[實(shí)用新型]三通道實(shí)時(shí)測(cè)溫?zé)嵯駜x

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200820153673.0
• 申請(qǐng)日: 2008-09-28
• 公開（公告）號(hào): CN201293684Y
• 公開（公告）日: 2009-08-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郁雷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海德運(yùn)光電技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G01J5/54
• 分類號(hào): G01J5/54
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種三通道實(shí)時(shí)測(cè)溫?zé)嵯駜x。

背景技術(shù)

在鍛造工業(yè)生產(chǎn)中，經(jīng)常使用電視攝像機(jī)或熱像儀觀察爐子燃燒狀況，有經(jīng)驗(yàn)的操作工根據(jù)電視圖像的色彩來判斷燃燒的溫度，物料的溫度等。此種判斷人為因素很多，不甚科學(xué)，判斷結(jié)果往往是因人而異，因廠而異，這對(duì)生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定性、一致性帶來很大影響。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種三通道實(shí)時(shí)測(cè)溫?zé)嵯駜x，增加二個(gè)通道進(jìn)行比輻射測(cè)溫，同時(shí)測(cè)得一幅溫度圖像，準(zhǔn)確的測(cè)量溫度，克服使用電視攝像機(jī)或熱像儀觀察爐子燃燒狀況的不足。

本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種三通道實(shí)時(shí)測(cè)溫?zé)嵯駜x，包括物鏡、可見光目鏡、可見光彩色攝像機(jī)，在物鏡與可見光目鏡之間設(shè)置有分光棱鏡，在分光棱鏡上下兩側(cè)分別設(shè)有寬帶成像系統(tǒng)和窄帶成像系統(tǒng)，所述寬帶成像系統(tǒng)包括寬帶濾光片、寬帶目鏡及CCD芯片，所述窄帶成像系統(tǒng)包括窄帶濾光片、目鏡及CCD芯片；分光棱鏡右側(cè)設(shè)有可見光目鏡及可見光彩色攝像機(jī)。本實(shí)用新型在通常的攝像鏡頭設(shè)計(jì)中采用一個(gè)分光棱鏡，分出另外二光路并分別成像于二個(gè)攝像CCD芯片，其中一路的光譜在0.8-1.05微米，稱為寬帶，另一路的光譜在0.9-1.0微米，稱為窄帶，這2光路加上普通的可見光，共三路視頻圖像具有同一的視場(chǎng)。

本實(shí)用新型的有益效果為：使用了一個(gè)三通道鏡頭，同時(shí)使用三個(gè)攝像頭，其一個(gè)就是普通的彩色攝像頭，另二個(gè)是寬帶和窄帶攝象頭，可見光彩色圖像、寬光譜圖像和窄光譜圖像三路圖像來自同一個(gè)物鏡，同一個(gè)視場(chǎng)，寬、窄帶圖像來自同一個(gè)時(shí)序、同一個(gè)時(shí)鐘，像點(diǎn)完全重合，客觀地、準(zhǔn)確地反映了燃燒場(chǎng)的溫度分布，為常用的看火熱像儀增加了一個(gè)實(shí)時(shí)溫度場(chǎng)測(cè)量功能。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型所述的三通道實(shí)時(shí)測(cè)溫?zé)嵯駜x的光學(xué)系統(tǒng)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型所述的三通道實(shí)時(shí)測(cè)溫?zé)嵯駜x的電子學(xué)處理原理框圖。

圖中：

1、物鏡；2、分光棱鏡；3、寬帶濾光片；4、寬帶目鏡；5、CCD芯片；6、窄帶濾光片；7、窄帶目鏡；8、CCD芯片；9、可見光目鏡；10、可見光彩色攝像機(jī)。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本實(shí)用新型所述三通道實(shí)時(shí)測(cè)溫?zé)嵯駜x，包括物鏡1、可見光目鏡9、可見光彩色攝像機(jī)10，在物鏡1與可見光目鏡9之間設(shè)置有分光棱鏡2，在分光棱鏡2上下兩側(cè)分別設(shè)有寬帶成像系統(tǒng)和窄帶成像系統(tǒng)，所述寬帶成像系統(tǒng)包括寬帶濾光片3、寬帶目鏡4及CCD芯片5，所述窄帶成像系統(tǒng)包括窄帶濾光片6、窄帶目鏡7及CCD芯片8；分光棱鏡2右側(cè)設(shè)有可見光目鏡9及可見光彩色攝像機(jī)10。本實(shí)用新型在通常的攝像鏡頭設(shè)計(jì)中采用一個(gè)分光棱鏡，分出另外二光路并分別成像于二個(gè)攝像CCD芯片，其中一路的光譜在0.8-1.05微米，稱為寬帶，另一路的光譜在0.9-1.0微米，稱為窄帶，這2光路加上普通的可見光，共三路視頻圖像具有同一的視場(chǎng)。

如圖2所示，由圖1中寬帶光路過來的光，經(jīng)過寬帶濾光片，聚焦在CCD焦平面上，在此CCD上的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電荷信號(hào)，經(jīng)過時(shí)序電路的脈沖驅(qū)動(dòng)，電荷進(jìn)入CCD芯片，得到放大和處理，然后經(jīng)AD轉(zhuǎn)換器變成數(shù)字信號(hào)，進(jìn)入大規(guī)模門陣列器件。對(duì)于窄帶光路的說明類同。存在大規(guī)模門陣列器件內(nèi)的圖象信息按已有技術(shù)進(jìn)行視頻傳輸，傳輸?shù)姆绞讲捎霉饫|，相當(dāng)于一個(gè)三路光端機(jī)的功能。信號(hào)處理的特點(diǎn)是寬帶和窄帶攝像機(jī)的驅(qū)動(dòng)和A/D采集時(shí)鐘都是相同的，保證采集的象點(diǎn)在同一時(shí)刻同一位置，為以后求比值獲得準(zhǔn)確地結(jié)果。彩色熱像儀攝像機(jī)經(jīng)過視頻解碼后也成為數(shù)字信號(hào)。此三個(gè)數(shù)字視頻信號(hào)按照通常的三路視頻傳輸技術(shù)，通過光纜傳輸?shù)街锌厥业囊曨l接收卡。

在視頻接收這一端，運(yùn)用最新的CPI-E接口，使三路視頻采用DMA方法，快速進(jìn)入計(jì)算機(jī)。通過應(yīng)用軟件，在計(jì)算機(jī)顯示器上獲得二幅最基本的圖像：可見的彩色圖像，假彩色的溫度圖像。此溫度圖像是通過對(duì)寬帶和窄帶信號(hào)的比值運(yùn)算獲得的，并通過調(diào)色板實(shí)現(xiàn)假彩色，

溫度測(cè)量采用比輻射的方法，所謂比輻射就是計(jì)算一個(gè)寬光譜段的輻射量和一個(gè)窄光譜段的輻射量之比值，此比值跟物體的溫度有關(guān)系，也就是據(jù)此比值，可求得物體的溫度。這種比輻射方法可以消除塵埃等衰減因素對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，其結(jié)果與物體的輻射系數(shù)又沒有關(guān)系，因而可以準(zhǔn)確地得到物體的溫度。本專利利用寬帶攝像機(jī)的數(shù)據(jù)和窄帶攝像機(jī)的數(shù)據(jù)都正比于所接收的輻射值，兩者之比即是兩波段的輻射之比，在時(shí)間上利用同一時(shí)鐘，同一的掃描時(shí)序進(jìn)行采樣，所采集的數(shù)據(jù)是同一時(shí)刻，同一象點(diǎn)的輻射值，所以比值準(zhǔn)確反映了該象點(diǎn)的溫度值。