[發明專利]面向VOC氣體泄漏的分光型紅外成像監測裝置及方法

在審

• 申請號: 202010029746.0
• 申請日: 2020-01-13
• 公開（公告）號: CN111157479A
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 馮斌;趙永強
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G01N21/3504
• 分類號: G01N21/3504;G01N21/01;G01M3/38
• 代理公司: 西安匠成知識產權代理事務所(普通合伙) 61255
• 代理人: 陳嬋歌

1.一種面向VOC氣體泄漏的分光型紅外成像監測裝置，其特征在于，包括：

紅外鏡頭、紅外分光元件、長波通紅外濾光片、第一個紅外焦平面探測器、第二個紅外焦平面探測器、紅外圖像處理模塊和顯示模塊；

所述紅外鏡頭接收場景紅外輻射并輸出至紅外分光元件；所述紅外分光元件輸出第一路紅外輻射和第二路紅外輻射，所述第一路紅外輻射經過長波通紅外濾光片輸出至第一個紅外焦平面探測器，所述第二路紅外輻射輸出至第二個紅外焦平面探測器；所述第一個紅外焦平面探測器和第二個紅外焦平面探測器的輸出端連接至紅外圖像處理模塊；所述紅外圖像處理模塊的輸出端連接顯示模塊；所述長波通紅外濾光片的截止邊在3.3-3.7μm。

2.根據權利要求1所述的面向VOC氣體泄漏的分光型紅外成像監測裝置，其特征在于，所述第一路紅外輻射為紅外分光元件的透射紅外輻射，所述第二路紅外輻射為紅外分光元件的反射紅外輻射。

3.根據權利要求1所述的面向VOC氣體泄漏的分光型紅外成像監測裝置，其特征在于，所述第一路紅外輻射為紅外分光元件的反射紅外輻射，第二路紅外輻射為紅外分光元件的透射紅外輻射。

4.根據權利要求1所述的面向VOC氣體泄漏的分光型紅外成像監測裝置，其特征在于，所述長波通紅外濾光片的截止邊在3.5μm。

5.根據權利要求1所述的面向VOC氣體泄漏的分光型紅外成像監測裝置，其特征在于，所述紅外分光元件為紅外分光片、紅外分束鏡、紅外分光棱鏡三種中的任一種。

6.根據權利要求1所述的面向VOC氣體泄漏的分光型紅外成像監測裝置，其特征在于，所述第一個紅外焦平面探測器和第二個紅外焦平面探測器采用非制冷型中波紅外焦平面探測器、制冷型中波紅外焦平面探測器、非制冷型寬光譜紅外焦平面探測器、制冷型寬光譜紅外焦平面探測器四種中的任一種。

7.根據權利要求1所述的面向VOC氣體泄漏的分光型紅外成像監測裝置提出一種面向VOC氣體泄漏的分光型紅外成像監測方法，其特征在于，包括以下步驟：

紅外鏡頭接收場景紅外輻射并傳輸給紅外分光元件；

紅外分光元件將紅外輻射分為透射紅外輻射和反射紅外輻射兩路，其中第一路通過長波通紅外濾光片傳輸至第一個紅外焦平面探測器，第二路傳輸至第二個紅外焦平面探測器；

第一個紅外焦平面探測器和第二個紅外焦平面探測器分別采集第一路紅外圖像和第二路紅外圖像,并傳輸至紅外圖像處理模塊；

紅外圖像處理模塊對第一路紅外圖像和第二路紅外圖像進行處理，確定VOC泄漏氣體位置，通過顯示模塊對處理后的紅外圖像進行顯示。

8.根據權利要求7所述的面向VOC氣體泄漏的分光型紅外成像監測裝置，其特征在于，所述紅外分光元件將紅外輻射分為透射紅外輻射和反射紅外輻射兩路，長波通紅外濾光片設置在透射紅外輻射的光路上。

9.根據權利要求7所述的面向VOC氣體泄漏的分光型紅外成像監測裝置，其特征在于，所述長波通紅外濾光片設置在反射紅外輻射的光路上。

10.根據權利要求7所述的面向VOC氣體泄漏的分光型紅外成像監測裝置，其特征在于，所述紅外圖像處理模塊對第一路紅外圖像和第二路紅外圖像進行圖像處理，確定VOC泄漏氣體位置；具體包括：

對第一路紅外圖像和第二路紅外圖像分別進行非均勻校正處理；

對校正后的第一路紅外圖像和第二路紅外圖像進行配準處理得到配準圖像；

對配準圖像進行差分處理得到差分圖像；

在差分圖像中定位出VOC氣體泄漏的位置；

確定差分圖像中VOC氣體泄漏區域并進行標記。