[發明專利]水下自噴熱源紅外成像/光電探測系統

在審

• 申請號: 201810458886.2
• 申請日: 2018-05-15
• 公開（公告）號: CN108955891A
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發明（設計）人: 韓龍;肖林;杜大勇;侯曉帆;其他發明人請求不公開姓名
• 申請（專利權）人: 北京華夏光谷光電科技有限公司
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00;G01J5/02;G01N15/00;G01N15/06;G01N15/02;G01S17/08
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1.本發明涉及一種水下自噴熱源紅外成像/光電探測系統，探測的主要對象為水下自噴熱源，如海底火山口、油氣/天然氣噴口、礦產熱液噴口和水下施工大型供電設備等；探測熱源溫度幾十度-數百度，成像/探測距離幾-幾十米，工作深度淺海-深海；水下自噴熱源紅外成像/光電探測系統由長波紅外熱像儀、中波紅外成像測溫儀、激光照明/粒度/測距儀、低照度水下攝像機與圖像綜合處理器等組成；可獲得自噴熱源的紅外圖像、可見光圖像和噴射物質的濃度(煙、粒子、氣泡)等信息；經圖像綜合處理后，可給出水下自噴熱源的溫度分布情況、噴射物質彌散面積、相對探測載體的距離等，是一種適合水下航行器使用的水下自噴熱源紅外探測/光電監測系統。

2.權利要求1中，長波紅外熱像儀和中波紅外成像測溫儀是水下自噴熱源紅外成像/光電探測系統中工作在紅外波段的設備。其中，長波紅外熱像儀主要用于對幾十-100度的水下熱源實施探測和紅外成像，工作波段8-10μm，溫度分辨率優于100mk，可獲得熱源目標的紅外圖像或整體輪廓；中波紅外成像測溫儀主要用于對百度以上的高溫水下熱源實施溫度測量與成像，工作波段2-5μm，溫度分辨率優于20mk，可獲得熱源目標的溫度分布圖像。

3.權利要求1中，激光照明/粒度/測距儀和低照度水下攝像機是水下自噴熱源紅外成像/光電探測系統中工作在可見光波段的設備，其中，激光照明/粒度/測距儀的工作波長為532nm、以脈沖方式工作，接收器件為高靈敏APD探測器；低照度水下攝像機的工作波段為0.4-0.9μm，峰值在550nm附近。為確保綠激光照明水下目標時低照度水下攝像機接收系統不飽和，在攝像機光學窗口前設置一個可切換的高動態范圍可變衰減片；并通過同步激光脈沖發射時間與攝像機工作幀頻的方法提高接收信噪比。為獲得噴煙、火焰或氣泡群的噴射微粒濃度/粒度分布，可通過檢測噴射微粒對激光的反射或透射能量、對噴射區域的多點測距參數，并結合低照度水下攝像機獲得的目標圖像，以此獲得水下熱源的位置數據與三維圖像。

4.權利要求1中，圖像合成處理器由輸入/輸出接口、主控計算機和顯示器等單元組成。其中，輸入/輸出接口承擔與水下自噴熱源紅外成像/光電探測系統中各設備之間交互的控制指令與信息傳遞；主控計算機根據所獲得的水下熱源目標的紅外/可見光圖像、溫度數值、溫度分布、作用距離、濃度/粒度等信息進行融合處理與綜合分析，為判斷水下熱源目標的類型、整體溫度分布狀態，及熱液噴射物特征等提供重要依據。

5.權利要求1中，水下自噴熱源紅外成像/光電探測系統中的所有設備按模塊化、組件化設計，使之既可獨立工作，也可聯合使用，或根據需要進行組合更換；每臺設備均配有統一的輸入/輸出接口，由圖像綜合處理器將其聯合成為一個系統整體。