CN105049786B - 红外热像仪试验辅助系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种红外热像仪试验辅助系统及方法，其中红外热像仪试验辅助系统包括远程监控系统、现场总成和传输通道；远程监控系统与传输通道输出端连接；现场总成与传输通道输入端连接；传输通道为远程监控系统和现场总成之间的数据传输通道；现场总成为多个红外热像仪提供电源，并将多个红外热像仪的电源信息以及电源控制信息发送给远程监控系统；该现场总成还用于将多个红外热像仪的模拟图像或者经转换后的数字图像发送给远程监控系统；远程监控系统根据获取的数据对多个红外热像仪进行远程监控，包括红外热像仪的远程程控供电及电气信息的远程实时监控。

Description

红外热像仪试验辅助系统及方法

技术领域

本发明涉及一种红外热像仪试验辅助系统，可用于红外热像仪的高低温、老化、振动试验等工作环境噪声大、耗时长、所需辅助试验设备种类繁多且需要专人值守、实时监测红外热像仪试验状态的场所。

背景技术

随着红外技术日趋成熟，红外热像仪在各类光电系统中广泛应用，但由于系统的应用需求不同，红外热像仪生产具有种类多、批量小、总量大的特点。热像仪在高低温、老化、振动等试验时，工作环境噪声大、耗时长，需要专人值守监测热像仪的试验状态。另外现有的试验过程中，每台被测红外热像仪都需配置供电电源、监视器，同时为测试红外热像仪的数字视频输出是否正常，每台热像仪还需配备一套数字视频采集卡、视频采集软件和计算机，用以操控热像仪和采集视频信号。若要满足8台红外热像仪同时进行试验，至少需要2台四路直流电源、2台四路监视器、8套数字视频采集卡、8台计算机和专用热像仪操控软件、数字视频采集软件。试验设备种类繁多且不能实时观测红外热像仪的光机运动状态也无法对被测红外热像仪实现远程操控，既耗费人力又存在安全隐患，不利于多台红外热像仪同时进行试验。

红外热像仪试验辅助系统，涉及红外热像仪供电、电源监控、视频、通讯传输和视频监控录像，对系统的操作性能、便携性的要求较大。中国专利CN103453995A《一种红外热像仪校验方法》涉及了红外热像仪校验过程及校验结果说明，但没有涉及红外热像仪试验状态监控的内容。中国专利CN203177971U《一种红外热像仪的校准设备》涉及了一种红外热像仪校准设备、热像仪校准方法，也未涉及其试验状态监控的内容。因而，为了更好地实时监测红外热像仪的试验状态，有必要研制一套红外热像仪试验辅助系统，实现现场或远程采集红外热像仪供电信息数据，通过设置阈值保护，发现异常及时关断电源，还可同时操控多台红外热像仪并通过监控传感器对红外热像仪的电路、电机等工作状态全程录像。既提高工作效率、降低安全隐患，同时也为试验状态的分析提供有力的数据支持。

发明内容

本发明的目的在于，克服红外热像仪生产调试过程中辅助试验设备种类繁多、试验过程工作环境恶劣且需专人在试验现场值守的现状，提供一种红外热像仪试验辅助系统，用于现场或远程监控红外热像仪的试验状态。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供一种红外热像仪试验辅助系统，其特征在于，包括远程监控系统、现场总成和传输通道；远程监控系统与传输通道输出端连接；现场总成与传输通道输入端连接；传输通道为远程监控系统和现场总成之间的数据传输通道；

现场总成为多个红外热像仪提供电源，并将多个红外热像仪的电源信息以及电源控制信息发送给远程监控系统；该现场总成还用于将多个红外热像仪的模拟图像或者经转换后的数字图像发送给远程监控系统；

远程监控系统根据获取的数据对多个红外热像仪进行远程监控，包括红外热像仪的远程程控供电及电气信息的远程实时监控。

本发明所述的红外热像仪试验辅助系统中，该现场总成还用于获取多个红外热像仪的电机运动的可见光图像，并将可见光图像发送给远程监控系统；

本发明所述的红外热像仪试验辅助系统中，现场总成包括供电单元，以及均与该供电单元连接的多个监控传感器、电源监控单元、数字图像转换单元、综合管理单元和第一数据收发模块；

供电单元通过外供电接口为多个红外热像仪供电；多个红外热像仪的通讯接口与综合管理单元的输入端连接，由综合管理单元对多路通讯接口进行分配管理；

电源监控单元与多个红外热像仪连接，该电源监控单元将采集的红外热像仪的电源信息，以及控制电源的按键开关状态信息通过第一数据收发模块发送给远程监控系统；

监控传感器置于红外热像仪的关键部位，用于获取其电机运动的可见光图像，并将可见光图像通过第一数据收发模块发送给远程监控系统，多个红外热像仪的输出端与数字图像转换单元并行连接，通过数字图像转换单元将红外热像仪输出的数字图像转换为模拟图像，并通过第一数据收发模块将原始模拟图像和转换后的数字图像同时发送给远程监控系统。本发明所述的红外热像仪试验辅助系统中，所述远程监控系统包括第二数据收发模块、图像显示单元、监控显示单元、远程供电程控单元、红外热像仪远程操控单元和远程显控计算机；第二数据收发模块的输入端与现场总成连接，输出端与图像显示单元、监控显示单元、远程供电程控单元、红外热像仪远程操控单元连接，由远程显控计算机对被测红外热像仪进行远程监控。

本发明所述的红外热像仪试验辅助系统中，该现场总成还包括视频录像单元和现场显控计算机，视频录像单元的输入端与多个监控传感器、多个红外热像仪以及数字图像转换单元的输出端连接；视频录像单元的输出端通过综合管理单元与现场显控计算机连接。

本发明所述的红外热像仪试验辅助系统中，传输通道通过以太网传输数据。

本发明所述的红外热像仪试验辅助系统中，所述的电源监控单元包括电源监控电路、LCD显控电路和显控组件，所述显控组件包括液晶屏和按键开关；电源监控电路的输入端与供电单元连接，输出端与LCD显控电路连接；LCD显控电路的输入端与供电单元、电源监控电路连接，输出端与显控组件连接；显控组件的输入端与供电单元、LCD显控电路连接，显控组件的输出端与液晶屏和按键开关连接。

本发明所述的红外热像仪试验辅助系统中，所述监控传感器为采用工业CCD单反机电路，并配置针孔光学镜头，构成近距离可见光成像的相机。

本发明还提供了一种红外热像仪试验辅助方法，其基于权利要求1所述的红外热像仪试验辅助系统，该方法包括以下步骤：

现场总成为多个红外热像仪提供电源，并将多个红外热像仪的电源信息以及电源控制信息发送给远程监控系统；

现场总成将多个红外热像仪的模拟图像或者经转换后的数字图像发送给远程监控系统；

远程监控系统根据获取的数据对多个红外热像仪进行远程监控。

本发明所述的红外热像仪试验辅助方法中，还包括步骤：

通过现场总成获取多个红外热像仪的电机运动的可见光图像，并将可见光图像发送给远程监控系统；

通过现场总成获取多个红外热像仪的电机运动的可见光图像，现场实时显示可见光图像；

通过现场总成获取多个红外热像仪的模拟图像和经转换后的数字图像，并现场实时显示。

本发明产生的有益效果是：本发明集红外热像仪供电、远程电气参数监控、远程操控、远程模拟数字图像显示、关键部位远程监视于一体的试验辅助系统，大幅度提高红外热像仪环境试验效率，节省人力成本，提升了红外热像仪的产能，具有显著的实用价值。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例红外热像仪试验辅助系统组成框图；

图2是本发明实施例远程监控系统的组成框图；

图3是本发明实施例现场总成组成框图；

图4是本发明实施例电源监控单元结构框图；

图5 红外热像仪试验辅助系统工作原理示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明主要用于远程或现场操控、检测、监视被测红外热像仪，试验监控方便灵活；试验设备多路一体化，集成度高，便携性好；支持多台热像仪同步试验，试验效率高；具有红外热像仪模拟、数字视频及红外热像仪关键部位图像实时显示、录像功能，无需专人值守；具有模拟、数字、关键部位图像显示、电压、电流监控保护，试验数据全面。总之，本发明在红外热像仪的高低温、老化、振动等工作环境噪声大、耗时长的试验中，监控全面，无需专人值守、有效提高试验效率。

本发明的红外热像仪试验辅助系统，如图1所示，它包括远程监控系统100、现场总成200和传输通道300。所述的远程监控系统100与传输通道300输出端连接；现场总成200与传输通道300输入端连接。传输通道300为远程监控系统100和现场总成200之间的数据传输通道，传输通道可采用以太网的形式。

如图2所示，远程监控系统包括一个第二数据收发模块101、一个图像显示单元102、一个监控显示单元103、一个远程供电程控单元104、一个红外热像仪远程操控单元105和一个远程显控计算机106。第二数据收发模块101的输入端与现场总成200连接，输出端与图像显示单元102、监控显示单元103、远程供电程控单元104、红外热像仪远程操控单元105连接，由远程显控计算机106对被测红外热像仪进行远程监控。

如图3所示，现场总成包括多个监控传感器201本发明较佳实施例中采用4个监控传感器、一个供电单元202、一个电源监控单元203、一个数字图像转换单元204、一个视频录像单元205、一个综合管理单元206和一个第一数据收发模块207。外供电接口与供电单元202连接，供电单元202输出端与监控传感器201、电源监控单元203、数字图像转换单元204、视频录像单元205、综合管理单元206及第一数据收发模块207连接；监控传感器201、数字图像转换单元204的输入端与供电单元202连接，输出端与视频录像单元205连接；电源监控单元203、视频录像单元205的输入端与供电单元202连接，输出端与综合管理单元206连接；综合管理单元206的输入端与供电单元202、电源监控单元203、视频录像单元205连接，输出端与现场显控计算机或第一数据收发模块207连接；综合第一数据收发模块207的输入端与供电单元202、综合管理单元206连接，输出端与远程监控100连接。

如图4所示，本发明实施例的电源监控单元203包括一个电源监控电路203.1、一个LCD显控电路203.2、一个显控组件203.3。显控组件203.3包括液晶屏203.3A和按键开关203.3B。电源监控电路203.1的输入端与供电单元202连接，输出端与LCD显控电路203.2连接；LCD显控电路203.2的输入端与供电单元202、电源监控电路203.1连接，输出端与显控组件203.3连接；显控组件203.3的输入端与供电单元202、LCD显控电路203.2连接，输出端与其液晶屏203.3A和按键开关203.3B连接，液晶屏203.3A用于显示红外电源信息，按键开关203.3B用于控制红外电源的开关。

如图5所示，以8台被测红外热像仪为例，对红外热像仪试验辅助系统的工作原理做说明如下：

现场总成200的供电单元202为8台被测红外热像仪供电；电源监控单元203实施电源监控，并将每一路供电的电流、电压通过第一数据收发模块207将信号发送；数字图像转换单元204用于转换红外热像仪的数字图像；监控传感器201置于被测红外热像仪的关键部位，监控其电机动作；视频录像单元205接收监控传感器201的图像，被测红外热像仪的模拟图像，转换后的数字图像，将20路图像进行编码压缩，现场显示、录像，并通过第一数据收发模块207将信号发送。综合管理单元206接收控制指令，解析指令，分发指令，控制红外热像仪，并通过第一数据收发模块207将信号发送。

传输通道300为远程监控100和现场总成200之间的数据传输通道，数据包括图像数据和控制数据，采用以太网的形式传输。

远程监控100的第二数据收发模块101通过传输通道300接收8台被测红外热像仪每一路供电的电流、电压信号，通过远程供电程控单元104对热像仪的供电情况进行远程监控；接收现场总成发送的20路图像，通过图像显示单元102，监控显示单元103远程显示、录像；通过红外热像仪远程操控单元105发送控制指令，远程操控被测红外热像仪。

本发明的红外热像仪试验辅助方法，其基于上述红外热像仪试验辅助系统，该方法包括以下步骤：

现场总成为多个红外热像仪提供电源，并将多个红外热像仪的电源信息以及电源控制信息发送给远程监控系统；

现场总成将多个红外热像仪的模拟图像和经转换后的数字图像发送给远程监控系统；

远程监控系统根据获取的数据对多个红外热像仪进行远程监控。

进一步地，还包括步骤：

通过现场总成获取多个红外热像仪的电机运动的可见光图像，并将可见光图像发送给远程监控系统；

通过现场总成获取多个红外热像仪的电机运动的可见光图像，现场实时显示可见光图像；

通过现场总成获取多个红外热像仪的模拟图像和经转换后的数字图像，并现场实时显示。

本发明的一个较佳实施例中，通过上述红外热像仪试验辅助系统可实现对8路被测红外热像仪的红外电源现场或远程显控，具体现场或远程显控方法如下：

电源监控电路203.1具有电源数据检测和开关控制两个功能，将8路红外电源显控信号传送给LCD显控电路203.2，由其驱动按键开关203.3B实现电源现场控制；驱动液晶屏203.3A现场实时显示电气信息。若红外电源超过预设的电压或电流阈值则电源监控电路中的软开关自行启动电源保护功能、从而驱动按键开关自动关闭实现红外热像仪掉电保护。

电源监控电路203.1将采集到的8路红外电源信息和显控组件回送的按键开关203.3B状态发送给远程监控的第二数据收发模块101，经数据解析由远程供电程控单元104通过远程显控计算机106实现8路红外热像仪远程程控供电、远程实时显示电气信息。

本发明另一实施例中，通过红外热像仪试验辅助系统对8路红外热像仪关键光机位置现场或远程实时监控，方法如下：

本发明开发了工业CCD结合针孔光学系统的短距成像系统，实现了对关键部件的监控。采用工业CCD单反机电路，配置针孔光学镜头，构成近距离可见光成像相机即监控传感器201。由现场总成200的供电单元202为监控传感器201供电，同时将监控传感器201置于8路被测红外热像仪的4个关键部位，获取其电机运动的可见光图像。由视频录像单元205通过现场显控计算机208现场实时显示4路可见光图像可现场实时录像；或由现场总成200将图像数据通过传输通道300传至远程监控100的第二数据收发模块101，经数据解析，由监控显示单元103经远程显控计算机106远程实时显示4路可见光图像可远程实时录像。

本发明的第三实施例中，还通过红外热像仪试验辅助系统对8路被测红外热像仪现场或远程操控，模拟和数字红外图像实时显示和录像，方法如下：

8路红外热像仪的8路通讯控制与现场总成200的综合管理单元206的输入端连接，由其对8路通讯接口进行分配管理；8路红外热像仪的8路模拟红外图像输出与现场总成200连接，8路数字图像与现场总成200连接，通过数字图像转换单元204进行转换，8路模拟图像和8路转换后的数字图像与现场总成200的视频录像单元205连接，视频录像单元205的输出端与综合管理单元206的输入端连接。

综合管理单元206的输出端与现场显控计算机208连接，实现8路红外热像仪现场操控，模拟和数字红外图像现场实时显示、录像。

综合管理单元206的输出端与第一数据收发模块207的输入端连接，第一数据收发模块207的输出端与远程监控100的第二数据收发模块101的输入端连接，第二数据收发模块101接收压缩数据后经解析由红外热像仪远程操控单元105和图像显示单元102通过远程显控计算机106分别实现8路红外热像仪远程操控，模拟和数字红外图像远程实时显示、录像。

本发明提出并研制了基于网络通道传输，集红外热像仪供电、远程电气参数监控、远程操控、远程模拟数字图像显示、关键部位远程监视于一体的试验辅助系统，大幅度提高红外热像仪环境试验效率，节省人力成本，提升了红外热像仪的产能，具有显著的实用价值。

另外，采用数字—模拟图像合成转换技术，结合图像存储、传输模块，解决了数字图像远程监控困难的问题，实现了8路数字图像的同步实时传输、显示。

本发明开发了具有远程程控功能的多路直流电源，并具有阈值保护，发现异常自动关断电源的功能，对被测红外热像仪进行有效的保护。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种红外热像仪试验辅助系统，其特征在于，包括远程监控系统、现场总成和传输通道；远程监控系统（100）与传输通道（300）输出端连接；现场总成（200）与传输通道（300）输入端连接；传输通道（300）为远程监控系统（100）和现场总成（200）之间的数据传输通道；

现场总成为多个红外热像仪提供电源，并将多个红外热像仪的电源信息以及电源控制信息发送给远程监控系统；该现场总成还用于将多个红外热像仪的模拟图像或者经转换后的数字图像发送给远程监控系统（100）；现场总成（200）包括供电单元（202），以及均与该供电单元连接的多个监控传感器（201）、电源监控单元（203）、数字图像转换单元（204）、综合管理单元（206）和第一数据收发模块（207）；

远程监控系统根据获取的数据对多个红外热像仪进行远程监控，包括红外热像仪的远程程控供电及电气信息的远程实时监控。

2.根据权利要求1所述的红外热像仪试验辅助系统，其特征在于，该现场总成还用于获取多个红外热像仪的电机运动的可见光图像，并将可见光图像发送给远程监控系统（100）。

3.根据权利要求1所述的红外热像仪试验辅助系统，其特征在于，

供电单元（202）通过外供电接口为多个红外热像仪供电；多个红外热像仪的通讯接口与综合管理单元（206）的输入端连接，由综合管理单元（206）对多路通讯接口进行分配管理；

电源监控单元与多个红外热像仪连接，该电源监控单元将采集的红外热像仪的电源信息，以及控制电源的按键开关状态信息通过第一数据收发模块（207）发送给远程监控系统（100）；

监控传感器置于红外热像仪的关键部位，用于获取其电机运动的可见光图像，并将可见光图像通过第一数据收发模块（207）发送给远程监控系统（100），多个红外热像仪的输出端与数字图像转换单元（204）并行连接，通过数字图像转换单元（204）将红外热像仪输出的数字图像转换为模拟图像，并通过第一数据收发模块（207）将原始模拟图像和转换后的数字图像同时发送给远程监控系统（100）。

4.根据权利要求2所述的红外热像仪试验辅助系统，其特征在于，所述远程监控系统（100）包括第二数据收发模块（101）、图像显示单元（102）、监控显示单元（103）、远程供电程控单元（104）、红外热像仪远程操控单元（105）和远程显控计算机（106）；第二数据收发模块（101）的输入端与现场总成（200）连接，输出端与图像显示单元（102）、监控显示单元（103）、远程供电程控单元（104）、红外热像仪远程操控单元（105）连接，由远程显控计算机（106）对被测红外热像仪进行远程监控。

5.根据权利要求2所述的红外热像仪试验辅助系统，其特征在于，该现场总成还包括视频录像单元（205）和现场显控计算机（208），视频录像单元（205）的输入端与多个监控传感器、多个红外热像仪以及数字图像转换单元的输出端连接；视频录像单元（205）的输出端通过综合管理单元（206）与现场显控计算机（208）连接。

6.根据权利要求4所述的红外热像仪试验辅助系统，其特征在于，传输通道（300）通过以太网传输数据。

7.根据权利要求1所述的红外热像仪试验辅助系统，其特征在于，所述的电源监控单元包括电源监控电路（203.1）、LCD显控电路（203.2）和显控组件（203.3），所述显控组件包括液晶屏（203.3A）和按键开关（203.3B）；电源监控电路（203.1）的输入端与供电单元（202）连接，输出端与LCD显控电路（203.2）连接；LCD显控电路（203.2）的输入端与供电单元（202）、电源监控电路（203.1）连接，输出端与显控组件（203.3）连接；显控组件（203.3）的输入端与供电单元（202）、LCD显控电路（203.2）连接，显控组件（203.3）的输出端与液晶屏（203.3A）和按键开关（203.3B）连接。

8.根据权利要求1所述的红外热像仪试验辅助系统，其特征在于，所述监控传感器为采用工业CCD单反机电路，并配置针孔光学镜头，构成近距离可见光成像的相机。

9.一种红外热像仪试验辅助方法，其特征在于，其基于权利要求1所述的红外热像仪试验辅助系统，该方法包括以下步骤：

现场总成为多个红外热像仪提供电源，并将多个红外热像仪的电源信息以及电源控制信息发送给远程监控系统；

现场总成将多个红外热像仪的模拟图像或者经转换后的数字图像发送给远程监控系统；

远程监控系统根据获取的数据对多个红外热像仪进行远程监控。

10.根据权利要求9所述的红外热像仪试验辅助方法，其特征在于，还包括步骤：

通过现场总成获取多个红外热像仪的电机运动的可见光图像，并将可见光图像发送给远程监控系统；

通过现场总成获取多个红外热像仪的电机运动的可见光图像，现场实时显示可见光图像；

通过现场总成获取多个红外热像仪的模拟图像和经转换后的数字图像，并现场实时显示。