CN105938041B - 一种红外热成像仪性能评估装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电力系统红外测试仪器性能校验技术领域，尤其涉及一种红外热成像仪性能评估装置，是一种用于校验红外热成像仪狭缝函数（SRF）的评估装置。本发明被试红外热成像测试仪放置在红外光学平台上，被试红外热成像测试仪通过线路与工控机相连接，工控机还与控制器相连接，控制器分别与红外标靶盘上的标靶旋转轮和标准黑体相连接；红外标靶盘与红外平行光管相连接。本发明可以有效的利用红外热成像仪评估装置SRF功能来确定被试红外热像仪的测量分辨率和成像分辨率，确保采购的仪器在现场测试时能够得到准确、真实的红外特性参数。
Description
技术领域
本发明属于电力系统红外测试仪器性能校验技术领域，尤其涉及一种红外热成像仪性能评估装置，是一种用于校验红外热成像仪狭缝函数（SRF）的评估装置。
背景技术
红外成像技术的广泛应用是实现电网状态检修的关键环节之一，对红外成像设备的性能评估也是电网安全、稳定运行的重要保障。目前，由于现已应用的红外成像设备数量较多，分部较广，而且数字接口不统一，难以实现自动化性能评估。国内对红外成像设备狭缝函数（SRF）的评估技术主要以手动检测为主，较大的引进了测试的人为和测量误差，缺少对红外成像设备的狭缝函数（SRF）的硬件和软件结合的自动性能评估系统。
发明内容
针对上述现有技术中存在的不足之处，本发明提供一种红外热成像仪性能评估装置。其目的在于有效的利用红外热成像仪评估装置SRF功能来确定被试红外热像仪的测量分辨率和成像分辨率，确保采购的仪器在现场测试时能够得到准确、真实的红外特性参数。
为了实现上述发明目的 ，本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种红外热成像仪性能评估装置，被试红外热成像测试仪放置在红外光学平台上，被试红外热成像测试仪通过线路与工控机相连接，工控机还与控制器相连接，控制器分别与红外标靶盘上的标靶旋转轮和标准黑体相连接；红外标靶盘与红外平行光管相连接。
所述标准黑体为可调节、可任意替换的。
所述红外标靶盘上同时嵌有8个标靶旋转轮。
所述红外标靶盘与红外平行光管相连接，使红外平行光管光源信号输入端与狭缝函数标靶垂直；使红外标靶盘位于初级准直镜的焦点处，红外标靶盘反射的光线先经过一个与水平轴成45度的次级镜，再入射到初级准直镜，则出射至被试红外热成像测试仪处为平行光。
所述红外平行光管为反射式离轴平行光管，红外平行光管的设计采用典型的准直器设计离轴抛物面准直镜——初级准直镜和一个较小的定向平面镜——次级镜组合；前表面反射镜由三种基本元素组成：基片、反射膜和保护层；在焦平面放置标准黑体，隔板减少光信号衰减，通过初级准直镜和次级镜，对黑体成像进行测量，从而对红外热像仪进行有效的评估。
利用一种红外热成像仪性能评估装置进行测量的方法，是在被试红外热成像测试仪前放置一系列狭缝标靶，每个狭缝对应一个信号，因为在整个过程中标准黑体与红外标靶盘的温差是定值，所以信号只与狭缝宽度有关；具体测量方法，包括以下步骤：
（1）调节焦距使被试红外热成像仪获得最高品质的图像，然后设定相对温度，以使目标区域与标准黑体之间产生最好的对比效果；
（2）选择狭缝最宽的作为第一个标靶并编辑序号，选中目标中部用鼠标确定选择区域；
（3）狭缝宽度用毫弧度表示，用户只需输入以毫米为单位的狭缝宽度，程序会自动进行转换；
（4）狭缝函数显示以最大信号差为基准的信号差比值（ SRF 值为从 0.0 到1.0）。可存储测量结果格式为文本文件或 CSV 格式，文本文件可轻松导入 Excel 表中；
（5）如需重新测量，单击“重复狭缝函数测试”按钮。
所述被试红外热成像测试仪放置在红外光学平台上，调节焦距至图像最为清晰和设置环境、距离等参数并通过红外平行光管进行观测，打开红外标靶盘安装狭缝函数标靶，调节标靶旋转轮安装全部狭缝函数标靶；手动打开工控机启动功能测试软件通过控制器调节标准黑体的温度和标靶旋转轮，工控机通过数据线采集数据采集卡中的评估数据，如需重新测量，单击功能测试软件中“重复狭缝函数测试”按钮进行下一轮测试。
本发明相对现在技术具有如下优点和有益效果：
本发明可以有效的利用红外热成像仪评估装置SRF功能来确定被试红外热像仪的测量分辨率和成像分辨率，确保采购的仪器在现场测试时能够得到准确、真实的红外特性参数。
下面结合附图和具体实施例，对本发明的技术方案进行详细的说明。
附图说明
图1为本发明红外热成像仪评估装置结构图；
图2为本发明中红外平行光管结构图。
图中：红外平行光管1，被试红外热成像测试仪2，红外光学平台3，数据采集卡4，标靶旋转轮5，红外标靶盘6，控制器7，标准黑体8，工控机9，功能测试软件10，隔板11，初级准直镜12，次级镜13，焦平面14。
具体实施方式
本发明是一种红外热成像仪性能评估装置，如图1所示，图1为本发明红外热成像仪评估装置结构图。
在图1中，被试红外热成像测试仪2放置在红外光学平台3上，被试红外热成像测试仪2通过线路与工控机9相连接。工控机9还与控制器7相连接，控制器7分别与标靶旋转轮5和标准黑体8相连接。所述标准黑体8为可调节，可任意替换的。
红外标靶盘6为可同时嵌入8个标靶旋转轮5，把不同尺寸8个狭缝函数标靶安装在标靶盘上，将红外标靶盘6与红外平行光管1连接接口固定，使红外平行光管1光源信号输入端与狭缝函数标靶垂直。
被试红外热成像测试仪2放置在红外光学平台3上，调节焦距至图像最为清晰和设置环境、距离等参数并通过红外平行光管1进行观测，打开红外标靶盘6安装狭缝函数标靶，调节标靶旋转轮5安装全部狭缝函数标靶。手动打开工控机9启动功能测试软件10通过控制器7调节标准黑体8的温度和标靶旋转轮5，工控机9通过数据线采集数据采集卡4中的评估数据，如需重新测量，单击功能测试软件10中“重复狭缝函数测试”按钮进行下一轮测试。
图2中，图2为本发明中红外平行光管的结构图，该红外平行光管1为反射式离轴平行光管。红外平行光管的设计采用典型的准直器设计离轴抛物面准直镜——初级准直镜12和一个较小的定向平面镜——次级镜13组合。前表面反射镜由三种基本元素组成：基片、反射膜和保护层。在焦平面14放置标准黑体，隔板11可以有效减少光信号衰减，通过初级准直镜12和次级镜13，可以对黑体成像进行测量，从而对红外热像仪进行有效的评估。
将图1中红外标靶盘6与红外平行光管1的接口进行连接，确保红外标靶盘6位于初级准直镜12的焦点处，红外标靶盘6反射的光线先经过一个与水平轴成45度的次级镜13，再入射到初级准直镜12，则出射至被试红外热成像测试仪2处为平行光。
本发明是以高精度的高温、低温黑体为控制核心，设计控制面板及控制程序，实现测试标准的自动切换以及温度高低的自动调整功能，研制自动反馈调节功能，提高输出准确度，通过自动控制和自动采集读取测量值进行反馈，并以动态数据库进行软件衔接。
本发明是通过狭缝函数SRF进行测量的，SFR 是狭缝产生的信号与狭缝宽度对比的函数，是以所使用的最宽的狭缝产生的信号为标准。SFR 反应系统检测狭小目标的能力。
测量过程中，在被试红外热成像测试仪2前放置一系列狭缝标靶。每个狭缝对应一个信号。因为在整个过程中标准黑体8与红外标靶盘6的温差是定值，所以信号只与狭缝宽度有关。
利用本发明是一种红外热成像仪性能评估装置进行测量的方法，包括以下步骤：
（1）调节焦距使被试红外热成像仪获得最高品质的图像，然后设定相对温度，以使目标区域与标准黑体之间产生最好的对比效果。
（2）选择狭缝最宽的作为第一个标靶并编辑序号，选中目标中部用鼠标确定选择区域。
（3）狭缝宽度用毫弧度表示，用户只需输入以毫米为单位的狭缝宽度，程序会自动进行转换。
（4）狭缝函数显示以最大信号差为基准的信号差比值（ SRF 值为从 0.0 到1.0）。可存储测量结果格式为文本文件或 CSV 格式。文本文件可轻松导入 Excel 表中。
如需重新测量，单击“重复狭缝函数测试”按钮。
Claims (4)
1.一种红外热成像仪性能评估装置，其特征是：被试红外热成像测试仪（2）放置在红外光学平台（3）上，被试红外热成像测试仪（2）通过线路与工控机（9）相连接，工控机（9）还与控制器（7）相连接，控制器（7）分别与红外标靶盘（6）上的标靶旋转轮（5）和标准黑体（8）相连接；红外标靶盘（6）与红外平行光管（1）相连接；
所述标准黑体（8）为可调节、可任意替换的；
所述红外标靶盘（6）上同时嵌有8个标靶旋转轮（5）；
所述红外标靶盘（6）与红外平行光管（1）相连接，使红外平行光管（1）光源信号输入端与狭缝函数标靶垂直；使红外标靶盘（6）位于初级准直镜（12）的焦点处，红外标靶盘（6）反射的光线先经过一个与水平轴成45度的次级镜（13），再入射到初级准直镜（12），则出射至被试红外热成像测试仪（2）处为平行光。
2.根据权利要求1所述的一种红外热成像仪性能评估装置，其特征是：所述红外平行光管为反射式离轴平行光管，红外平行光管采用典型的准直器设计离轴抛物面准直镜，即初级准直镜（12）和一个较小的定向平面镜，即次级镜（13）组合而成；前表面反射镜由三种基本元素组成：基片、反射膜和保护层；在焦平面（14）放置标准黑体，隔板（11）减少光信号衰减，通过初级准直镜（12）和次级镜（13），对黑体成像进行测量，从而对红外热像仪进行有效的评估。
3.利用一种红外热成像仪性能评估装置进行测量的方法，其中红外热成像仪性能评估装置采用如权利要求1所述红外热成像仪性能评估装置，其特征是：在被试红外热成像测试仪前放置一系列狭缝标靶，每个狭缝对应一个信号，因为在整个过程中标准黑体与红外标靶盘的温差是定值，所以信号只与狭缝宽度有关；具体测量方法，包括以下步骤：
（1）调节焦距使被试红外热成像仪获得最高品质的图像，然后设定相对温度，以使目标区域与标准黑体之间产生最好的对比效果；
（2）选择狭缝最宽的作为第一个标靶并编辑序号，选中目标中部用鼠标确定选择区域；
（3）狭缝宽度用毫弧度表示，用户只需输入以毫米为单位的狭缝宽度，程序会自动进行转换；
（4）狭缝函数显示以最大信号差为基准的信号差比值，即 SRF 值为从 0.0 到 1.0；可存储测量结果格式为文本文件或 CSV 格式，文本文件可轻松导入 Excel 表中；
（5）如需重新测量，单击“重复狭缝函数测试”按钮。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征是：所述被试红外热成像测试仪放置在红外光学平台上，调节焦距至图像最为清晰和设置环境、距离参数并通过红外平行光管进行观测，打开红外标靶盘安装狭缝函数标靶，调节标靶旋转轮安装全部狭缝函数标靶；手动打开工控机启动功能测试软件通过控制器调节标准黑体的温度和标靶旋转轮，工控机通过数据线采集数据采集卡中的评估数据，如需重新测量，单击功能测试软件中“重复狭缝函数测试”按钮进行下一轮测试。
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