專利名稱：基于彩色和近紅外雙ccd的圖像測溫探頭的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及圖像監(jiān)測裝置，更具體地說是一種對于高溫環(huán)境下的爐內(nèi)加熱工件運行工況及其溫度狀況進行實時監(jiān)測的裝置。
背景技術：
冶金及化工行業(yè)的各類加熱爐、裂解爐、烯烴爐等都是生產(chǎn)過程的重要設備，物料(加熱件)的加熱溫度控制直接關系到成品率及產(chǎn)品質(zhì)量，傳統(tǒng)的高溫爐膛內(nèi)部加熱件的溫度檢測采用的大都是高溫輻射計或雙色測溫計等，此類方法存在以下問題1、檢測區(qū)域極為有限；2、只能是“以點帶面”，無法實現(xiàn)加熱件的全面溫度檢測；3、由于成本及安裝位置等因數(shù)的限制，此類測溫計的采用數(shù)量不可能太多(1～2套/爐)，所以提供的參數(shù)量有限，難以獲得描述實際需求的熱物理量參數(shù)。
4、此方法雖能檢測極為有限的局部溫度，但無法進行直接觀察。若要實現(xiàn)實時觀察還需加裝工業(yè)電視裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術問題是避免上述現(xiàn)有技術所存在的不足之處，提供一種能對加熱件進行全面溫度監(jiān)測的基于彩色和近紅外雙CCD的圖像測溫探頭。
本實用新型的結構特點是采用帶有高溫護套的雙光路高溫光學鏡頭及兩臺CCD攝像機組成高溫圖像探頭，所述兩臺CCD攝像機一臺為高溫彩色CCD攝像機、另一臺為高溫近紅外CCD攝像機；該高溫圖像探頭由位于爐壁外部的固定支架固定安裝在開設在爐壁中的攝像孔中，由高溫護套保護的雙光路高溫光學鏡頭置入在爐壁中。
本實用新型采用雙CCD方法的比色高溫電視系統(tǒng)，可針對視頻圖像的指定目標提供可靠而全面的溫度測量，為燃燒、及工藝調(diào)整提供可靠的依據(jù)，與已有技術相比，本實用新型的有益效果體現(xiàn)在1、本實用新型是一種適用于爐內(nèi)高溫環(huán)境下的大范圍目標溫度實時監(jiān)測裝置，通過采用雙CCD檢測技術，能夠?qū)崿F(xiàn)對爐膛內(nèi)部工況進行監(jiān)視、對加熱件溫度進行全面監(jiān)測等多重功能，大大擴展工業(yè)電視的應用范圍及功能。
2、本實用新型可針對視頻圖像的指定目標提供可靠而全面的溫度測量，獲得描述實際需求的熱物理量參數(shù)，對實現(xiàn)燃燒最優(yōu)化、提高大型燃燒設備安全性、經(jīng)濟性、成品率、產(chǎn)品質(zhì)量及熱加工工藝保障均有著極為重要的意義。
3、只需配置1～2套本實用新型即可實現(xiàn)全爐膛目標溫度的全面檢測。
4、本實用新型相對于全爐膛溫度場檢測方法更具實際意義且要經(jīng)濟很多。
圖面說明

圖1為本實用新型結構示意圖。
圖2為本實用新型雙光路雙CCD探頭結構示意圖。
圖3為本實用新型安裝方式示意圖。
參見圖2，本實施例采用帶有高溫護套1的雙光路高溫光學鏡頭2及兩臺CCD攝像機組成高溫圖像探頭5，兩臺CCD攝像機中的一臺為高溫彩色CCD攝像機3、另一臺為高溫近紅外CCD攝像機4。
參見圖1和圖3，高溫圖像探頭5由位于爐壁外部的固定支架6固定安裝在開設在爐壁中的攝像孔7中，由高溫護套1保護的雙光路高溫光學鏡頭2置入在爐壁9中，并對準所需檢測的工件目標，其前端以不凸出于爐壁9的內(nèi)側(cè)壁為宜。
圖1示意出，設置微電腦圖像和數(shù)據(jù)處理裝置8，高溫圖像探頭5的輸出信號輸入至該處理裝置8中。具體實施中，高溫彩色CCD攝像機3和高溫近紅外CCD攝像機4將來自雙光路高溫光學鏡頭2的同一幅目標圖像分別成像在各自的靶面上，其輸出信號共同輸入至同一組圖像和數(shù)據(jù)處理裝置8中。
由高溫圖像探頭5獲取的兩路視頻圖像信號(彩色及近紅外圖像信號)在該微電腦圖像和數(shù)據(jù)處理裝置8中經(jīng)采集后進行色度分析、非線性校正等算法處理，獲取加熱件目標全面的溫度信息，由專用接口輸出給燃燒控制系統(tǒng)。同時在顯示器上顯示獲取的視頻圖像或目標溫度分布圖像。
參見圖3，具體實施中，高溫護套1為同軸設置在雙光路光學鏡頭2外周的前端開口的筒形套，來自氣源的爐內(nèi)所需氣體以該筒形套為其通向爐內(nèi)的氣流通道，實現(xiàn)風冷。作為高溫護套1的筒形套可以是單層也可以是多層。對于多層結構，在其內(nèi)層中，以及在其層與層之間都形成爐內(nèi)所需氣體的氣流通道。在氣路中，應配置壓力傳感器，用以檢測冷卻介質(zhì)的保障情況。
在進行低精度監(jiān)測時，可利用近紅外感應強度直接分析確定，實現(xiàn)高速處理；在進行系統(tǒng)標定及高精度監(jiān)測時，可利用近紅外CCD感應的紅外光與彩色CCD感應的紅光進行比色測量。
本實用新型可廣泛應用在冶金、化工、建材等行業(yè)各種退火爐、加熱爐、回火爐、裂解爐、烯烴爐、迴轉(zhuǎn)窯等各類工業(yè)爐窯上。
權利要求1.基于彩色和近紅外雙CCD的圖像測溫探頭，其特征是采用帶有高溫護套(1)的雙光路高溫光學鏡頭(2)及兩臺CCD攝像機組成高溫圖像探頭(5)，所述兩臺CCD攝像機一臺為高溫彩色CCD攝像機(3)、另一臺為高溫近紅外CCD攝像機(4)；該高溫圖像探頭(5)由位于爐壁外部的固定支架(6)固定安裝在開設在爐壁中的攝像孔(7)中，由高溫護套(1)保護的雙光路高溫光學鏡頭(2)置入在爐壁(9)中，。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于彩色和近紅外雙CCD的圖像測溫探頭，其特征是所述高溫彩色CCD攝像機(3)和高溫近紅外CCD攝像機(4)將來自雙光路高溫光學鏡頭(2)的同一幅目標圖像分別成像在各自的靶面上。
3.根據(jù)權利要求1所述的基于彩色和近紅外雙CCD的圖像測溫探頭，其特征是所述高溫護套(1)為同軸設置在雙光路光學鏡頭(2)外周的前端開口的筒形套，來自氣源的爐內(nèi)所需氣體以該筒形套為其通向爐內(nèi)的氣流通道。
4.根據(jù)權利要求3所述的基于彩色和近紅外雙CCD的圖像測溫探頭，其特征是所述作為高溫護套(1)的筒形套為單層或多層。
專利摘要基于彩色和近紅外雙CCD的圖像測溫探頭，其特征是采用帶有高溫護套的雙光路高溫光學鏡頭及兩臺CCD攝像機組成高溫圖像探頭，兩臺CCD攝像機一臺為高溫彩色CCD攝像機、另一臺為高溫近紅外CCD攝像機；該高溫圖像探頭由位于爐壁外部的固定支架固定安裝在開設在爐壁中的攝像孔中，由高溫護套保護的雙光路高溫光學鏡頭置入在爐壁中。本實用新型可用于對爐膛內(nèi)部工況進行監(jiān)視、對加熱件目標進行溫度監(jiān)測。還可通過進一步數(shù)據(jù)處理進而實現(xiàn)對爐內(nèi)工況進行控制，以及對爐膛的燃燒控制，大大擴展工業(yè)電視的應用范圍及功能。
文檔編號G01J5/00GK2697613SQ200320120719
公開日2005年5月4日 申請日期2003年12月12日 優(yōu)先權日2003年12月12日
發(fā)明者吳海濱, 宋偉, 孫世敏, 曹卓良, 王凌, 俞本立 申請人:安徽大學特種電視技術研究中心