[發明專利]提升紅外測溫對異常發熱檢出能力的方法

有效

• 申請號: 202010171568.5
• 申請日: 2020-03-12
• 公開（公告）號: CN111366245B
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發明（設計）人: 郭佩;江澤富;田源
• 申請（專利權）人: 深圳達溫技術服務有限公司
• 主分類號: G01J5/48
• 分類號: G01J5/48;G01J5/03
• 代理公司: 深圳市諾正鑫澤知識產權代理有限公司 44689
• 代理人: 羅華

本發明提出一種提升紅外測溫對異常發熱檢出能力的方法，從而提升了低像素紅外測溫器件對于異常發熱檢出能力，降低了特定場景下進行紅外熱監測時對器件分辨率的要求。本發明采用的技術方案是，在保持最高溫報警門限的報警方案同時，對紅外熱像儀測溫獲得的溫度數據陣列的每個位置都進行鄰近像素累加處理，生成新的溫度數據陣列并再次分析，通過設定鄰近像素溫度累加結果的門限，以及累加后分區域最高溫差值的門限，從而增加一套過熱檢出輔助算法。應用該方法，低分辨率紅外熱像測溫探測過熱物體和初起火災的使用距離得到了增加，提升了低分辨率紅外熱像傳感器的應用效果，將使得紅外測溫技術在特定場景的推廣應用成本得到一定程度的降低。

技術領域

本發明涉及紅外測溫領域，特別涉及使用低分辨率紅外熱成像測溫技術，對可能出現異常發熱場景進行固定監視時，提升對發熱物體檢出能力的方法。

背景技術

在廠房倉庫、重點消防部位的消防安全監控中，傳統的技術手段是使用獨立式煙霧報警器或者聯網式煙霧報警器在火災發生后進行獨立或聯網報警。而部分工廠、實驗室、博物館針對重點封閉區域，還可能設置有無線溫濕度監測物聯網，在環境溫度迅速上升或者超過異常溫度閾值時進行相關報警提示。隨著紅外面式測溫傳感器應用增加、工藝進步以及成本的降低，使用紅外面式測溫技術監測場景中需要關注的異常發熱，應用逐漸增多。在鋰電池測試和庫房監控、森林火災巡查、電力設施巡查、高壓配電柜接觸部件的發熱監測、煤礦開發及輸送設置的安全監測中，紅外熱成像測溫技術得到了最廣泛的應用。

目前已經有不少廠商將紅外熱成像鏡頭與可見光攝像頭融合后作為監控手段。然而即便是在熱成像領域通常認為像素極低的“160*120”分辨率的紅外熱成像帶溫度輸出的器件，依然需要較高的價格。在國家標準GB?15631-2008《特種火災探測器》中，圖像型火災探測產品分類入特種火災探測器之中，證明在過去的應用中，紅外熱成像測溫應用于通用消防領域的成本門檻還是非常高的。大量需要使用紅外熱成像測溫的應用，都是由人員使用手持式設備進行檢查，很少場景能承擔紅外熱成像全天候固定監測的成本壓力。

近年來，新型的低分辨率紅外測溫傳感器(部分廠家稱為紅外陣列溫度傳感器)的出現，才使得紅外面式測溫技術煥發新的活力。這類紅外測溫傳感器，其分辨率通常低于5000以下，出廠標定后能自動輸出每個像素計算后的絕對溫度數據，無需后續標定。雖然在熱成像類應用中，成像結果像素化嚴重，幾乎無法分辨物體邊緣，但是相比單點時紅外測溫，其具備面式測溫能力無需精準對準測溫點；相比高分辨率熱成像器件，又具備較高的成本優勢。典型的此類器件，如日本松下公司8*8像素器件，美國邁來芯公司16*8像素、32*24紅外陣列傳感器像素器件，德國海曼公司32*32像素器件，美國菲力爾公司的80*60分辨率器件等。

使用上述類型紅外陣列測溫傳感器進行固定場景內的溫度監測，具有整面非接觸測溫的應用特點，方便對較大場景、可能頻繁移動或者持續運動、不便于接觸的目標進行持續測溫，能夠及時發現過熱隱患和初起火苗，且最重要的是應用成本相對高分辨率器件更低。當然不同像素數量的器件，其市場價格基本呈現出線性相關的特點。

由于陣列紅外測溫傳感器的像素較低，每個像素的輸出溫度為該像素對應紅外測溫單位的平均紅外接收量，因為該類器件的測溫結果有以下幾個特點：1是在測溫距離較遠時或者過熱物體較小時，像素測得溫度受到熱源周圍環境溫度的平均，低于物體實際溫度；2是在相同距離下，熱源處于不同的位置，測溫輸出結果相差甚遠，當熱源正好處于單個像素對應區域內和處于多個像素交叉區域時，傳感器輸出的最高溫度也會有差異。

當前面式紅外測溫作為溫度預警或者消防報警時，往往只傳感器像素輸出溫度中的最高值，作為檢測熱源的報警閾值。當有像素溫度超過這一閾值時，即提示有過熱報警。此種報警邏輯最為簡單，沿襲了過去高端高分辨率紅外熱成像測溫設備的報警邏輯。然而，在低像素傳感器中，使用簡單的最高溫閾值報警作為熱源檢出方法，是對傳感器對熱源檢出能力的浪費，可能使得原本低分辨率傳感器可以勝任的場景，使用了成本更高的高分辨率熱成像傳感器。