本領(lǐng)域那些技術(shù)人員可以理解，可以對實施例中的設(shè)備中的模塊進(jìn)行自適應(yīng)性地改變并且把它們設(shè)置在與該實施例不同的一個或多個設(shè)備中?？梢园褜嵤├械哪K或單元或組件組合成一個模塊或單元或組件，以及此外可以把它們分成多個子模塊或子單元或子組件。除了這樣的特征和/或過程或者單元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何組合對本說明書(包括伴隨的權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的所有特征以及如此公開的任何方法或者設(shè)備的所有過程或單元進(jìn)行組合。除非另外明確陳述，本說明書(包括伴隨的權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的每個特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征來代替。

此外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解，盡管在此的一些實施例包括其它實施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同實施例的特征的組合意味著處于本發(fā)明的范圍之內(nèi)并且形成不同的實施例。例如，在下面的權(quán)利要求書中，所要求保護(hù)的實施例的任意之一都可以以任意的組合方式來使用。

本發(fā)明的各個部件實施例可以以硬件實現(xiàn)，或者以在一個或者多個處理器上運行的軟件模塊實現(xiàn)，或者以它們的組合實現(xiàn)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在實踐中使用微處理器或者數(shù)字信號處理器(dsp)來實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明實施例的網(wǎng)關(guān)、代理服務(wù)器、系統(tǒng)中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本發(fā)明還可以實現(xiàn)為用于執(zhí)行這里所描述的方法的一部分或者全部的設(shè)備或者裝置程序(例如，計算機程序和計算機程序產(chǎn)品)。這樣的實現(xiàn)本發(fā)明的程序可以存儲在計算機可讀介質(zhì)上，或者可以具有一個或者多個信號的形式。這樣的信號可以從因特網(wǎng)網(wǎng)站上下載得到，或者在載體信號上提供，或者以任何其他形式提供。

應(yīng)該注意的是上述實施例對本發(fā)明進(jìn)行說明而不是對本發(fā)明進(jìn)行限制，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離所附權(quán)利要求的范圍的情況下可設(shè)計出替換實施例。在權(quán)利要求中，不應(yīng)將位于括號之間的任何參考符號構(gòu)造成對權(quán)利要求的限制。單詞“包含”不排除存在未列在權(quán)利要求中的元件或步驟。位于元件之前的單詞“一”或“一個”不排除存在多個這樣的元件。本發(fā)明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于適當(dāng)編程的計算機來實現(xiàn)。在列舉了若干裝置的單元權(quán)利要求中，這些裝置中的若干個可以是通過同一個硬件項來具體體現(xiàn)。單詞、第二、以及第三等的使用不表示任何順序?？蓪⑦@些單詞解釋為名稱。