[發明專利]一種高溫熱源的檢測方法和裝置

有效

• 申請號: 200810116082.0
• 申請日: 2008-07-02
• 公開（公告）號: CN101329411A
• 公開（公告）日: 2008-12-24
• 發明（設計）人: 符泰然;程曉舫;楊臧健
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01V8/00
• 分類號: G01V8/00;G01J5/00;G01J1/00;G06K9/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司
• 代理人: 戚傳江

技術領域

本發明涉及檢測技術領域，特別是涉及一種高溫熱源的檢測方法和裝置。

背景技術

在電力系統、消防系統、石化系統、冶金系統等許多領域的相關環節，均有高溫熱源點診斷的需求，例如火災火焰、設備高溫熱異常等。高溫熱源往往是引發各種故障、災害事故的重要原因，因此進行高溫熱源區域的智能診斷是很有必要的。高溫熱源的紅外輻射光譜分布特征及輻射能量大小分析，是診斷的重要手段。相比于接觸式監測手段而言，基于高溫熱源輻射信息的非接觸式、場監測將更具有更大的應用優勢。目前，主要應用研究現狀如下：

(1)紅外熱像儀作為成熟的產品在工業領域中被采用，例如ThermaCAMP30紅外熱像儀、IRI熱成像儀、VarioCAM熱像儀等，其通過單通道紅外傳感器非接觸探測目標紅外能量，將探測到的能量精確量化，轉換生成熱圖像，進而獲得目標溫度場。紅外熱像儀具有出色的輻射能量測量功能，尤其是在常溫、中低溫范圍內，但對于高溫熱源測量與診斷而言，出于性能、價格等因素考慮，價格較貴的熱像儀并非是首選的監測儀器，不易于在諸多工業領域推廣應用。

(2)采用依據CCD(Charge-Couple?Device，電荷耦合器件)傳感器實現高溫熱源監測的方法與儀器，以取代紅外熱像儀在工業中的應用，并且在應用中展現了良好的前景。例如，在CCD攝像監控中，考慮CCD的近紅外響應特性，理論論證了紅外波段適用于高溫熱源與背景的分離辨識，利用液晶光閥亮/暗態光譜透過在可見光波段的強烈改變以及在紅外波段的變化不大的特性，形成既能正常監視、又可對影像中高溫目標實現實時甄別的液晶光閥型CCD監控設備；但這種基于液晶光閥及單CCD的監控系統，需要在工作狀態通過液晶光閥的不斷切換來實現高溫診斷，犧牲了監控時間的連續性，同時液晶光閥的制備較為復雜，往往不易達到理想狀態。在火災監控中，也有學者建立了基于CCD雙波段圖象識別火災探測方法，雙波段探測器包括一對并列排布的CCD攝像裝置，其中一個CCD攝像裝置前安裝紅外濾光片，形成近紅外圖像和彩色圖像兩種不同波段的視頻信號，分別將兩種圖像的顏色值或灰度值與各自的閾值進行比較，判斷的重合區域即視為火災區域；但這種處理中，對可見光彩色信息與紅外信息的相關性并沒有很好的說明，同時也缺少閾值的分析描述。

盡管依據CCD傳感器進行高溫熱源的診斷呈現出了良好的應用前景，目前研究與應用中存在上述一些問題，因而，如何通過方法和技術上的改進實現更有效的高溫熱源診斷是很有意義的工作。高溫熱源診斷的困難在于：在溫度范圍800K～2000K高溫熱源的輻射與背景噪聲輻射在傳感器響應區間的表現強度相近時，例如CCD攝像機的光譜響應區間，無法有效區別。

發明內容

本發明實施例要解決的問題是提供一種高溫熱源的檢測方法和裝置，以實現高溫熱源的動態智能診斷，并確定高溫熱源診斷的閾值，而且可以克服現有技術中在溫度范圍800K～2000K高溫熱源的輻射與背景噪聲輻射在傳感器響應區間的表現強度相近時，無法有效區別的缺陷。

為達到上述目的，本發明實施例的技術方案提供一種高溫熱源的檢測方法，包括以下步驟：將待檢測目標的入射輻射分解為可見光光譜輻射和近紅外光譜輻射；采集所述可見光光譜輻射的圖像和近紅外光譜輻射的圖像；根據所述采集的可見光光譜輻射的圖像和近紅外光譜輻射的圖像，判斷所述待檢測目標中是否含有高溫熱源。

其中，所述判斷待檢測目標中是否含有高溫熱源，具體包括：將所述可見光光譜輻射的圖像中每一幀圖像的各個像素的灰度值，與所述近紅外光譜輻射的圖像中對應幀的對應像素的灰度值做比值處理，獲取比灰度值圖像數據；將所述比灰度值圖像中每個像素的比灰度值與比灰度值閾值進行比較，當所述像素的比灰度值大于所述比灰度值閾值時，所述像素為高溫熱源像素；當所述像素的比灰度值小于所述比灰度值閾值時，所述像素為背景噪音像素。

其中，當所述像素的比灰度值與所述比灰度值閾值接近時，丟棄所述像素。