CN111982304A - 一种红外测温补偿方法和视频测温复合传感器 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种红外测温补偿方法和视频测温复合传感器，该方法应用于开关设备的视频测温复合传感器的控制模块，先根据摄像元件的视频数据和红外成像元件的红外成像数据，获取开关设备中N个目标测温点的温度值和测温参数，从而可以衡量开关设备中目标测温点处材质对温度测温的影响；之后，又根据摄像元件的变焦元件的调焦参数，确定测温距离，从而可以衡量距离对温度测量的影响；最后，根据测温距离和各个目标测温点的测温参数，对相应目标测温点的温度值进行温度补偿，即结合材质和距离对温度测量的影响，对相应目标测温点的温度值进行补偿，因此可以提高红外成像技术测温的精确度。

Description

一种红外测温补偿方法和视频测温复合传感器

技术领域

本发明涉及高压开关设备在线监测技术领域，特别是涉及一种红外测温补偿方法和视频测温复合传感器。

背景技术

通常情况下，高压开关设备的开关触头温度监测，是其重要监测内容，因此可以在高压开关设备的断口位置设置观察窗，用来安装测温传感器，以实现对高压开关设备的开关触头的温度监测。

目前，对高压开关设备的开关触头的温度监控通常利用红外成像技术对其进行实时测温。不过在对高压开关设备触头的实际应用过程中发现，当高压开关设备断口处的材料包括铜、铝以及绝缘体等多种材料时，测量得到的温度存在偏差。

因此，如何提高利用红外成像技术进行测温的精确度是一个亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种红外测温补偿方法和视频测温复合传感器，以实现提高利用红外成像技术进行测温精确度的目的。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

本申请一方面提供一种红外测温补偿方法，应用于开关设备的视频测温复合传感器的控制模块，所述视频测温复合传感器中，摄像元件的镜头和红外成像元件的镜头之间的距离小于预设值，以使所述开关设备内各个监测位置在两者成像画面中的坐标之差以及与两者之间的距离分别小于相应预设阈值；所述红外测温方法，包括：

根据所述摄像元件的视频数据和所述红外成像元件的红外成像数据，获取所述开关设备中N个目标测温点的温度值和测温参数；

根据所述摄像元件的变焦元件的调焦参数，确定测温距离；

根据所述测温距离以及各个所述目标测温点的所述测温参数，对所述目标测温点的温度值进行温度补偿。

可选的，所述根据所述摄像元件的视频数据和所述红外成像元件的红外成像数据，获取所述开关设备中N个目标测温点的温度值和测温参数的步骤，包括：

对所述视频数据和所述红外成像数据进行解析融合，构建位置温度监测的复合图像；

基于所述复合图像，直接获取各个所述目标测温点的温度值及其在所述开关设备上的位置；

根据各个所述目标测温点在所述开关设备上的位置，确定各个所述目标测温点的测温参数。

可选的，所述根据所述摄像元件的视频数据和所述红外成像元件的红外成像数据，获取所述开关设备中N个目标测温点的温度值和测温参数的步骤，包括：

对所述红外成像数据进行解析，得到热成像图像；对所述视频数据进行解析，得到视频图像；

基于所述热成像图像，直接获取各个所述目标测温点的温度值和坐标；

根据各个所述目标测温点的坐标，在视频图像中确定各个所述目标测温点在所述开关设备上的位置；

根据各个所述目标测温点在开关设备上的位置，确定各个所述目标测温点的测温参数。

可选的，根据各个所述目标测温点在开关设备上的位置，确定各个所述目标测温点的测温参数，包括：

输出各个所述目标测温点在开关设备上的位置，以及，接收各个所述目标测温点的测温参数；或者，

根据各个所述目标测温点在开关设备上的位置，从位置参数对应关系中查找各个所述目标测温点的测温参数；所述位置参数对应关系为预置于所述控制模块内的开关设备上各个位置与其对应测温参数之间的关系表。

可选的，所述测温参数包括：反射率和影响范围。

可选的，所述调焦参数为所述变焦元件的转动角度。

本申请另一方面提供一种视频测温复合传感器，应用于开关设备，所述视频测温复合传感器，包括：控制模块、摄像元件、变焦元件和红外成像元件；其中：

所述摄像元件的镜头和所述红外成像元件的镜头之间的距离小于预设值，以使所述开关设备内各个监测位置在两者成像画面中的坐标之差以及与两者之间的距离分别小于相应预设阈值；

所述变焦元件通过传动连接件与所述摄像元件的变焦机构相连；

所述摄像元件、所述变焦元件及所述红外成像元件，均与所述控制模块电连接；

所述控制模块用于执行如本申请上一方面任一所述的红外测温补偿方法，以及，对获得的视频图像进行独立输出，以实现对于所述开关设备中开关触头分合状态的监测。

可选的，还包括：外壳和安装载体；其中：

所述外壳通过所述安装载体固定于所述开关设备的断口位置处；

所述控制模块、所述摄像元件、所述变焦元件和所述红外成像元件，均设置于所述外壳内部；

在所述安装载体上设置有观察窗，所述摄像元件和所述红外成像元件均通过所述观察窗与所述开关设备的开关触头相对。

可选的，还包括：补光元件；

所述补光元件与所述控制模块电连接；

所述补光元件设置于所述安装载体上，且所述补光元件的输出端通过所述观察窗与所述开关设备的开关触头相对。

可选的，所述观察窗包括：三个子观察窗：摄像镜头子观察窗、补光灯子观察窗及红外镜头子观察窗；其中：

三个所述子观察窗相互独立，且呈三角形分布。

可选的，在每个子观察窗中均设置有：光学镜片、固定安装件和密封圈；其中：

所述光学镜片通过所述固定安装件，固定于所述安装载体上；并且，所述固定安装件设置于相应所述光学镜片的边缘，位于相应所述光学镜片与所述开关设备之间；

所述密封圈设置于所述安装载体与所述光学镜片之间；

各个子观察窗的光学镜片的透光材料不完全相同。

可选的，所述变焦元件包括：精准控制机构和编码器；其中：

所述精准控制机构的第一端通过所述传动连接件与所述变焦机构相连，所述精准控制机构的第二端与所述编码器的第一端相连，所述编码器的第二端与所述控制模块电连接。

可选的，在所述安装载体与所述开关设备之间，还设置有密封圈。

可选的，所述安装载体为法兰；所述法兰通过固定螺栓固定于所述开关设备的断口位置处。

由上述技术方案可知，本发明提供一种红外测温补偿方法，应用于开关设备的视频测温复合传感器的控制模块。该方法先根据摄像元件的视频数据和红外成像元件的红外成像数据，获取开关设备中N个目标测温点的温度值和测温参数，从而可以衡量开关设备中目标测温点处材质对温度测温的影响；之后，又根据摄像元件的变焦元件的调焦参数，确定测温距离，从而可以衡量距离对温度测量的影响；最后，根据测温距离和各个目标测温点的测温参数，对相应目标测温点的温度值进行温度补偿，即结合材质和距离对温度测量的影响，对相应目标测温点的温度值进行补偿，因此可以提高红外成像技术测温的精确度。

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，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的红外测温补偿方法的流程示意图；

图2为本申请实施例提供的步骤S110的一种实施方式的流程示意图；

图3为采用图2所示的步骤S110的实施方式的红外测温补偿方法的逻辑示意图；

图4为本申请实施例提供的步骤S110的另一种实施方式的流程示意图；

图5为采用图4所示的步骤S110的实施方式的红外测温补偿方法的逻辑示意图；

图6为本申请实施例提供的视频红外复合传感器的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的视频红外复合传感器的安装示意图；

图8为本申请实施例提供的视频红外复合传感器中安装载体上观察窗的具体结构示意图；

图9为每个子观察窗中的具体结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请中，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。

为了实现提高利用红外成像技术进行测温精确度的目的，本申请实施例提供一种红外测温补偿方法，应用于开关设备的视频测温复合传感器的控制模块。

在该视频测温复合传感器中，包括：控制模块、摄像元件、变焦元件和红外成像元件；摄像元件的镜头和红外成像元件的镜头之间的距离小于预设值，以使开关设备内各个监测位置在两者成像画面中的坐标之差小于相应预设阈值，即确保两者成像画面在忽略误差的情况下尽可能相同，并使开关设备内各个监测位置与两者之间的距离也小于相应预设阈值，即确保两者与各监测位置之间的距离在忽略误差的情况下也尽可能一一对应相同；变焦元件通过传动连接件与摄像元件的变焦机构相连；摄像元件、变焦元件及红外成像元件，均与控制模块电连接。

该红外测温补偿方法的流程如图1所示，包括以下步骤：

S110、根据摄像元件的视频数据和红外成像元件的红外成像数据，获取开关设备中N个目标测温点的温度值和测温参数。

其中，N为不小于2的整数，其具体取值可视具体情况而定，此处不做具体限定，均在本申请的保护范围内。

在视频测温复合传感器中，当控制模块控制摄像元件对开关设备中的开关触头进行实时视频录制时，摄像元件可以将录制的视频进行编码转换，从而形成视频数据并将其传输到控制模块；该视频数据中包含各个目标测温点的测温参数；而当控制模块控制红外成像元件测量开关设备断口处的温度时，红外成像元件会将形成的热成像图像进行编码转换，从而形成红外成像数据并将其传输到控制模块；该红外成像数据中包含各个目标测温点的温度值。

其中，测温参数的大小与被监测材质的不同有关，可以通过测温参数来衡量开关设备中目标测温点处材质对温度测温的影响；具体可以包括反射率和影响范围，在实际应用中，包括但不限于上述两种参数，可视具体情况进行选择，此处不做具体限定。

S120、根据摄像元件的变焦元件的调焦参数，确定测温距离。

具体而言，在视频测温复合传感器中，变焦元件为变焦电机，包括精准控制机构和编码器，精准控制机构的第一端作为变焦元件的第一端、通过传动连接件与摄像元件的变焦机构相连，精准控制机构的第二端与编码器的第一端相连，编码器的第二端作为变焦元件的第二端、与控制模块电连接；其中，精准控制机构可以对焦距和转动角度进行精准控制，而编码器可以将焦距和转动角度进行编码并传输给控制模块，控制模块通过解析便可获得焦距和转动角度；需要说明的是，转动角度即为变焦元件的调焦参数。

在该视频测温复合传感器中，由于摄像元件的镜头和红外成像元件的镜头之间的距离小于预设值，以使开关设备内各个监测位置与两者之间的距离，在忽略误差的情况下尽可能一一对应相同，比如红外成像元件的镜头与摄像元件镜头平行，因此，测温距离既为摄像元件的镜头与开关触头之间的景物距离，又等同于红外成像元件的镜头与开关触头之间的景物距离；并且，可以通过测温距离来衡量距离对温度测量的影响。

S130、根据测温距离以及各个目标测温点的测温参数，对目标测温点的温度值进行温度补偿。

由上述步骤可知，测温参数可以衡量开关设备中目标测温点处材质对温度测温的影响，测温距离可以衡量距离对温度测量的影响，从而在步骤S130中，根据测温距离以及各个目标测温点的测温参数，即结合材质和距离对温度测量的影响，便可对目标测温点的温度值进行温度补偿，因此提高了利用红外成像技术进行测温的精确度。

基于上述实施例，本申请另一实施例提供步骤S110的一种实施方式，具体流程如图2所示，包括以下步骤：

S210、对视频数据和红外成像数据进行解析融合，构建位置温度监测的复合图像。

具体而言，控制模块对视频数据进行解析后得到视频图像，对红外成像数据进行解析后得到红外成像图像；之后，控制模块对视频图像和红外成像图像进行融合，便可构建出位置温度监测的复合图像。

需要说明的是，复合图像既可以表示开关设备中开关触头各个监测位置的位置，比如用坐标来展示，也可以表示开关设备断口处各个监测位置的温度。

S220、基于复合图像，直接获取各个目标测温点的温度值及其在开关设备上的位置。

其中，控制电路可以根据开关设备中开关触头各个监测位置的位置和开关设备断口处各个监测位置的温度，选择各个目标测温点。

由于复合图像可以表示开关设备中开关触头各个监测位置的位置，所以当获取到目标测温点后，就可以直接从复合图像中获取该目标测温点在开关设备的位置；温度值的获取与此相同，此处不再一一赘述。

S230、根据各个目标测温点在开关设备上的位置，确定各个目标测温点的测温参数。

根据实际应用环境中的不同操作方式，步骤S230也相应具有多种具体的实施方式，其中：

步骤S230的第一种实施方式为：控制模块输出各个目标测温点在开关设备上的位置，以使操作人员能够通过人机交互设备接收到该信息，以及，当操作人员通过人机交互设备输入相应位置的测温参数之后，接收各个目标测温点的测温参数。

具体而言，在步骤S110的此种实施方式中，控制模块通过人机交互设备，比如电脑，向操作人员在复合图像中展示各个目标测温点在开关设备上的位置；之后，由操作人员根据各个目标测温点在开关设备上的位置，手动将各个目标测温点的测温参数输入到人机交互设备；最后，控制模块再从人机交互设备接收各个目标测温点的测温参数。

第二种实施方式下：在执行此红外测温补偿方法之前，操作人员提前通过人机交互设备将开关设备上各个位置与其对应测温参数之间的关系表，即位置参数对应关系，预置于控制模块内；然后步骤S230具体为：控制模块即可根据各个目标测温点在开关设备上的位置，从位置参数对应关系中查找各个目标测温点的测温参数。

需要说明的是，在该视频测温复合传感器完成安装固定之后，只要有一个视频图像生成，操作人员即可通过人机交互设备查看该视频图像，并手动输入一个关系表，使执行该红外测温补偿方法时，控制模块内已经预置有该位置参数对应关系。当然，实际应用中，当该视频测温复合传感器出现位置移动，或者开关设备内开关触头经历过维修后，该位置参数对应关系也可以是操作人员根据当前视频图像而重新校正后编写输入的，以实现对于位置参数对应关系的更新。

上述仅为步骤S230的两种实施方式，实际应用中，包括但不限于上述两种实施方式，可视具体情况进行选择，此处不做具体限定，均在本申请的保护范围内。

步骤S110采用图2所示步骤实现时，其具体实现节点示意图可以参见图3所示：通过摄像机的摄像镜头对开关触头进行实时视频录制，获取视频图像，并通过热像仪的红外镜头测量开关设备断口处的温度，获取热成像图像；之后将视频图像和热成像图像进行融合，获得复合图像，并根据复合图像获取各个目标测温点的温度值和测温参数；然后，通过变焦电机获取调焦参数，并根据调焦参数计算测温距离；最后，根据测温距离和各个目标测温点的测温参数对各个目标测温点的温度值进行温度补偿，从而提高利用红外成像测温时的测温精度。

实际应用中，步骤S110也可以采用另外一种实施方式，具体流程如图4所示，包括以下步骤：

S310、对红外成像数据进行解析，得到热成像图像；对视频数据进行解析，得到视频图像。

由上述说明可知，视频数据和红外成像数据均是编码转换而来，因此对红外成像数据进行解析后，便可得到热成像图像，对视频数据进行解析后，便可得到视频图像。

S320、基于热成像图像，直接获取各个目标测温点的温度值和坐标。

在此实施方式中，获取各个目标测温点相应内容的方式与上述实施方式中相同，此处不再一一赘述。

其中，热成像图像可以表示出开关设备断口处各个监测位置的温度，因此，在获取到各个目标测温点后，就可以直接从复合图像中获取该目标测温点的温度值以及坐标。

S330、根据各个目标测温点的坐标，在视频图像中确定各个目标测温点在开关设备上的位置。

由上述说明可知，摄像元件的镜头与红外成像元件的镜头之间的距离小于预设值，所以热成像图像与视频图像中各点的坐标近乎相同，因此，可以根据步骤S320中确定的各个目标测温点的坐标在视频图像中，确定各个目标测温点在开关设备上的位置。

S340、根据各个目标测温点在开关设备上的位置，确定各个目标测温点的测温参数。

步骤S340的第一种实施方式与步骤S230的第一种实施方式基本相同，只存在一点区别，具体为：其通过人机交互设备向操作人员所展示的各个目标测温点在开关设备上的位置的媒介，是视频图像，而非复合图像。

步骤S340的第二种实施方式与步骤S230的第二种实施方式相同，此处不做一一赘述，均在本申请的保护范围内。

上述仅为步骤S340的两种实施方式，实际应用中，包括但不限于上述两种实施方式，可视具体情况进行选择，此处不做具体限定，均在本申请的保护范围内。

步骤S110采用图4所示步骤实现时，其具体实现节点示意图可以参见图5所示：通过摄像机的摄像镜头对开关触头进行实时视频录制，获取视频图像，并通过热像仪的红外镜头测量开关设备断口处的温度，获取热成像图像；之后，在热成像图像中获取三个目标测温点A、B、C的坐标和温度值(如图5中的第一个表所示)；然后，根据三个目标测温点A、B、C的坐标在视频图像中确定三个目标测温点A、B、C在开关设备上的位置，并根据各自在开关设备上的位置获取各自的反射率和影响范围(如图5中第二个表所示)；并且，通过变焦电机获取其转动角度，并根据其转动角度计算测温距离；最后，根据测温距离以及三个目标测温点A、B、C的反射率和影响范围，对三个目标测温点A、B、C的温度值进行温度补偿。

本申请另一实施例提供一种视频测温复合传感器，应用于开关设备，其具体结构如图6(图中未示出电连接关系)所示，包括：控制模块10、摄像元件20、变焦元件30和红外成像元件40。

在该视频测温复合传感器中，摄像元件20的镜头和红外成像元件40的镜头之间的距离小于预设值，以使开关设备内各个监测位置在两者成像画面中的坐标之差小于相应预设阈值，并使开关设备内各个监测位置与两者之间的距离也小于相应预设阈值。

可选的，摄像元件20为摄像机，红外成像元件40为热像仪，在实际应用中，包括但不限于上述实施方式，均在本申请的保护范围内，可视具体情况而定，此处不做具体限定。

变焦元件30通过传动连接件与摄像元件20的变焦机构相连；摄像元件20、变焦元件30及红外成像元件40，均与控制模块10电连接；控制模块10用于对获得的视频图像进行独立输出，以实现对于开关设备中开关触头分合状态的监测，并且，该控制模块10还能够执行上述实施例提供的红外测温补偿方法。该红外测温补偿方法的具体过程和原理参见上述实施例即可，此处不再一一赘述。

可选的，变焦元件30为变焦电机，具体而言，变焦元件30，包括精准控制机构和编码器，精准控制机构的第一端作为变焦元件30的第一端、通过传动连接件与摄像元件20的变焦机构相连，精准控制机构的第二端与编码器的第一端相连，编码器的第二端作为变焦元件30的第二端、与控制模块10电连接；其中，精准控制机构可以实现焦距的精准控制，并且也可以实现转动角度的精准控制；而编码器用于将焦距和转动角度进行编码并传输给控制模块10，以实现对测温误差进行补偿，以及提升测温精度的目的，并且为监测距离的计算提供了支撑。

可选的，精准控制机构为齿轮减速机构，在实际应用中，包括但不限于上述实施方式，均在本申请的保护范围内，此处不做具体限定，可视具体情况而定。

可选的，传动连接件为齿轮-齿轮传动或者齿轮齿条传动，在实际应用中，包括但不限于上述两种实施方式，均在本申请的保护范围内，可视情况而定，此处不做具体限定。但是为了保证摄像元件20的实际焦距与控制目标焦距相同，上述两种传动件的实施方式的传动精度高，为优选实施方式。

需要说明的是，采用红外成像的温度监测方法，可直观获得监测范围内的最高温度，解决了开关设备监测点不易选取的问题。

在实际应用中，为了各种元件和控制模块10不受破坏以及方便安装，如图6和图7所示，该视频测温复合传感器，还包括：外壳50和安装载体60。

具体而言，如图7所示，外壳50通过安装载体60固定于开关设备的断口位置处；控制模块10、摄像元件20、变焦元件30和红外成像元件40，均设置于外壳50内部；在安装载体60上设置有观察窗，摄像元件20和红外成像元件40均通过观察窗与开关设备的开关触头相对。

需要说明的是，外壳50与安装载体60之间可以采用螺纹连接方式，也可以采用焊接方式，上述仅为两种连接方式，在实际应用中，包括但限于上述两种连接方式，均在本申请的保护范围内，可视实际情况进行选择，此处不做具体限定；另外，安装载体60与开关设备之间的连接方式可以采用上述连接方式，比如通过固定螺栓实现连接，此处不再一一赘述；还有，开关设备的断口即为开关触头分闸后，断开的部位。

在控制模块10控制摄像元件20对开关设备的开关触头进行实时视频录制时，可能存在光线不足而导致视频模糊的情况，因此该视频测温传感器，还包括：补光元件70。

补光元件70与控制模块10电连接；补光元件70设置于安装载体60上，且补光元件70的输出端通过观察窗与开关设备的开关触头相对。

可选的，补光元件70为补光灯，在实际应用中，包括但不限于上述实施方式，均在本申请的保护范围内，可视具体情况而定，此处不做具体限定。

可选的，在安装载体60与开关设备之间，还设置有密封圈80，以保证该开关设备断口处的气密性。

可选的，安装载体60为法兰，与之对应，法兰可通过固定螺栓90固定于开关设备的断口位置处；需要说明的是，在实际应用中，包括但不限于上述实施方式，均在本申请的保护范围内，可视具体情况而定。

需要说明的是，在该视频测温复合传感器中，同时集成了位置监测功能和测温功能，即可以同时对开关设备的触头进行位置监测和温度监测，从而使开关设备上仅通过一个传感器安装位置集成了两种传感器；并且，与通过修改开关设备客体来增加传感器安装位置的方案相比，该视频测温复合传感器中的应用性更高，通用性更强，也可有效减少制造成本；另外，该视频测温复合传感器采用上述实施例提供的红外测温补偿方法后，也使得自身的测温精度更高，可应用的场景更多以及应用的价值更大。

基于上述实施例，在本申请另一实施例中，安装载体60上的观察窗包括三个子观察窗，如图8所示，分别记为摄像镜头子观察窗01、补光灯子观察窗02、红外镜头子观察窗03，依次与摄像元件20、补光元件70、红外成像元件40相对；其中，三个观察窗相互独立，且成三角形分布，可以使各个子观察窗在安装载体60上保持合适的距离，并利于筒状外壳50内各个器件的分布。

需要说明的是，上述仅为三个观察窗的一种排布形式，在实际应用中，包括但不限于上述排布形式，此处不做具体限定，均在本申请的保护范围内。

可选的，在实际应用中，如图9所示，在每个子观察窗中均设置有：光学镜片04、固定安装件05和密封圈80。

其中，通过固定安装件05，光学镜片04可以固定于安装载体60上，并且，固定安装件05设置于相应光学镜片04的边缘，位于相应光学镜片04与开关设备之间。

可选的，固定安装件05可以通过螺纹连接固定于安装载体60上，在实际应用中，包括但不限于上述连接方式，此处不作具体限定，可视实际情况进行选择。

上述仅为光学镜片04固定在安装载体60上的一种优选固定方式，在实际应用中，光学镜片04还可以通过卡槽安装在相应子观察窗中，也可以通过其他安装方式安装在相应子观察窗中，此处不做具体限定，均在本申请的保护范围内。

需要说明的是，各个子观察窗的光学镜片04的透光材料不完全相同，可以根据所对应的元件的类型选择不同的透光材料，以满足该视频测温复合传感器的监测需求。

另外，如图9所示，密封圈80设置于安装载体60与光学镜片04之间，以实现气体密封；具体而言，在该视频测温复合传感器安装时，安装载体60会安装在高压气体测，即固定安装件05处于高压气体测，这样，气压会挤压固定安装件05，从而使得光学镜片04挤压密封圈80，进而使得每个观察窗的气密性增加。

需要说明的是，将观察穿设计为呈三角形分布的子观察窗，并在各个子观察窗中设置透光材料不同的光学镜片04，可以满足不同元件的不同需求，从而使得各个元件均可在适宜的环境中工作，减少位置监测和温度监测过程中产生的误差，提升位置监测和温度监测的精度。

本发明中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (14)

1.一种红外测温补偿方法，其特征在于，应用于开关设备的视频测温复合传感器的控制模块，所述视频测温复合传感器中，摄像元件的镜头和红外成像元件的镜头之间的距离小于预设值，以使所述开关设备内各个监测位置在两者成像画面中的坐标之差以及与两者之间的距离分别小于相应预设阈值；所述红外测温方法，包括：

根据所述摄像元件的视频数据和所述红外成像元件的红外成像数据，获取所述开关设备中N个目标测温点的温度值和测温参数；

根据所述摄像元件的变焦元件的调焦参数，确定测温距离；

根据所述测温距离以及各个所述目标测温点的所述测温参数，对所述目标测温点的温度值进行温度补偿。

2.根据权利要求1所述的红外测温补偿方法，其特征在于，所述根据所述摄像元件的视频数据和所述红外成像元件的红外成像数据，获取所述开关设备中N个目标测温点的温度值和测温参数的步骤，包括：

对所述视频数据和所述红外成像数据进行解析融合，构建位置温度监测的复合图像；

基于所述复合图像，直接获取各个所述目标测温点的温度值及其在所述开关设备上的位置；

根据各个所述目标测温点在所述开关设备上的位置，确定各个所述目标测温点的测温参数。

3.根据权利要求1所述的红外测温补偿方法，其特征在于，所述根据所述摄像元件的视频数据和所述红外成像元件的红外成像数据，获取所述开关设备中N个目标测温点的温度值和测温参数的步骤，包括：

对所述红外成像数据进行解析，得到热成像图像；对所述视频数据进行解析，得到视频图像；

基于所述热成像图像，直接获取各个所述目标测温点的温度值和坐标；

根据各个所述目标测温点的坐标，在视频图像中确定各个所述目标测温点在所述开关设备上的位置；

根据各个所述目标测温点在开关设备上的位置，确定各个所述目标测温点的测温参数。

4.根据权利要求2或3所述的红外测温补偿方法，其特征在于，根据各个所述目标测温点在开关设备上的位置，确定各个所述目标测温点的测温参数，包括：

输出各个所述目标测温点在开关设备上的位置，以及，接收各个所述目标测温点的测温参数；或者，

根据各个所述目标测温点在开关设备上的位置，从位置参数对应关系中查找各个所述目标测温点的测温参数；所述位置参数对应关系为预置于所述控制模块内的开关设备上各个位置与其对应测温参数之间的关系表。

5.根据权利要求1-3任一所述的红外测温补偿方法，其特征在于，所述测温参数包括：反射率和影响范围。

6.根据权利要求1-3任一所述的红外测温补偿方法，其特征在于，所述调焦参数为所述变焦元件的转动角度。

7.一种视频测温复合传感器，其特征在于，应用于开关设备，所述视频测温复合传感器，包括：控制模块、摄像元件、变焦元件和红外成像元件；其中：

所述摄像元件的镜头和所述红外成像元件的镜头之间的距离小于预设值，以使所述开关设备内各个监测位置在两者成像画面中的坐标之差以及与两者之间的距离分别小于相应预设阈值；

所述变焦元件通过传动连接件与所述摄像元件的变焦机构相连；

所述摄像元件、所述变焦元件及所述红外成像元件，均与所述控制模块电连接；

所述控制模块用于执行如权利要求1-6任一所述的红外测温补偿方法，以及，对获得的视频图像进行独立输出，以实现对于所述开关设备中开关触头分合状态的监测。

8.根据权利要求7所述的视频测温复合传感器，其特征在于，还包括：外壳和安装载体；其中：

所述外壳通过所述安装载体固定于所述开关设备的断口位置处；

所述控制模块、所述摄像元件、所述变焦元件和所述红外成像元件，均设置于所述外壳内部；

在所述安装载体上设置有观察窗，所述摄像元件和所述红外成像元件均通过所述观察窗与所述开关设备的开关触头相对。

9.根据权利要求8所述的视频测温复合传感器，其特征在于，还包括：补光元件；

所述补光元件与所述控制模块电连接；

所述补光元件设置于所述安装载体上，且所述补光元件的输出端通过所述观察窗与所述开关设备的开关触头相对。

10.根据权利要求9所述的视频测温复合传感器，其特征在于，所述观察窗包括：三个子观察窗：摄像镜头子观察窗、补光灯子观察窗及红外镜头子观察窗；其中：

三个所述子观察窗相互独立，且呈三角形分布。

11.根据权利要求10所述的视频测温复合传感器，其特征在于，在每个子观察窗中均设置有：光学镜片、固定安装件和密封圈；其中：

所述光学镜片通过所述固定安装件，固定于所述安装载体上；并且，所述固定安装件设置于相应所述光学镜片的边缘，位于相应所述光学镜片与所述开关设备之间；

所述密封圈设置于所述安装载体与所述光学镜片之间；

各个子观察窗的光学镜片的透光材料不完全相同。

12.根据权利要求7-11任一所述的视频测温复合传感器，其特征在于，所述变焦元件包括：精准控制机构和编码器；其中：

所述精准控制机构的第一端通过所述传动连接件与所述变焦机构相连，所述精准控制机构的第二端与所述编码器的第一端相连，所述编码器的第二端与所述控制模块电连接。

13.根据权利要求8-11任一所述的视频测温复合传感器，其特征在于，在所述安装载体与所述开关设备之间，还设置有密封圈。

14.根据权利要求8-11任一所述的视频测温复合传感器，其特征在于，所述安装载体为法兰；所述法兰通过固定螺栓固定于所述开关设备的断口位置处。

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