紅外氣體三維成像探測裝置及其探測被測氣體距離的方法
【技術領域】
[0001] 本發明本涉及紅外氣體成像技術領域，特別是一種紅外氣體三維成像探測裝置裝 置及其探測被測氣體距離的方法。
【背景技術】
[0002] 在管道的氣體泄露探測中，經常用到紅外氣體成像檢測裝置，這些裝置通常由紅 外成像鏡頭、紅外窄帶濾光片、紅外探測器以及相應的成像控制、顯示電路組成，它們可以 檢測到氣體泄露到空氣中的圖像。對于不同的泄露氣體可以采用不同的窄帶濾光片，獲取 氣體的特征光譜圖像來加以區分。但對于不同位置的管道同時分別泄露不同氣體時，如果 遠距離拍攝的兩種氣體圖像疊加在一起，則無法區分不通氣體泄露的空間區域，為了解決 這一問題，本發明提出了一種多波長紅外氣體三維成像探測裝置，可以有效探測不同泄露 氣體的空間區域。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的在于克服紅外氣體成像檢測裝置中的多種氣體空間分布的檢測問 題，提出一種多波長紅外氣體三維成像探測裝置及其探測被測氣體距離的方法。
[0004] 為了達到上述目的，本發明所設計的紅外氣體三維成像探測裝置，包括成像鏡頭、 濾光片輪、紅外探測器、電機和紅外圖像處理系統，其特征是所述的成像鏡頭有兩個，分為 第一成像鏡頭和第二成像鏡頭；所述的紅外探測器也有兩個，分為第一紅外探測器和第二 紅外探測器，兩個紅外探測器對稱設置；所述的第一紅外探測器和第一成像鏡頭和第一紅 外探測器同軸設置，第二紅外探測器和第二成像鏡頭同軸設置，所述的濾光片輪設置在成 像鏡頭和紅外探測器之間，并且通過轉軸和電機連接，濾光片輪上設置有兩個濾光片組，每 個濾光片組由兩塊沿濾光片輪直徑方向對稱放置的窄帶濾光片組成，兩塊窄帶濾光片的透 過波長相同，每個濾光片組設置波長不同。
[0005] 紅外氣體三維成像探測裝置的探測被測氣體距離的方法，其特征是設第一紅外探 測器和第二紅外探測器之間距離為d，第一成像鏡頭和第二成像鏡頭的焦距為f;氣體中某 一特征點在第一紅外探測器4得到的圖像位置偏離圖像中心坐標為xl，在第二紅外探測器 5得到的圖像位置偏離圖像中心坐標為x2,則該氣體的特征點離探測裝置的距離L為：
[0007] 本發明所得到的紅外氣體三維成像探測裝置及其探測被測氣體距離的方法，通過 設置兩套探測設備，然后通過得到的兩個圖像的之間的差別，計算得到被測氣體的距離。同 時通過濾光片輪的設計，裝載多種不同的濾光片，對應不同的氣體有效的解決了實際使用 中無法卻一點不同泄露氣體空間區域的方法，大大提高了測量的準確性和有效性
【附圖說明】
[0008] 圖1是本發明結構示意圖。
[0009] 圖2是本發明濾光片輪結構示意圖。
[0010] 圖3是本發明計算方法示意圖
【具體實施方式】
[0011] 下面通過實施例結合附圖對本發明作進一步的描述。
[0012] 實施例1。
[0013] 如圖1所示，本裝置由第一成像鏡頭1、第二成像鏡頭2、濾光片輪3、第一紅外探測 器4、第二紅外探測器5、紅外圖像處理系統6、電機7組成；其中氣體的特征圖像光線經過 第一成像鏡頭1和濾光片輪3上的濾光片投射到第一紅外探測器4,氣體的特征圖像光線經 過第二成像鏡頭2和濾光片輪3上的窄帶濾光片投射到第二紅外探測器5 ;第一紅外探測 器4和第二紅外探測器5的圖像信號分別連接到紅外圖像處理系統6上；濾光片輪3上設 置有電機7。
[0014] 本發明裝置中第一成像鏡頭1與第二成像鏡頭2,第一紅外探測器4和第二紅外探 測器5在水平方向對稱放置；第一成像鏡頭1與第一紅外探測器4同軸放置，第二成像鏡頭 2和第二紅外探測器5同軸放置。
[0015] 以測量兩種氣體為例，測量時電機驅動濾光片輪旋轉，使通過第一成像鏡頭和第 二成像鏡頭的圖像分別通過波長為A1的窄帶濾光片，此時第一紅外探測器4和第二紅外 探測器5上只能看到特征波長為X1的氣體1，由于兩個成像鏡頭之間存在一定距離，根據 三角測量原理可以得到氣體1離測量裝置的距離；檢測完成后電機將濾光片輪切換到波長 入2,此時第一紅外探測器4和第二紅外探測器5上只能看到特征波長為A2的氣體2,同樣 根據三角測量原理可以得到氣體2離測量裝置的距離。
[0016] 如圖2所示，濾光片輪由濾光片支撐架和至少兩個濾光片組構成。其中每個濾光 片組由兩塊沿濾光片輪直徑方向對稱放置的窄帶濾光片構成，兩塊窄帶濾光片的透過波長 相同。對稱放置的目的是使濾光片輪轉動到某一位置時，同一組中的兩個濾光片正好處于 水平位置，使測量圖像分別通過對應的濾光片，從而使電機轉動到其他角度時，可以把兩路 探測器同時切換到另一波長。不同濾光片組設置不同的波長。
[0017] 如圖3所示，紅外圖像處理系統6根據以下方法計算氣體的空間位置：
[0018] 設第一紅外探測器4和第二紅外探測器5之間距離為d，第一成像鏡頭1和第二成 像鏡頭2的焦距為f;氣體中某一特征點在第一紅外探測器4得到的圖像位置偏離圖像中 心坐標為xl，在第二紅外探測器5得到的圖像位置偏離圖像中心坐標為X2,則該氣體的特 征點離探測裝置的距離L為：
【主權項】
1. 一種紅外氣體三維成像探測裝置，包括成像鏡頭、濾光片輪、紅外探測器、電機和紅 外圖像處理系統，其特征是所述的成像鏡頭有兩個，分為第一成像鏡頭和第二成像鏡頭；所 述的紅外探測器也有兩個，分為第一紅外探測器和第二紅外探測器，兩個紅外探測器對稱 設置；所述的第一紅外探測器和第一成像鏡頭和第一紅外探測器同軸設置，第二紅外探測 器和第二成像鏡頭同軸設置，所述的濾光片輪設置在成像鏡頭和紅外探測器之間，并且通 過轉軸和電機連接，濾光片輪上設置有兩個濾光片組，每個濾光片組由兩塊沿濾光片輪直 徑方向對稱放置的窄帶濾光片組成，兩塊窄帶濾光片的透過波長相同，每個濾光片組設置 波長不同。2. -種如權利要求1所述的紅外氣體三維成像探測裝置的探測被測氣體距離的方法， 其特征是設第一紅外探測器和第二紅外探測器之間距離為d，第一成像鏡頭和第二成像鏡 頭的焦距為f ;氣體中某一特征點在第一紅外探測器4得到的圖像位置偏離圖像中心坐標 為xl，在第二紅外探測器5得到的圖像位置偏離圖像中心坐標為x2,則該氣體的特征點離 探測裝置的距離L為：
【專利摘要】本發明所設計的紅外氣體三維成像探測裝置，包括成像鏡頭、濾光片輪、紅外探測器、電機和紅外圖像處理系統，其特征是所述的成像鏡頭有兩個，分為第一成像鏡頭和第二成像鏡頭；所述的紅外探測器也有兩個，分為第一紅外探測器和第二紅外探測器，兩個紅外探測器對稱設置；所述的第一紅外探測器和第一成像鏡頭和第一紅外探測器同軸設置，第二紅外探測器和第二成像鏡頭同軸設置，所述的濾光片輪設置在成像鏡頭和紅外探測器之間，并且通過轉軸和電機連接，濾光片輪上設置有兩個濾光片組，每個濾光片組由兩塊沿濾光片輪直徑方向對稱放置的窄帶濾光片組成，兩塊窄帶濾光片的透過波長相同，每個濾光片組設置波長不同。
【IPC分類】G01M3/02, G01N21/3504
【公開號】CN104897600
【申請號】CN201510221636
【發明人】王德鋒, 陳平山
【申請人】杭州奕霖傳感科技有限公司
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年5月4日