CN105698937A - 一种红外温度检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种红外温度检测装置及方法，通过将凸曲面反射镜的凸面面向待检测电力设备设置；红外相机的镜头活动设置于凸曲面反射镜的中心线上，采集凸曲面反射镜凸面上的镜面图像、并形成镜面红外图像；上位机与红外相机相连接，用于接收来自红外相机的镜面红外图像、并根据所述镜面红外图像发出报警信息。在实际温度检测过程中，凸曲面反射镜能够对周围环境进行360度全景取景，可以同时对多台电力设备进行红外温度检测，有效提高红外图像的采集范围和电力设备温度检测效率；而且，上位机根据红外相机采集到的镜面红外图像，实时判断电力设备温度是否发生异常，一旦发生异常立即发出报警信息通知技术人员进行快速处理，实时性高。

Description

一种红外温度检测装置及方法

技术领域

本发明涉及电力设备检测技术领域，特别是涉及一种红外温度检测装置及方法。

背景技术

红外热成像运用光电技术检测物体热辐射的红外线特定波段信号，将该信号转换成可供人类视觉分辨的图像和图形，并可以进一步计算出温度值。具有无需扫描体制,不用调焦就能对远近场景目标成清晰像等特点，该技术不仅可用于安全检测、目标搜索跟踪、视觉成像等众多领域中,还适合于高振动和冲击等要求苛刻的应用场所。

在电力设备故障检测的过程中，对于直接可见的设备，红外热成像设备能够直接确定连接点的热隐患；对于由于屏蔽而无法直接看到的设备，则可以根据其热量传导到外面的部件上的情况，来发现其热隐患；红外热成像技术，无需对待检测设备进行解体，大大简化了设备检修步骤，提高检测水平与工作效率。

然而在具体实施过程中，技术人员一般手持红外热成像设备对电力设备进行逐一排查，以检测电力设备是否存在温度异常，从而进一步确定该电力设备是否发生故障，需要耗费大量的人力物力，检测效率低；而且，一旦发生电力设备故障，技术人员可能在较长一段时间之后才能通过上述红外热成像设备发现，实时性差。

发明内容

本发明实施例中提供了一种红外温度检测装置及方法，以解决现有技术中的温度检测效率低和实时性差的问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案：

本发明实施例公开了一种红外温度检测装置，该装置包括凸曲面反射镜、红外相机以及上位机，其中：

所述凸曲面反射镜的凸面面向待检测电力设备设置；

所述红外相机的镜头活动设置于所述凸曲面反射镜的中心线上，用于采集凸曲面反射镜凸面上的镜面图像、并形成镜面红外图像；

所述上位机与所述红外相机相连接，所述上位机用于接收来自红外相机的镜面红外图像、并根据所述镜面红外图像发出报警信息。

优选地，所述凸曲面反射镜包括水银镀膜凸曲面反射镜，且所述凸面包括圆弧形、圆锥形以及抛物线形凸面。

优选地，所述凸曲面反射镜设置于待检测电力设备的上方或侧方、且与待检测电力设备存在间距。

优选地，所述凸曲面反射镜设置于多台待检测电力设备对应的中心位置。

优选地，所述红外相机的视场覆盖所述凸面。

优选地，所述红外温度检测装置还包括固定支架，所述固定支架包括：

与所述凸曲面反射镜的顶面固定接触的顶架；

与所述顶架的外边缘固定连接、且对称分布于所述凸曲面反射镜两侧的立柱，所述立柱包括透明立柱；

与所述立柱的底部固定连接的底座。

优选地，所述红外相机通过WIFI、服务运营商网络和蓝牙中的一种或多种与所述上位机相连接。

本发明还公开了一种红外温度检测方法，该方法包括以下步骤：

选取上述红外温度检测装置；

将凸曲面反射镜设置于检测位置，所述检测位置包括待检测电力设备的上方或侧方、以及多台待检测电力设备对应的中心位置，而且所述检测位置与待检测电力设备存在间距；

红外相机采集凸曲面反射镜上的镜面图像，并生成镜面红外图像；

上位机接收来自红外相机的镜面红外图像，并根据所述镜面红外图像计算检测温度值；

上位机判断所述检测温度值是否大于温度阈值；

如果是，上位机发出报警信息。

优选地，根据所述镜面红外图像计算检测温度值，包括：

根据所述镜面红外图像生成平面红外图像；

获取所述平面红外图像上至少一个检测区域的温度值；

从所述温度值中提取最大温度值，并将所述最大温度值作为所述检测温度值。

优选地，所述红外温度检测方法还包括：

接收红外相机采集到的可见光图像；

根据所述可见光图像生成平面可见图像；

匹配所述平面可见图像和所述平面红外图像，并根据检测区域对应的温度值，生成平面温度分布图。

由以上技术方案可见，本发明实施例提供的一种红外温度检测装置及方法，通过将凸曲面反射镜的凸面面向待检测电力设备设置；红外相机的镜头活动设置于所述凸曲面反射镜的中心线上，用于采集凸曲面反射镜凸面上的镜面图像、并形成镜面红外图像；所述上位机与所述红外相机相连接，所述上位机用于接收来自红外相机的镜面红外图像、并根据所述镜面红外图像发出报警信息。在实际温度检测过程中，凸曲面反射镜能够对周围环境进行360度全景取景，使得多台电力设备能够同时进行红外温度检测，有效提高了红外图像的采集范围，以及电力设备的温度检测效率；而且，上位机根据红外相机采集到的镜面红外图像，实时判断电力设备的温度是否发生异常，一旦发生异常立即发出报警信息通知技术人员进行快速处理，实时性高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种红外温度检测装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种凸曲面反射镜装配示意图；

图3为本发明实施例提供的另一种红外温度检测装置的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种红外温度检测方法的流程示意图；

图5为本发明实施例提供的一种检测温度值计算方法的流程示意图；

图6为本发明实施例提供的另一种红外温度检测方法的流程示意图；

图1-3中的符号表示为：

1-凸曲面反射镜，2-红外相机，3-上位机，4-待检测电力设备，5-固定支架，51-顶架，52-立柱，53-底座。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

实施例一

参见图1，为本发明实施例提供的一种红外温度检测装置的结构示意图，所述红外温度检测装置包括凸曲面反射镜1、红外相机2以及上位机3。

其中，所述凸曲面反射镜1的凸面面相待检测电力设备4设置；在本发明实施例中，所述凸曲面反射镜1包括水银镀膜凸曲面反射镜，当然在具体实施时，所述凸曲面反射镜1可以为其他材质镀膜的凸曲面反射镜或者铜质凸曲面反射镜等。所述凸曲面反射镜1能够对周边环境进行360度全景采集，优选地，所述凸曲面反射镜1的凸面包括圆弧形、圆锥形以及抛物线形凸面，在实际检测过程中，技术人员可以根据采集环境不同选择采用不同凸面的凸曲面反射镜1。

为了提高全景采集效率，参见图2为本发明实施例提供的一种凸曲面反射镜装配示意图，所述凸曲面反射镜1设置于待检测电力设备4的上方或侧方、且与待检测电力设备4存在间距；当需要对多台待检测电力设备4进行温度检测时，所述凸曲面反射镜1设置于多台待检测电力设备4的中心位置，所述中心位置可以理解为多台待检测电力设备分布区域的中心位置，通过将所述凸曲面反射镜1设置于所述中心位置，将更多的电力设备纳入所述凸曲面反射镜1的采集范围内。

所述红外相机2的镜头活动设置于所述凸曲面反射镜1的中心线上，用于采集凸曲面反射镜1上的镜面图像。在具体实施时，可以在所述凸曲面反射镜1下方的中心线上设置一条沿中心线向下延伸的导轨或螺杆，所述红外相机2活动设置于所述导轨或螺杆上，当然，本领域技术人员可以采用其他方式保证所述红外相机2的镜头活动设置于所述凸曲面反射镜1的中心线上，本发明实施例在此不做限制；通过将所述红外相机2的镜头活动设置于所述凸曲面反射镜1的中心线上，在温度检测的过程中，可以对所述红外相机2的镜头位置进行调整，以保证红外相机2的视场能够完全覆盖凸曲面反射镜1的凸面、并采集所述凸面上的镜面图像。当然在具体实施时，还需要对所述红外相机2的摄像参数例如光圈、曝光时间、摄影时间等进行设置，使所述红外相机2能够获得清晰图像。所述红外相机2具有两种工作模式，在第一种工作模式中通过对所述镜面图像的采集，形成镜面红外图像；在第二种工作模式中采集所述镜面图像，形成可见光图像；其中，所述镜面红外图像为包含红外信息的图像，所述可见光图像为包含可见光信息、便于观察的图像。

所述上位机3与所述红外相机2相连接，所述上位机3可以为电脑、服务器，或者便携的笔记本、手机终端等；所述上位机3与所述红外相机2相连接，在具体实施时，所述上位机3可以与所述红外相机2通过通信线缆进行有线连接；优选地，所述上位机3与所述红外相机2通过WIFI、服务运营商网络(例如3G/4G/GPRS等)以及蓝牙中的一种或多种无线连接，以减少布局布线可能对红外温度检测精度的影响。

所述上位机3接收来自红外相机2的镜面红外图像，并根据所述镜面红外图像进行畸变校正和图像分析处理得到凸曲面反射镜1下方360度区域相对应的平面红外图像；然后，从所述平面红外图像中提取检测温度，当所述检测温度大于温度阈值时，发出报警信息，及时通知技术人员进行处理。

由上述实施例可见，本发明实施例提供的红外温度检测装置，包括凸曲面反射镜1、红外相机2以及上位机3；其中，所述凸曲面反射镜1的凸面面向待检测电力设备设置；所述红外相机2的镜头活动设置于所述凸曲面反射镜1的中心线上，用于采集凸曲面反射镜凸面上的镜面图像、并形成镜面红外图像；所述上位机3与所述红外相机2相连接，所述上位机3用于接收来自红外相机2的镜面红外图像、并根据所述镜面红外图像发出报警信息。该红外温度检测装置中的凸曲面反射镜1能够对周围环境进行360度全景取景，有效提高了红外图像的采集范围，使得多台电力设备能够同时进行红外温度检测，提高电力设备的温度检测效率；而且，上位机3根据红外相机2采集到的镜面红外图像，实时判断电力设备的温度是否发生异常，一旦发生异常立即发出报警信息通知技术人员进行快速处理，实时性高。

实施例二

参见图3，为本发明实施例提供的另一种红外温度检测装置的结构示意图，所述红外温度检测装置包括凸镜面反射镜1、红外相机2和上位机3，本发明实施例与实施例一的不同之处在于，该红外温度检测装置还包括固定支架5。所述固定支架5包括顶架51、立柱52以及底座53。

其中，所述顶架51与所述凸曲面反射镜1的顶面固定接触，所述凸曲面反射镜1的顶面可以理解为与凸面相对的镜面；所述立柱52与所述顶架51的外边缘固定连接、且对称分布与所述凸曲面反射镜1的两侧，在本发明实施例中包括2根立柱52，所述2根立柱对称分布于所述凸曲面反射镜1的两侧可以理解为立柱2在凸曲面反射镜1的顶面所在平面进行投影，投影点的连线经过所述顶面的中心；所述立柱2均是透明立柱，在具体实施时，所述立柱2采用高强度透明材料制备而成，既可以满足力学要求，又能避免对图像采集的干扰。当然，在具体实施时，可以设置任意多根立柱，例如3根或4根等，并保证立柱垂直于凸曲面反射镜1的顶面，且立柱52在所述顶面对应的平面上形成投影点，投影点的连接线构成图形的中心与顶面中心重合，以实现对所述凸曲面反射镜1的稳定支撑。另外，所述立柱52还包括可以伸缩的透明立柱，以方便通过立柱52的伸缩调整凸曲面反射镜1的高度，调整图像采集位置。所述立柱52的底部固定连接底座53，所述底座53用于支撑立柱52、顶架51以及凸曲面反射镜1。本发明实施例与实施例一相同之处，可参见实施例一，在此不再赘述。

在本发明实施例中，通过设置固定支架，所述固定支架5包括顶架51、立柱52以及底座53，进一步方便该红外温度检测装置的布设，技术人员可以根据检测需要进行位置、高度等调整，保证温度检测效率。

与本发明提供的红外温度检测装置实施例相对应，本发明还提供了一种红外温度检测方法。

参见图4，为本发明实施例提供的一种红外温度检测方法的流程示意图，该方法包括以下步骤：

步骤S101：选取上述红外温度检测装置。

步骤S102：将凸曲面反射镜设置于检测位置，所述检测位置包括待检测电力设备的上方或侧方、以及多台电力设备对应的中心位置，而且所述检测位置与待检测电力设备存在间距。

当检测环境中只有一台待检测电力设备时，可以将所述凸曲面反射镜1设置于所述待检测电力设备的上方或侧方、且与所述待检测电力设备存在间距，保证在所述凸曲面反射镜1的凸面上能够获得待检测电力设备的完整图像；当检测环境中包含多台待检测电力设备时，可以将所述凸曲面反射镜1设置于多台待检测电力设备对应的中心位置、且位于所述待检测电力设备的上方、与所述待检测电力设备存在间距，从而保证所述凸曲面反射镜1的凸面能够将所有待检测电力设备纳入其采集范围内。所述凸曲面反射镜1对周围环境进行360度全景图像采集，并将周围环境中待检测电力设备4的图像呈现在其凸面上。

步骤S103：红外相机采集凸曲面反射镜上的镜面图像，并生成镜面红外图像。

调整红外相机2的位置以及摄影参数，以使所述红外相机的视场能够完全覆盖凸曲面反射镜1凸面上的镜面图像；所述红外相机2采集所述凸面上的镜面图像，生成镜面红外图像。

步骤S104：上位机接收来自红外相机的镜面红外图像，并根据所述镜面红外图像计算检测温度值。

上位机接收所述镜面红外图像，对所述镜面红外图像进行分析处理，并根据所述镜面红外图像红外温度信息，计算检测温度值。

参见图5，为本发明实施例提供的一种检测温度值计算方法的流程示意图，该方法包括以下步骤：

步骤S1041：根据所述镜面红外图像生成平面红外图像。

所述镜面红外图像为基于镜面图像生成的红外图像，由于凸曲面反射镜1镜面上的镜面图像会存在畸变，因此将所述镜面红外图像通过畸变校正，得到平面红外图像。所述畸变校正的过程为本领域技术人员常用手段，在此不再赘述。

步骤S1042：获取所述平面红外图像上至少一个检测区域的温度值。

将所述平面红外图像划分为多个检测区域，在具体实施时，例如可以根据像素值或尺寸将所述红外图像均匀地划分为多个检测区域。通过红外热成像处理技术，获取每个所述检测区域的温度值。

步骤S1043：从所述温度值中提取最大温度值，并将所述最大温度值作为所述检测温度值。

通过步骤S1042获得每个检测区域的温度值后，可以使用冒泡法或二分法等从所述温度值中，找到最大温度值，并将所述最大温度值作为所述检测温度值。

步骤S105：上位机判断所述检测温度值是否大于温度阈值。

所述温度阈值可以为用户预设的温度阈值；在第一种设置方式中，用户预设一个温度阈值，例如所述温度阈值为50℃；进而比对步骤S104中获得的检测温度值与所述温度阈值的大小，判断所述检测温度值是否大于所述温度阈值。

在第二种设置方式中，用于预设多个温度阈值，例如预设第一温度阈值为50℃，第二温度阈值为60℃以及第三温度阈值为70℃。通过比对所述检测温度与第一温度阈值、第二温度阈值以及第三温度阈值，判断所述检测温度所处的温度范围。

步骤S106：如果是，上位机发出报警信息。

对于步骤S105中的温度阈值的第一种设置方式，如果根据判断结果，所述检测温度大于所述温度阈值，则上位机发出报警信息，以通知或警示技术人员注意温度异常以及进行相应操作；如果所述检测温度小于或等于所述温度阈值，则表示电力设备没有温度异常，无需发出报警信息，并重新返回步骤S103，对待检测电力设备4进行持续检测。

对于步骤S105中的温度阈值的第二种设置方法，根据判断结果，当所述检测温度值小于所述第一温度阈值时，则判定所述待检测电力设备温度正常，重新返回步骤S103,对待检测电力设备4进行持续检测；当所述检测温度值大于或等于所述第一温度阈值、且小于所述第二温度阈值时，则判定所述待检测电力设备中出现温度异常，但是还不会产生严重影响，所述上位机3发出预警信息，提醒技术人员注意；当所述检测温度大于或等于所述第二温度阈值、且小于所述第三温度阈值时，则判定所述待检测电力设备中温度异常程度较严重，所述上位机3发出警告信息，提醒技术人员注意，并采取适当操作；当所述检测温度大于或等于所述第三温度阈值时，则判定所述待检测电力设备中温度严重异常，所述上位机3发出严重报警信息，提醒技术人员需要进行立即处理解决安全隐患。

需要说明的是，报警信息的形式在本发明实施例中不做限制，例如可以为上位机上弹出的警示窗口、短信或邮件等警示信息以及由警示灯光和蜂鸣声组成的报警信息等。

由上述实施例可见，本发明实施例提供的红外温度检测方法，通过将所述凸曲面反射镜与检测位置对待检测电力设备进行全景镜面图像采集；然后，红外相机采集凸曲面反射镜上的镜面图像，并生成镜面红外图像；上位机接收来自红外相机的镜面红外图像，并根据镜面红外图像计算检测温度值；最后，通过判断所述检测温度值是否大于温度阈值，如果是，上位机发出报警信息。在实际检测过程中，凸曲面反射镜对待检测电力设备进行360度全景采集，有效提高电力设备的温度检测效率；而且，通过实时监测，如果出现温度异常，上位机及时发出报警信息，警示技术人员进行及时处理，具有很高的实时性。

为了方便对温度异常的电力设备的定位，参见图6，为本发明实施例提供的另一种红外温度检测方法的流程示意图，在图4和图5所示的红外温度检测方法的基础上，该方法还包括：

步骤S201：接收红外相机采集到的可见光图像。

所述可见光图像为包括可见光信息的图像，方便技术人员在上位机上进行直观观察。

步骤S202：根据所述可见光图像生成平面可见图像。

对步骤S201获得的可见光图像进行畸变校正，生成平面可见图像。

步骤S203：匹配所述平面可见图像和所述平面红外图像，并根据检测区域对应的温度值，生成平面温度分布图。

对所述平面可见图像和所述平面红外图像进行图像处理，将所述平面可见图像和所述平面红外图像匹配叠加组成所述平面温度分布图；通过观察所述平面温度分布图，用户可以直观的判断出现温度异常的待检测电力设备。同时，结合检测区域对应的温度值，还可以将对应的温度数据叠加显示到所述平面温度分布图中，在所述平面温度分布图中、与所述检测区域对应的位置显示所述温度值，以方便技术人员对待检测电力设备的温度情况进行定量判断。

本发明实施例提供的红外温度检测方法，通过将平面可见光图像和平面红外图像进行匹配，形成平面温度分布图，技术人员可以很容易通过观察所述平面温度分布图，定位出现温度异常的电力设备，并对相应的电力设备进行检修，进一步方便电力设备的维护，实用性高。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种红外温度检测装置，其特征在于，包括凸曲面反射镜(1)、红外相机(2)以及上位机(3)，其中：

所述凸曲面反射镜(1)的凸面面向待检测电力设备(4)设置；

所述红外相机(2)的镜头活动设置于所述凸曲面反射镜(1)的中心线上，用于采集凸曲面反射镜(1)凸面上的镜面图像、并形成镜面红外图像；

所述上位机(3)与所述红外相机(2)相连接，所述上位机(3)用于接收来自红外相机(2)的镜面红外图像、并根据所述镜面红外图像发出报警信息。

2.根据权利要求1所述的红外温度检测装置，其特征在于，所述凸曲面反射镜(1)包括水银镀膜凸曲面反射镜，且所述凸面包括圆弧形、圆锥形以及抛物线形凸面。

3.根据权利要求1所述的红外温度检测装置，其特征在于，所述凸曲面反射镜(1)设置于待检测电力设备(4)的上方或侧方、且与待检测电力设备(4)存在间距。

4.根据权利要求3所述的红外温度检测装置，其特征在于，所述凸曲面反射镜(1)设置于多台待检测电力设备(4)对应的中心位置。

5.根据权利要求1所述的红外温度检测装置，其特征在于，所述红外相机(2)的视场覆盖所述凸面。

6.根据权利要求1所述的红外温度检测装置，其特征在于，还包括固定支架(5)，所述固定支架(5)包括：

与所述凸曲面反射镜(1)的顶面固定接触的顶架(51)；

与所述顶架(51)的外边缘固定连接、且对称分布于所述凸曲面反射镜(1)两侧的立柱(52)，所述立柱(52)包括透明立柱；

与所述立柱(52)的底部固定连接的底座(53)。

7.根据权利要求1所述的红外温度检测装置，其特征在于，所述红外相机(2)通过WIFI、服务运营商网络和蓝牙中的一种或多种与所述上位机(3)相连接。

8.一种红外温度检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

选取权利要求1-7任一红外温度检测装置；

将凸曲面反射镜(1)设置于检测位置，所述检测位置包括待检测电力设备(4)的上方或侧方、以及多台待检测电力设备(4)对应的中心位置，而且所述检测位置与待检测电力设备(4)存在间距；

红外相机(2)采集凸曲面反射镜(1)上的镜面图像，并生成镜面红外图像；

上位机(3)接收来自红外相机(2)的镜面红外图像，并根据所述镜面红外图像计算检测温度值；

上位机(3)判断所述检测温度值是否大于温度阈值；

如果是，上位机(3)发出报警信息。

9.根据权利要求8所述的红外温度检测方法，其特征在于，根据所述镜面红外图像计算检测温度值，包括：

根据所述镜面红外图像生成平面红外图像；

获取所述平面红外图像上至少一个检测区域的温度值；

从所述温度值中提取最大温度值，并将所述最大温度值作为所述检测温度值。

10.根据权利要求9所述的红外温度检测方法，其特征在于，还包括：

接收红外相机(2)采集到的可见光图像；

根据所述可见光图像生成平面可见图像；

匹配所述平面可见图像和所述平面红外图像，并根据检测区域对应的温度值，生成平面温度分布图。