一種可用于熱紅外成像的樣品檢測室的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種可用于熱紅外成像的樣品檢測室，包括透明的腔室，所述腔室安裝有CCD相機和熱紅外相機；其中，所述腔室的頂部設(shè)有旋轉(zhuǎn)支架，CCD相機和熱紅外相機安裝在旋轉(zhuǎn)支架上并可交替使用；腔室內(nèi)設(shè)有采集信息用的溫度傳感器和濕度傳感器，以及用于室內(nèi)環(huán)境調(diào)控的制冷器、干濕風(fēng)裝置和制熱器；腔室的四周設(shè)置可開啟的雙層玻璃，并配置可升降的卷簾；腔室內(nèi)的頂部兩側(cè)分別設(shè)置LED光源，腔室中間安裝有可旋轉(zhuǎn)升降平移的位移臺。本實用新型可以根據(jù)采集圖像的不同實現(xiàn)不同相機的切換，且具有樣品到熱紅外成像儀的檢測裝置距離可調(diào)、腔室內(nèi)部溫度、濕度、光源可控，避免了熱紅外成像儀在檢測樣品的過程中受環(huán)境影響而造成的實驗誤差。
【專利說明】
一種可用于熱紅外成像的樣品檢測室
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及熱紅外成像檢測技術(shù)，具體涉及一種可用于熱紅外成像的樣品檢測室?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]熱紅外成像運用光電技術(shù)檢測物體熱輻射的紅外線特定波段信號，將該信號轉(zhuǎn)換成可供人類視覺分辨的圖像和圖形，并可以進(jìn)一步計算出溫度值。隨著圖像處理及熱成像精度的提高，熱紅外成像技術(shù)越來越多的應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品的檢測，如果蔬品質(zhì)分級、植物病蟲害檢測，并且取得了較好的效果。
[0003]隨著應(yīng)用范圍的拓寬，熱紅外在小溫差實驗檢測中的缺陷也越來越突出，由于農(nóng)產(chǎn)品自身損傷或病害與完好部分所存在的溫差較小，導(dǎo)致實驗結(jié)果易受環(huán)境影響，造成誤差。
[0004]針對上述的問題，當(dāng)前解決問題的主要方法是對農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行加熱或冷藏處理，人為的制造誤差，但這種處理往往造成農(nóng)產(chǎn)品內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)和營養(yǎng)成分的破壞，所以實現(xiàn)樣品室內(nèi)部溫濕度的控制調(diào)節(jié)，維持實驗所需溫濕度對熱紅外圖像的采集具有重要意義。
[0005]除此，熱紅外圖像在采集的過程需要與RGB圖像配套同時采集，做到保證靶樣品同位置同姿態(tài)采集需要多傳感器的配合，目前已有的設(shè)備中雖有些可以做到RGB圖像和熱紅外圖像同機拍攝，但是因攝像頭焦距及視場角的差異無法實現(xiàn)圖像的完全吻合，對后期圖像處理帶來問題。而且熱紅外相機在拍攝靶樣品室，因樣品大小不一、形態(tài)各異造成相機對焦不準(zhǔn)確，識別不清晰等問題?！緦嵱眯滦蛢?nèi)容】
[0006]為了解決【背景技術(shù)】中存在的問題，本實用新型的目的在于提供一種適用于熱紅外成像的樣品檢測室，該裝置既可以實現(xiàn)兩個相機同位置拍攝，實現(xiàn)靶樣品到相機距離的三維自動調(diào)節(jié)，又可以實現(xiàn)腔室內(nèi)溫濕度的調(diào)節(jié)控制，避免了熱紅外成像儀在檢測樣品的過程中受環(huán)境影響而造成的實驗誤差。
[0007]為了達(dá)到上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是:
[0008]—種可用于熱紅外成像的樣品檢測室，包括圖像采集單元、溫濕度控制裝置單元、 腔體裝置部分；
[0009]圖像信息采集單元:包括PC機、CCD相機、熱紅外相機、DSP控制器，其中CCD相機、熱紅外相機與PC機相連，PC機與DSP控制器電連接，DSP控制器分別與位移臺控制箱、舵機驅(qū)動單元相連，進(jìn)行調(diào)控；
[0010]溫濕度控裝置單元:包括采集模塊(溫濕度傳感器)、調(diào)控模塊(制冷器、干濕風(fēng)裝置、加熱器)、PLC控制器及繼電器，將采集模塊與調(diào)控模塊通過PLC控制器連接，調(diào)控模塊通過繼電器控制開閉；
[0011]腔體裝置單元:可開啟的透明密閉雙層玻璃腔室，腔室的四周設(shè)置可升降的卷簾，在腔室的頂部兩側(cè)分別設(shè)置LED光源，腔室中間安裝有可旋轉(zhuǎn)升降平移的圓柱形位移臺，位移臺上安裝有可分裝拆卸的樣品盤，樣品盤上設(shè)卡位凹槽，實現(xiàn)多形態(tài)樣品的放置，腔室的頂部安裝有舵機驅(qū)動單元。
[0012]本實用新型中的樣品檢測室設(shè)有溫濕控制裝置，腔室內(nèi)部環(huán)境進(jìn)行調(diào)控，可以實現(xiàn)靶樣品和環(huán)境溫度的差異的設(shè)置，舵機驅(qū)動單元驅(qū)動圓形旋轉(zhuǎn)支架可以實現(xiàn)CCD相機和熱紅外相機的切換，完成RGB圖像和熱紅外圖像的采集。
[0013]所述CCD相機和熱紅外相機分別安裝在腔室的圓形旋轉(zhuǎn)支架上，在采集過程中通過舵機驅(qū)動單元實現(xiàn)相機的交替使用，分別獲取RGB圖像和熱紅外圖像，且將拍攝的圖像傳輸?shù)絇C機，通過軟件判定靶樣品是否采集正確及其成像效果，并將判別結(jié)果傳輸至DSP控制器，DSP控制器根據(jù)靶樣品的判定結(jié)果控制三維位移臺，實現(xiàn)樣品的三維精確定位。
[0014]所述舵機驅(qū)動單元:包括舵機、第一齒輪和第二齒輪、圓形旋轉(zhuǎn)支架，舵機輸出軸裝配有第一齒輪，第二齒輪與圓形多孔旋轉(zhuǎn)支架的一端通過軸承相連，圓形多孔旋轉(zhuǎn)支架的另一端通過螺栓與舵機相固定。
[0015]所述圓形多孔旋轉(zhuǎn)支架的圓周上有兩個口徑相同的螺紋孔角度相差90°，螺紋孔中裝配有同直徑的螺栓用來安裝固定成像裝置。
[0016]所述腔室為透明密閉的雙層腔室，具有與外界溫度隔絕且保持腔室內(nèi)部溫度恒定的功能。
[0017]所述腔室的四周設(shè)置可升降的卷簾，可控制腔室內(nèi)部的明暗環(huán)境，為不同的實驗設(shè)置背景。
[0018]本實用新型中，所述位移臺上設(shè)有深度呈階梯式變化的凹槽，用于固定類球形物體。
[0019]本實用新型具有的有益效果是:
[0020] (1)實現(xiàn)了舵機驅(qū)動的多相機切換，為RGB圖像和熱紅外圖像的采集提供了條件；
[0021] (2)實現(xiàn)了樣品室內(nèi)部溫度的控制，有利于熱紅外相機對靶樣品的采集；
[0022] (3)可以根據(jù)靶樣品的不同大小及形態(tài)調(diào)節(jié)位移臺的位置，實現(xiàn)靶樣品的三維定位?！靖綀D說明】
[0023]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)主視剖面圖；
[0024]圖2是本實用新型的溫濕度控制單元剖面圖；[〇〇25]圖3是舵機驅(qū)動裝置三維結(jié)構(gòu)圖；
[0026]圖4是航機驅(qū)動裝置的另一視圖；
[0027]圖5是圓形旋轉(zhuǎn)支架結(jié)構(gòu)示意圖；[〇〇28]圖6是溫濕度控制單元工作原理圖；[〇〇29]圖中:1、DSP控制器，2、溫度傳感器，3、制冷器，4、熱紅外相機，5、圓柱形位移臺，6、 位移臺電控箱，7、PC機，8、LED燈，9、CCD相機，10、加熱器，11、PLC控制器，12、濕度傳感器， 13、舵機驅(qū)動單元，14、干濕風(fēng)裝置，15、繼電器，16、卷簾，17、第一齒輪，18、第二齒輪，19、圓形旋轉(zhuǎn)支架，20、舵機支架，21、舵機。
【具體實施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型的樣品檢測室作進(jìn)一步說明。
[0031]如圖1?圖6所示，本實施例的多功能樣品室包括圖像信息采集單元、腔體裝置單元和溫濕度控裝置單元。
[0032]圖像信息采集單元:包括PC機7、CCD相機9、熱紅外相機4、DSP控制器1，其中CCD相機9、熱紅外相機4與PC機7相連，PC機與DSP控制器I電連接，DSP控制器I分別與位移臺控制箱6、舵機驅(qū)動單元13相連，進(jìn)行調(diào)控。
[0033]溫濕度控裝置單元:包括采集模塊、調(diào)控模塊、PLC控制器11及繼電器15，將采集模塊與調(diào)控模塊通過PLC控制器11連接，調(diào)控模塊通過繼電器控制開閉。采集模塊包括一個溫度傳感器2和一個濕度傳感器12。調(diào)控模塊包括制冷器3、干濕風(fēng)裝置14和加熱器10。
[0034]腔體裝置單元:具有可開啟的透明密閉雙層玻璃腔室，腔室的四周設(shè)置可升降的卷簾16，在腔室的頂部兩側(cè)分別設(shè)置LED光源8，腔室中間安裝有可旋轉(zhuǎn)升降平移的圓柱形位移臺5，位移臺5上安裝有可分裝拆卸的樣品盤，樣品盤上設(shè)卡位凹槽，實現(xiàn)多形態(tài)樣品的放置，腔室的頂部安裝有舵機驅(qū)動單元。
[0035]CXD相機9和熱紅外相機4分別安裝在腔室的圓形旋轉(zhuǎn)支架19上，在采集過程中通過舵機驅(qū)動單元實現(xiàn)相機的交替使用，分別獲取RGB圖像和熱紅外圖像，且將拍攝的圖像傳輸?shù)絇C機7，通過軟件判定靶樣品是否采集正確及其成像效果，并將判別結(jié)果傳輸至DSP控制器I，DSP控制器I根據(jù)靶樣品的判定結(jié)果控制圓柱形位移臺5，實現(xiàn)樣品的三維精確定位。
[0036]如圖3和圖4所示，舵機驅(qū)動單元包括舵機支架20、舵機21、第一齒輪17和第二齒輪18、圓形旋轉(zhuǎn)支架19，舵機輸出軸裝配有第一齒輪17，第二齒輪18與圓形多孔旋轉(zhuǎn)支架19的一端通過軸承相連，圓形多孔旋轉(zhuǎn)支架19的另一端通過螺栓與舵機21相固定。
[0037]如圖5所示，圓形多孔旋轉(zhuǎn)支架19的圓周上有兩個口徑相同的螺紋孔角度相差90°，螺紋孔中裝配有同直徑的螺栓用來安裝固定成像裝置;腔室為透明密閉的雙層腔室，具有與外界溫度隔絕且保持腔室內(nèi)部溫度恒定的功能。
[0038]腔室的四周設(shè)置可升降的卷簾，可控制腔室內(nèi)部的明暗環(huán)境，為不同的實驗設(shè)置背景。
[0039]如圖6所示，本實用新型的工作原理如下:
[0040]使用時，將溫濕度控制裝置打開，實驗前通過PC機7上的控制軟件設(shè)定實驗所需溫度值，再通過溫濕度傳感器采集腔室內(nèi)的溫濕度值，將采集到的溫濕度信號通過信號線傳輸?shù)絇LC控制器11，PLC控制器11將實驗設(shè)定的溫濕度值與實時采集到的溫濕度值進(jìn)行分析比較，若兩者差值大于設(shè)定的溫濕度差值，則PLC控制器11將設(shè)定的溫濕度信息傳輸給繼電器，通過繼電器15來控制制冷器3、干濕風(fēng)裝置的濕風(fēng)工作；若兩者差值小于設(shè)定的溫濕度差值，則PLC控制器將設(shè)定的溫濕度信息傳輸給繼電器，通過繼電器來控制加熱器10和干濕風(fēng)裝置14的干風(fēng)工作，實現(xiàn)腔室溫濕度的自動調(diào)節(jié)。
[0041 ]調(diào)節(jié)好腔室內(nèi)的溫濕度值后，將旋轉(zhuǎn)安裝有CCD相機9和熱紅外相機4的圓形旋轉(zhuǎn)支架19上，先將熱紅外相機9正對圓柱形位移臺5上的樣品盤，采集置于樣品盤的靶樣品的圖像，將圖像信息傳輸?shù)絇C機7并通過軟件判定靶樣品是否采集正確及其成像效果，并將判別結(jié)果傳輸至DSP控制器1，DSP控制器I根據(jù)靶樣品的判定結(jié)果控制圓形位移臺5，實現(xiàn)樣品的三維精確定位;將采集完成的熱紅外圖像傳輸給PC機7，通過圖像處理技術(shù)確定圖像的清晰和完整，PC機7將熱紅外相機工作完成的指令傳輸給DSP控制器I，DSP控制器I根據(jù)完成指令，驅(qū)動舵機單元13實現(xiàn)CCD相機9和熱紅外相機4的切換，完成RGB圖像的采集。
[0042]舵機22根據(jù)DSP控制器I的指令通過第一齒輪17帶動第二齒輪18轉(zhuǎn)動90°角，從而使圓形多孔裝置以固定不動的轉(zhuǎn)軸為軸心轉(zhuǎn)動相同角度，將CCD相機9與熱紅外相機4進(jìn)行切換，CCD相機9和熱紅外相機4通過USB接口與PC機7相連，當(dāng)兩者之間完成切換后，只需要更換與PC機7相連的USB接口即可。
[0043]以上所述僅為本實用新型的較佳實施舉例，并不用于限制本實用新型，凡在本實用新型精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種可用于熱紅外成像的樣品檢測室，包括透明的腔室，所述腔室安裝有CCD相機和 熱紅外相機;其特征在于:所述腔室的頂部設(shè)有旋轉(zhuǎn)支架，CCD相機和熱紅外相機安裝在旋轉(zhuǎn)支架上并可交替使 用；腔室內(nèi)設(shè)有采集信息用的溫度傳感器和濕度傳感器，以及用于室內(nèi)環(huán)境調(diào)控的制冷 器、干濕風(fēng)裝置和制熱器；腔室的四周設(shè)置可開啟的雙層玻璃，并配置可升降的卷簾，腔室內(nèi)的頂部兩側(cè)分別設(shè) 置LED光源，腔室中間安裝有可旋轉(zhuǎn)升降平移的位移臺。2.如權(quán)利要求1所述的樣品檢測室，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)支架的周面設(shè)有兩個呈90° 角分布的螺紋孔，螺紋孔中分別裝配有螺栓用于固定所述的CCD相機和熱紅外相機。3.如權(quán)利要求1所述的樣品檢測室，其特征在于，所述腔室的頂部設(shè)有驅(qū)動旋轉(zhuǎn)支架轉(zhuǎn) 動的舵機驅(qū)動單元，所述舵機驅(qū)動單元包括舵機、第一齒輪和第二齒輪，第一齒輪安裝在舵 機的輸出軸上，且第一齒輪與第二齒輪嚙合，第二齒輪與所述的旋轉(zhuǎn)支架聯(lián)動。4.如權(quán)利要求1所述的樣品檢測室，其特征在于，所述位移臺上安裝有可拆卸的樣品 盤，樣品盤上設(shè)有固定樣品用的卡位凹槽。5.如權(quán)利要求1所述的樣品檢測室，其特征在于，所述位移臺上設(shè)有深度呈階梯式變化 的凹槽，用于固定類球形物體。6.如權(quán)利要求1所述的樣品檢測室，其特征在于，所述的溫度傳感器和濕度傳感器均安 裝有兩個。7.如權(quán)利要求1所述的樣品檢測室，其特征在于，通過繼電器控制所述的制冷器、干濕 風(fēng)裝置和制熱器。
【文檔編號】G01N21/01GK205607842SQ201620175139
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年3月8日
【發(fā)明人】陳欣欣, 何勇, 劉子毅
【申請人】浙江大學(xué)