雙攝像頭圖像法露點(diǎn)溫度測(cè)量?jī)x的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及氣體分析的測(cè)量?jī)x器【技術(shù)領(lǐng)域】，提供了一種雙攝像頭圖像法露點(diǎn)溫度測(cè)量?jī)x，包括制冷裝置和測(cè)量腔體，在測(cè)量腔體內(nèi)設(shè)置鏡面，鏡面與制冷裝置連接，由制冷裝置控制鏡面的溫度，鏡面上還設(shè)置溫度傳感器，雙攝像頭圖像法露點(diǎn)溫度測(cè)量?jī)x還包括平行光源、第一攝像頭、第二攝像頭以及控制檢測(cè)單元，平行光源的入射光與鏡面成一個(gè)角度，在鏡面的出射光的方向上設(shè)置第一攝像頭，第二攝像頭設(shè)置在除了入射光和反射光的其它位置上，控制檢測(cè)單元控制制冷裝置對(duì)鏡面制冷，并記錄第一攝像頭和第二攝像頭的圖像變化以及溫度傳感器的溫度。本實(shí)用新型采用雙攝像頭從不同角度觀察鏡面結(jié)露狀況，可以通過簡(jiǎn)單分析圖像亮度、形狀特征得出鏡面是否出露的結(jié)論。
【專利說明】雙攝像頭圖像法露點(diǎn)溫度測(cè)量?jī)x
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及氣體分析的測(cè)量?jī)x器【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地，涉及一種雙攝像頭圖像法露點(diǎn)溫度測(cè)量?jī)x。
【背景技術(shù)】
[0002]氣體濕度是指氣體中水蒸汽的含量。氣體露點(diǎn)溫度是氣體常用的濕度表示方法之一，是指用等壓冷卻的方法使氣體中的水蒸汽冷卻至凝聚相出現(xiàn)，或通過控制冷鏡面的溫度，使氣體中的水蒸汽與(凝聚相)鏡面露層的平展表面呈熱力學(xué)平衡狀態(tài)，準(zhǔn)確的測(cè)出此時(shí)的溫度即為該氣體的露點(diǎn)溫度，測(cè)量氣體露點(diǎn)溫度的儀器稱為露點(diǎn)儀。
[0003]現(xiàn)有冷鏡式露點(diǎn)儀的工作原理是:當(dāng)被測(cè)氣體進(jìn)入結(jié)露室，并以一定流速掠過鏡面(鏡面溫度高于該氣體的露點(diǎn)溫度)，干燥的鏡面將光源的入射光近乎于全反射。露點(diǎn)儀進(jìn)行測(cè)量時(shí)，首先根據(jù)檢測(cè)器檢測(cè)到的信號(hào)控制制冷裝置，使鏡面溫度下降，此過程中通過反饋信號(hào)的變化，判斷是否結(jié)露。結(jié)露時(shí)記錄下鏡面溫度，該溫度就是待測(cè)氣體的露點(diǎn)值。
[0004]目前大部分采用液氮制冷的冷鏡式露點(diǎn)儀的光路系統(tǒng)均采用單一的感光器件如光電池、光敏二極管、光敏電阻及光電管等對(duì)鏡面反射光線進(jìn)行測(cè)量。這類方法可靠性和抗干擾性較差，一般測(cè)量準(zhǔn)確度為±2°C。改良版本比如雙光路采集系統(tǒng)，增強(qiáng)抗干擾性，但在對(duì)鏡面污染物、非水物質(zhì)的結(jié)露等判斷方面缺乏依據(jù)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本實(shí)用新型的目的是提供一種雙攝像頭圖像法露點(diǎn)溫度測(cè)量?jī)x，根據(jù)檢測(cè)鏡面的全反射和漫反射所形成的鏡面圖片特征的變化，判斷出露，從而測(cè)
量露點(diǎn)溫度。
[0006]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供一種雙攝像頭圖像法露點(diǎn)溫度測(cè)量?jī)x，包括制冷裝置和測(cè)量腔體，其特征是，在所述測(cè)量腔體內(nèi)設(shè)置鏡面，所述鏡面與所述制冷裝置連接，由所述制冷裝置控制所述鏡面的溫度，所述鏡面上還設(shè)置溫度傳感器，所述雙攝像頭圖像法露點(diǎn)溫度測(cè)量?jī)x還包括平行光源、第一攝像頭、第二攝像頭以及控制檢測(cè)單元，所述平行光源的入射光與所述鏡面成一個(gè)角度，在鏡面的出射光的方向上設(shè)置所述第一攝像頭，所述第二攝像頭設(shè)置在除了所述入射光和反射光的其它位置上，所述控制檢測(cè)單元控制所述制冷裝置對(duì)所述鏡面制冷，并記錄所述第一攝像頭和第二攝像頭的圖像變化以及所述溫度傳感器的溫度。
[0007]優(yōu)選地，所述測(cè)量腔體包括兩個(gè)相對(duì)的斜面和一個(gè)水平的頂面，所述兩個(gè)斜面與所述鏡面的夾角相等，所述平行光源與所述第一攝像頭分別設(shè)置在所述兩個(gè)斜面上，所述第二攝像頭設(shè)置在所述頂面上，所述第二攝像頭與所述鏡面垂直。
[0008]優(yōu)選地，所述制冷裝置為液氮制冷裝置，所述測(cè)量腔體內(nèi)的氣體為氮?dú)狻⒀鯕?、氦氣、IS氣或六氟化硫。
[0009]優(yōu)選地，入射光的入射角為30至60度。[0010]優(yōu)選地,入射光的入射角為45度。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下的有益效果:
[0012](I)采用雙攝像頭從不同角度觀察鏡面結(jié)露狀況，可以通過簡(jiǎn)單分析圖像亮度、形狀特征得出鏡面是否出露的結(jié)論，反應(yīng)靈敏；
[0013](2)可通過高性能的處理器提升圖像處理速度，對(duì)降溫速度快，容易產(chǎn)生過沖的降溫系統(tǒng)也能提高檢測(cè)準(zhǔn)確度；
[0014](3)通過對(duì)鏡面圖像做進(jìn)一步的特征提取，可以分析出污染物或者結(jié)露的類型；
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]通過閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本實(shí)用新型的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯:
[0016]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖中:I為制冷裝置,2為測(cè)量腔體,3為鏡面,4為溫度傳感器,5為斜面,6為頂面，7為平彳了光源， 8為弟一攝像頭，9為入射光，10為出射光，11為弟二攝像頭。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本實(shí)用新型，但不以任何形式限制本實(shí)用新型。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0019]參見圖1，雙攝像頭圖像法露點(diǎn)溫度測(cè)量?jī)x用于測(cè)量氣體中微量水分，用于分析氮?dú)?、氧氣、氦氣、氬氣以及六氟化硫等氣體的露點(diǎn)測(cè)試儀中的圖像。其包括制冷裝置I和測(cè)量腔體2，制冷裝置可選用液氮制冷的方式，在測(cè)量腔體2內(nèi)設(shè)置鏡面3，鏡面3與制冷裝置I連接，由制冷裝置I控制鏡面3的溫度，在鏡面上還設(shè)置溫度傳感器4，測(cè)量腔體2由兩個(gè)相對(duì)的斜面5和一個(gè)水平的頂面6組成，兩個(gè)斜面5與鏡面3的夾角相等，在兩個(gè)斜面對(duì)上分別設(shè)置一個(gè)平行光源7和第一攝像頭8，平行光源7的入射光9與鏡面3成一個(gè)角度，第一攝像頭8位于鏡面3上的出射光10的方向上。兩個(gè)斜面5與鏡面2之間的夾角為30至60度，優(yōu)選45度。在頂面6上設(shè)置第二攝像頭11，第二攝像頭11與鏡面3垂直，也可以跟鏡面3成一角度，只要不位于入射9和出射光10的方向上即可。本裝置通過控制檢測(cè)單元進(jìn)行對(duì)露點(diǎn)溫度進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制?？刂茩z測(cè)單元控制制冷裝置I對(duì)鏡面3制冷，并記錄第一攝像頭8和第二攝像頭11的圖像變化以及溫度傳感器4的溫度。
[0020]本實(shí)用新型的工作檢測(cè)過程是，控制檢測(cè)單元驅(qū)動(dòng)平行光源對(duì)鏡面照射一束較細(xì)平行光，并接收第一攝像頭和第二攝像頭的圖像，由于入射光經(jīng)鏡面反射后直接進(jìn)入第一攝像頭，第一攝像頭得到鏡面明亮的圖像，而第二攝像頭采集到的只是鏡面漫反射的圖像，因?yàn)闆]有光源直射，圖像會(huì)比較暗?？刂茩z測(cè)單元控制制冷裝置對(duì)鏡面制冷，光鏡面的溫度低到一定程度時(shí)，鏡面結(jié)露，這時(shí)，鏡面的漫反射得到增強(qiáng)，第一攝像頭的圖像比原來變得暗淡，而第二攝像頭的圖像會(huì)變亮，且有小露珠反射的光點(diǎn)?？刂茩z測(cè)單元初始時(shí)記錄兩個(gè)攝像頭圖像數(shù)據(jù)、特征，以及溫度傳感器的溫度，在對(duì)鏡面制冷過程中，實(shí)時(shí)對(duì)兩個(gè)攝像頭新采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。當(dāng)計(jì)算得出第一攝像頭的圖像亮度變化超過預(yù)定的閾值，可以判斷結(jié)露；計(jì)算得出第二攝像頭的圖像輪廓發(fā)生變化時(shí)，也可以判斷結(jié)露。在要區(qū)分露點(diǎn)、霜點(diǎn)的場(chǎng)合或者是判斷鏡面污染情況，甚至分析結(jié)露物質(zhì)時(shí)，可以使用對(duì)鏡面圖像特征發(fā)生變化的部分進(jìn)行進(jìn)一步計(jì)算，分析鏡面物質(zhì)的形狀，從而得出結(jié)論。
[0021]以上對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本實(shí)用新型并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種雙攝像頭圖像法露點(diǎn)溫度測(cè)量?jī)x，包括制冷裝置和測(cè)量腔體，在所述測(cè)量腔體內(nèi)設(shè)置鏡面，所述鏡面與所述制冷裝置連接，由所述制冷裝置控制所述鏡面的溫度，所述鏡面上還設(shè)置溫度傳感器，其特征在于，所述雙攝像頭圖像法露點(diǎn)溫度測(cè)量?jī)x還包括平行光源、第一攝像頭、第二攝像頭以及控制檢測(cè)單元，所述平行光源的入射光與所述鏡面成一個(gè)角度，在鏡面的出射光的方向上設(shè)置所述第一攝像頭，所述第二攝像頭設(shè)置在除了所述入射光和反射光的其它位置上，所述控制檢測(cè)單元控制所述制冷裝置對(duì)所述鏡面制冷，并記錄所述第一攝像頭和第二攝像頭的圖像變化以及所述溫度傳感器的溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙攝像頭圖像法露點(diǎn)溫度測(cè)量?jī)x，其特征在于，所述測(cè)量腔體包括兩個(gè)相對(duì)的斜面和一個(gè)水平的頂面，所述兩個(gè)斜面與所述鏡面的夾角相等，所述平行光源與所述第一攝像頭分別設(shè)置在所述兩個(gè)斜面上，所述第二攝像頭設(shè)置在所述頂面上，所述第二攝像頭與所述鏡面垂直。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙攝像頭圖像法露點(diǎn)溫度測(cè)量?jī)x，其特征在于，所述制冷裝置為液氮制冷裝置，所述測(cè)量腔體內(nèi)的氣體為氮?dú)狻⒀鯕?、氦氣、氬氣或六氟化硫?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的雙攝像頭圖像法露點(diǎn)溫度測(cè)量?jī)x，其特征在于，入射光的入射角為30至60度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙攝像頭圖像法露點(diǎn)溫度測(cè)量?jī)x，其特征在于，入射光的入射角為45度。
【文檔編號(hào)】G01N21/47GK203534967SQ201320585554
【公開日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月22日
【發(fā)明者】桂堅(jiān)斌, 水浩淼, 姜良俊 申請(qǐng)人:上海電控研究所