丙烷泄漏檢測紅外成像儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種專門用于石化及天然氣管道氣體泄漏的儀器，更確切的說是針對丙烷氣體管道、容器、設(shè)備發(fā)生泄漏時，采用紅外成像技術(shù)、紅外帶通濾光器件及圖像處理增強技術(shù)及時發(fā)現(xiàn)其泄漏位置，并且用可見的圖像直接顯示出來的儀器。
【背景技術(shù)】
[0002]丙烷氣體作為環(huán)保的可燃氣體和化工原料，丙烷氣體泄漏不但影響周圍的安全，而且丙烷氣體已被國際環(huán)境保護機構(gòu)認定為溫室氣體，丙烷氣體的泄漏不僅會威脅安全，而且還會破壞環(huán)境。丙烷氣體泄漏檢測是亟待解決的技術(shù)難題。及時發(fā)現(xiàn)丙烷氣體泄漏對于安全和環(huán)境保護具有極重要的意義。丙烷氣體無色，傳統(tǒng)的檢測方法無法直接判定泄漏位置；本發(fā)明用與丙烷氣體分子光譜匹配的紅外帶通濾光器件和針對丙烷氣體的紅外圖像處理增強算法，實現(xiàn)了對丙烷氣體的檢測；丙烷氣體和泄漏的具體位置的圖像，能清晰地顯示在紅外成像儀的顯示器上，即用可見的圖像把丙烷氣體泄漏的具體狀況直接顯示出來，本發(fā)明無需使用激光器和紅外輔助輻射裝置，實現(xiàn)了丙烷氣體的可視檢測。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對現(xiàn)有丙烷氣體檢測只能在一定條件下檢測丙烷氣體泄漏濃度，但不能發(fā)現(xiàn)丙烷氣體泄漏的具體位置，從而造成在某些情況下使用不便的問題；首先根據(jù)丙烷氣體的紅外吸收光譜特征的典型吸收波長，設(shè)計一套帶有光譜匹配的紅外帶通濾光器件，此器件的中心波長為3.43um，帶寬為0.3um (參見圖1)通過紅外帶通濾光器件從目標(biāo)和背景紅外輻射復(fù)雜光譜的入射光線中濾出所需要的波段的紅外輻射，并且聚焦在紅外探測器的焦平面上；設(shè)計一套紅外圖像采集處理模塊；將紅外成像系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過紅外圖像采集處理模塊進行增強處理，背景差分圖像增強算法進行增強處理，此算法基于圖像序列和參考背景模型相減，實現(xiàn)運動目標(biāo)的檢測，由于泄漏的丙烷氣體對于背景是相對運動的，因此將此圖像增強算法用于氣體泄漏檢測，會使看到丙燒氣體泄漏更清晰。在檢測丙烷氣體泄漏時，泄漏的丙烷氣體吸收了周圍環(huán)境中的紅外輻射，紅外成像系統(tǒng)采集到丙烷氣體紅外輻射的變化，紅外輻射經(jīng)過光學(xué)鏡頭的聚焦，經(jīng)過紅外帶通濾光器件從目標(biāo)和背景紅外輻射復(fù)雜光譜的入射光線中濾出所需要的波段的紅外輻射，最終輻射聚焦在并且聚焦在紅外探測器的焦平面上，然后經(jīng)過紅外圖像采集處理模塊進行圖像增強處理并且輸出到液晶顯示屏或者取景器上。這樣，通?？床灰姷谋闅怏w和泄漏所在的部位，同時清晰實時的顯示在丙烷氣體紅外成像儀的液晶顯示器或者取景器上。本發(fā)明無需使用激光器和紅外輻射裝置其他輔助輻射裝置，實現(xiàn)了丙烷氣體的可視檢測。
【附圖說明】
[0004]圖1帶紅外帶通濾光器件的紅外鏡頭；由(I)紅外鏡頭；(2)紅外帶通濾光器件；
(3)紅外焦平面成像陣列。
[0005]圖2，圖3專用氣體紅外成像檢測儀外形圖，由(I)液晶屏；(2)調(diào)節(jié)控制鍵；(3)內(nèi)置鋰電池的充電接口；(4)視頻輸出端口；(5)防脫落背帶穿孔；(6)電源開關(guān)；(7)儀器提手；(8)激光瞄準器；(9)帶紅外帶通濾光器件紅外鏡頭；(10)腕帶；(11)紅外焦平面探測器及紅外圖像采集處理模塊(在儀器殼體內(nèi)部)(12)儀器外殼。
[0006]本發(fā)明具體采用如下技術(shù)方案，SP:
1.一種丙烷氣體紅外成像檢測儀，其特征是，所述丙烷氣體紅外成像檢測儀包括儀器外殼(12)、在儀器殼體內(nèi)的紅外焦平面探測器及紅外圖像采集增強模塊(11)、帶紅外帶通濾光器件紅外鏡頭(9)、激光瞄準器(8)、翻轉(zhuǎn)功能的液晶顯示屏(I)、視頻輸出端口(4)等按照一定的設(shè)計要求裝配在一起，構(gòu)成一套丙烷氣體紅外成像檢測儀。所述的紅外成像儀是一套紅外熱像儀系統(tǒng)，在檢測丙烷氣體泄漏時，泄漏的丙烷氣體吸收了周圍環(huán)境中的紅外輻射，紅外成像系統(tǒng)采集到丙烷氣體紅外輻射的變化，然后經(jīng)過在檢測丙烷氣體泄漏時，泄漏的丙烷氣體吸收了周圍環(huán)境中的紅外輻射，紅外成像系統(tǒng)采集到丙烷氣體紅外輻射的變化，紅外輻射經(jīng)過光學(xué)鏡頭，然后經(jīng)過帶通濾光器件，此器件過濾了不必要的背景紅外干擾，相對突出了丙烷氣體的紅外輻射變化。并聚焦到紅外焦平面探測器，探測器采集信號，然后將信號經(jīng)過紅外圖像處理模塊采集處理模塊，對從焦平面紅外探測器采集的原始的紅外圖像進行非均勻校正、盲元補償及圖像預(yù)處理，背景差分圖像增強算法進行增強處理，此算法基于圖像序列和參考背景模型相減，實現(xiàn)運動目標(biāo)的檢測，由于泄漏的丙烷氣體對于背景是相對運動的，因此將此圖像增強算法用于氣體泄漏檢測，會使看到丙烷氣體泄漏更清晰，并且將紅外圖像轉(zhuǎn)換為視頻圖像，可以輸出到液晶顯示屏，這樣通常肉眼看不到的氣體泄漏，通過丙烷氣體紅外成像檢測儀發(fā)現(xiàn)氣體泄漏的位置，又可以通過視頻信號輸出端口輸出到視頻錄像裝置中對圖像進行存儲，可以存儲為技術(shù)檔案，供以后分析使用。
【主權(quán)項】
1.本發(fā)明的目的在于，提供一種專門用于丙烷氣體紅外成像檢測氣體泄漏的儀器，首先根據(jù)丙烷氣體的紅外吸收光譜特征的典型吸收波長，設(shè)計一套丙烷氣體紅外成像檢測儀，整套儀器包括儀器殼體、在儀器殼體內(nèi)的紅外焦平面探測器及紅外圖像采集預(yù)處理及增強處理模塊、紅外鏡頭(內(nèi)有光譜窄帶鑒別器件)、激光指示器、翻轉(zhuǎn)功能的液晶顯示屏、取景器、AV輸出端口等按照一定要求裝配在一起，構(gòu)成一套丙烷氣體紅外成像檢測儀，紅外成像檢測儀采集到丙烷氣體紅外輻射的變化，然后經(jīng)過紅外圖像處理模塊采集處理模塊進行圖像增強處理并且輸出到液晶顯示屏，這樣，通?？床灰姷谋闅怏w和泄漏所在的部位，同時清晰實時的顯示在丙烷氣體紅外成像儀的液晶顯示器，本發(fā)明無需使用激光器和其他輔助輻射裝置，實現(xiàn)了丙烷氣體的可視檢測。
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于，提供一種專門用于丙烷氣體紅外成像檢測氣體泄漏的儀器，首先根據(jù)丙烷氣體的紅外吸收光譜特征的典型吸收波長，設(shè)計一套丙烷氣體紅外成像檢測儀，整套儀器包括儀器殼體、在儀器殼體內(nèi)的紅外焦平面探測器及紅外圖像采集預(yù)處理及增強處理模塊、紅外鏡頭（內(nèi)有光譜窄帶鑒別器件）、激光指示器、翻轉(zhuǎn)功能的液晶顯示屏、取景器、AV輸出端口等按照一定要求裝配在一起，構(gòu)成一套丙烷氣體紅外成像檢測儀。紅外成像檢測儀采集到丙烷氣體紅外輻射的變化，然后經(jīng)過紅外圖像處理模塊采集處理模塊進行圖像增強處理并且輸出到液晶顯示屏。這樣，通?？床灰姷谋闅怏w和泄漏所在的部位，同時清晰實時的顯示在丙烷氣體紅外成像儀的液晶顯示器。本發(fā)明無需使用激光器和其他輔助輻射裝置，實現(xiàn)了丙烷氣體的可視檢測。
【IPC分類】G01M3-04
【公開號】CN104697718
【申請?zhí)枴緾N201310659555
【發(fā)明人】吳興華, 王應(yīng)軍, 趙文韜
【申請人】山東長運光電科技有限公司
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2013年12月10日