CN112284551B - 一种滤除红外探测器小热源干扰的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种滤除红外探测器小热源干扰的方法及系统,所述方法包括:对被测物体的能量进行等级划分,根据传感器中出现的波形判定等级触发事件,并根据不同等级触发事件对小热源干扰进行筛选滤除;根据不同环境温度下的热源穿透空气的能力不同,相同热源移动穿透镜片到达传感器的波形的能量不同得到温度补偿公式,得到偏差补偿值对该环境下的红外传感器进行补偿,得到补偿后的值ΔVpb。本发明的优点在于:可以使红外探测器探测的距离变远,抗小热源干扰能力变强,提高了灵敏度,并且可以使不同温度下的探测灵敏度保持一致;同时降低了冷热风、强光、温度等干扰引起的误报,使红外探测器节能又可靠,从而在根本上解决了普通探测器误报多的问题。
Description
技术领域
本发明涉及红外探测技术领域,尤其涉及一种滤除红外探测器小热源干扰的方法及系统。
背景技术
随着行业技术不断进步,探测器应用范围逐步扩大到民用领域,使得发展速度加快;现阶段,我国探测器的研究工作从单元、线性阵列发展到红外焦平面,产品从第一代发展到第四代,带动了下游相关应用技术的不断进步,产品覆盖范围不断扩大,逐步形成了较为完整的探测器研究及生产体系。我国探测器相关企业数量不断增多,先进企业技术水平不断进步,在产品性能上已经接近或达到国际水平,且性价比更高,因此其市场份额占比不断提升,逐步实现了进口替代。但我国探测器行业在核心零部件领域研发能力依然较弱,市场需求主要依靠进口,未来核心技术突破仍是行业发展所面临的重要问题。
小热源干扰一直是影响红外热探测其准确性的重要因素,目前有些探测器的生产厂商为了解决小热源的干扰问题就取消了下视窗口,让小热源在近距离的时候其高度无法进入到透镜的接受范围内,在远距离的时候小热源的能量穿过透镜到达传感器表面时剩下的能量已经不多,从而达到消除小热源干扰的问题;但是专业消除小热源干扰会导致误报的产生,而且因为不同的厂家生产的探测器的差异,会随着环境温度的变化使得灵敏度呈现不同程度的下降,导致在高温时报警器的探测距离变近,甚至不报警。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点,提供了一种滤除红外探测器小热源干扰的方法及系统,解决了现有红外传感器存在小热源干扰影响探测准确性的问题。
本发明的目的通过以下技术方案来实现:一种滤除红外探测器小热源干扰的方法,所述方法包括:
对被测物体的能量进行等级划分,根据传感器中出现的波形判定等级触发事件,并根据不同等级触发事件对小热源干扰进行筛选滤除;
根据不同环境温度下的热源穿透空气的能力不同,相同热源移动穿透镜片到达传感器的波形的能量不同得到温度补偿公式,得到偏差补偿值对该环境下的红外传感器进行补偿,得到补偿后的值ΔVpb。
进一步地,所述对被测物体的能量进行等级划分包括将被测物体的能量划分为高能量级和低能量级,将高能量级的能量阈值设置为A1,将低能量级的能量阈值设置为A2;所述高能量级模拟近中或者中远距离的大热源移动;所述低能量级模拟小热源和近距离低能量热源移动。
进一步地,所述根据传感器中出现的波形判定等级触发事件包括:
如果出现多个能大于等于A1的正负连续波形,波形中的最大幅值大于三分之一半电压且两个的能量值相差小于n倍A1,两个半周期(一正一负为一个周期,单独的一个正或者负为半周期)的中间时间间隔在预设范围内时,则判定为高能量级触发事件;
如果出现多个能量在大于A2小于A1范围内的连续波形,并且波形中的最大幅值大于三分之一半电压(电源电压一半),两个半周期(波形一正一负为一个周期,单独的一个正半周或者负半周为半周期)的时间间隔在预设范围内时,则判定为低能量级触发事件。
进一步地,所述根据不同等级触发事件对小热源干扰进行筛选滤除包括:
当判定为高能量级触发事件时,判断为大热源中远距离或者近中距离(此处取决于透镜结构)移动事件产生的能量值高于小热源产生的能量值,小热源移动由于能量不足被筛选滤除;
当判定为低能量级触发事件时,判断为小热源由于产生波形次数不够而被筛选滤除。
进一步地,所述温度补偿公式为ΔVpb=ΔVp+ΔVp×(T1-P1)/P2,T1表示温度支点,温度高于T1产生增大方向的补偿,低于T1产生减弱方向的补偿,根据环境温度的偏差T1-P1值产生一个偏差补偿值,ΔVpb为含有环境温度补偿部分的该环境下的红外传感器的值。
一种滤除红外探测器小热源干扰系统,它包括判定滤除模块和温度补偿模块;
所述判定滤除模块用于对被测物体的能量进行等级划分,根据传感器中出现的波形判定等级触发事件,并根据不同等级触发事件对小热源干扰进行筛选滤除;
所述温度补偿模块用于根据不同环境温度下的热源穿透空气的能力不同,相同热源移动穿透镜片到达传感器的波形的能量不同得到温度补偿公式,得到偏差补偿值对该环境下的红外传感器进行补偿,得到补偿后的值ΔVpb。
进一步地,所述判定滤除模块包括能量划分单元,其用于对被测物体的能量进行等级划分包括将被测物体的能量划分为高能量级和低能量级,将高能量级的能量阈值设置为A1,将低能量级的能量阈值设置为A2;所述高能量级模拟近中或者中远距离的大热源移动;所述低能量级模拟小热源和近距离低能量热源移动。
进一步地,所述判定滤除模块还包括判定触发单元,用于判定高能量级触发事件和低能量级触发事件;
所述高能量级触发事件的判定包括:如果出现的波形为正负连续波形,波形中的最大幅值大于三分之一半电压且两个的能量值相差小于n倍A1,两个半周期的中间时间间隔在预设范围内时,则判定为高能量级触发事件;
所述低能量级触发事件的判定包括:如果出现多个能量在大于A2小于A1范围内的连续波形,并且波形中的最大幅值大于三分之一半电压,两个半周期的时间间隔在预设范围内时,则判定为低能量级触发事件。
进一步地,所述判定滤除模块还包括筛选滤除单元,其用于当判定为高能量级触发事件时,判断为大热源中远或近中距离移动事件产生的能量值高于小热源产生的能量值,小热源移动由于能量不足被筛选滤除;
当判定为低能量级触发事件时,判断为小热源由于产生波形次数不够而被筛选滤除。
本发明具有以下优点:一种滤除红外探测器小热源干扰的方法及系统,可以使红外探测器探测的距离变远,抗小热源干扰能力变强,提高了灵敏度,并且可以使不同温度下的探测灵敏度保持一致;同时降低了冷热风、强光、温度等干扰引起的误报,使红外探测器节能又可靠,从而在根本上解决了普通探测器误报多的问题。
附图说明
图1为本发明的流程示意图;
图2为高能量级触发事件的波形示意图;
图3为低能量级触发事件的波形示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中附图,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。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的保护范围,而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。下面结合附图对本发明做进一步的描述。
如图1所示,本发明涉及一种滤除红外探测器小热源干扰的方法,用于探测器在远近距离及不同环境温度下滤除小热源,主要通过以能力大小分等级,滤除小热源波形(小热源干扰比低能量级大但是比高能量级小,这样使得小热源介于二者之间,不会触发事件)及环境温度补偿;其具体包括以下内容:
S1、将被测物体的能量分为高能量级和低能量级两个等级;高能量等级模拟近中或者中远距离的较大热源,低能量等级模拟近距离小热源,其中,能量为波形在平衡值上(或者下)随着时间推移2ms间隔的能量累加值。
进一步地,将高能量等级热源的能量阈值设置为A1(该值有多次测量得到,不同品牌的传感器的值可能会存在差异),如果出现波形为两个正负连续波形,并且波形中的最大幅值大于三分之一半电压,且两个的能量值相差小于2倍A1,两个半周期的中间时间间隔小于800ms,则判断为高能量等级触发事件,判断为大热源中远距离移动事件产生的,此时,小热源移动由于能量不足而被筛选滤除。
如图2所示,根据图中高能量等级图,第一个波形(A-B)平衡电压在1.34V,A-B相对于1.34V向下偏移。A-B之间能量值(A-B点之间的时间间隔1秒,间隔2ms采集一次电压值,共计采集了500次,平均值为0.8)为400,第二个波形(B-C点),B-C相对于1.34V向上偏移,能量值(B-C点之间的时间间隔1.3秒,间隔2ms采集一次电压值,共计采集了650次,平均值为0.55)为357,这两个波形是极性相反(一个在平衡值上方一个在平衡值下方,正负极性相反)的两个波形。B点为平滑经过,时间未超过800ms。所以,如果将A1能量值定义为250,可以将上述判定为高能量级能量事件触发。
进一步地,将低能量等级热源能量阈值设置为A2(该值有多次测量得到,不同品牌的传感器的值可能会存在差异),如果有连续四个能量小的半周期波形,并且波形中的最大幅值大于三分之一半电压,两个半个周期的时间间隔小于800ms,可判断为低能量触发事件。
如图3所示,根据图中低能量等级图,第一个波形(A-B),平衡电压在1.34V,A-B相对于1.34V向下偏移。A-B之间能量值(A-B点之间的时间间隔1秒,间隔2ms采集一次电压值,共计采集了500次,平均值为0.5)为350;第二个波形(B-C点),B-C相对于1.34V向上偏移,能量值(B-C点之间的时间间隔1.1秒,间隔2ms采集一次电压值,共计采集了550次,平均值为0.4)为220;第三个波形(C-D点),C-D相对于1.34V向上偏移,能量值(C-D点之间的时间间隔0.7秒,间隔2ms采集一次电压值,共计采集了350次,平均值为0.4)为140;第四个波形(D-E点),D-E相对于1.34V向下偏移,能量值(D-E点之间的时间间隔0.8秒,间隔2ms采集一次电压值,共计采集了400次,平均值为0.9)为360。B,C,D,E点为平滑经过,时间未超过800ms。所以如果将A2能量值的能量定义为100,可以将上述判定为低能量级能量事件触发,判定为低能量热源近距离移动事件产生的,小热源移动由于产生波形次数不够被筛选滤掉了。
S2、环境温度补偿,由于不同环境温度下的热源穿透空气的能力不同,相同热源移动穿透镜片到达传感器的波形的能量不同,得到温度补偿公式ΔVpb=ΔVp+ΔVp×(T1-P1)/P2,该公式由分析红外传感器电压输出与温度的关系得到,传感器的属性和环境温度越低输出的电压值越高,环境温度越高输出的电压值反而下降,接近人体的时候的输出最小。公式中的T1可以看作温度支点,温度高于T1产生增大方向的补偿,低于T1产生减弱方向的补偿。以上补偿公式中,ΔVpb为补偿后的值,ΔVp为与平衡值的偏差值,T1为补偿的中点温度值(比如在38℃的时候,实际灵敏度最低,中点值T1就可以定为38)。根据环境温度的偏差,T1-P1值产生一个偏差值补偿值,带回到公式中,ΔVpb就是含有环境温度补偿部分的该环境下的红外传感器的值,消除使用过程中,随着环境温度的变化灵敏度下降的问题。
在公式中P1为补偿的值,此值根据环境温度的不同会产生不同的补偿值,仅与环境温度有关;P2为补偿在T1附近所占的比重,仅与比重之和T1(中点值)有关。
使用与环境温度以及中点值有关的值进行补偿,虽然探头在不同的环境温度下的情况,红外触发的能量值不同,导致灵敏度不同,但是可以将温度在不同的环境温度下的能量值放大或者缩小,以实现能量值相接近,可以满足实际的灵敏度在不同的环境温度下达到基本一致。
本发明还涉及一种滤除红外探测器小热源干扰系统,它包括判定滤除模块和温度补偿模块;
所述判定滤除模块用于对被测物体的能量进行等级划分,根据传感器中出现的波形判定等级触发事件,并根据不同等级触发事件对小热源干扰进行筛选滤除;
所述温度补偿模块用于根据不同环境温度下的热源穿透空气的能力不同,相同热源移动穿透镜片到达传感器的波形的能量不同得到温度补偿公式,得到偏差补偿值对该环境下的红外传感器进行补偿,得到补偿后的值ΔVpb。
进一步地,所述判定滤除模块包括能量划分单元,其用于对被测物体的能量进行等级划分包括将被测物体的能量划分为高能量级和低能量级,将高能量级的能量阈值设置为A1,将低能量级的能量阈值设置为A2;所述高能量级模拟近中或者中远距离的大热源移动;所述低能量级模拟小热源和近距离低能量热源移动。
进一步地,所述判定滤除模块还包括判定触发单元,用于判定高能量级触发事件和低能量级触发事件;所述高能量级触发事件的判定包括:如果出现的波形为正负连续波形,波形中的最大幅值大于三分之一半电压且两个的能量值相差小于n倍A1,两个半周期的中间时间间隔在预设范围内时,则判定为高能量级触发事件;所述低能量级触发事件的判定包括:如果有连续多个能量小的半周期波形,并且波形中的最大幅值大于三分之一半电压,两个半周期的时间间隔在预设范围内时,则判定为低能量级触发事件。
进一步地,所述判定滤除模块还包括筛选滤除单元,其用于当判定为高能量级触发事件时,判断为大热源中远距离移动事件产生的能量值高于小热源产生的能量值,小热源在中远距离移动由于能量不够而被筛选滤除;当判定为低能量级触发事件时,判断为小热源近距离移动事件产生的能量值大于A2,小热源移动由于产生波形次数不够而被筛选滤除。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式,不应看作是对其他实施例的排除,而可用于各种其他组合、修改和环境,并能够在本文所述构想范围内,通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围,则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (4)
1.一种滤除红外探测器小热源干扰的方法,其特征在于:所述方法包括:
对被测物体的能量进行等级划分,根据传感器中出现的波形判定等级触发事件,并根据不同等级触发事件对小热源干扰进行筛选滤除;
根据不同环境温度下的热源穿透空气的能力不同,相同热源移动穿透镜片到达传感器的波形的能量不同得到温度补偿公式ΔVpb=ΔVp+ΔVp×(T1-P1)/P2,得到偏差补偿值对该环境下的红外传感器进行补偿,得到补偿后的值ΔVpb;T1表示温度支点,温度高于T1产生增大方向的补偿,低于T1产生减弱方向的补偿,根据环境温度的偏差T1-P1值产生一个偏差补偿值,ΔVpb为含有环境温度补偿部分的该环境下的红外传感器的值,P1为补充值,P2为补充在T1附近所占的比值,ΔVp为与平均值的偏差值;
所述对被测物体的能量进行等级划分包括将被测物体的能量划分为高能量级和低能量级,将高能量级的能量阈值设置为A1,将低能量级的能量阈值设置为A2;所述高能量级模拟近中或者中远距离的大热源移动;所述低能量级模拟小热源和近距离低能量热源移动;
所述根据传感器中出现的波形判定等级触发事件包括:
如果出现的波形为正负连续波形,波形中的最大幅值大于三分之一半电压且两个的能量值相差小于n倍A1,其中n=2,在连续波形中相邻两个半周期的中间时间间隔在预设范围内时,则判定为高能量级触发事件;
如果出现多个能量在大于A2小于A1范围内的连续波形,并且波形中的最大幅值大于三分之一半电压,在连续波形中相邻两个半周期的时间间隔在预设范围内时,则判定为低能量级触发事件。
2.根据权利要求1所述的一种滤除红外探测器小热源干扰的方法,其特征在于:所述根据不同等级触发事件对小热源干扰进行筛选滤除包括:
当判定为高能量级触发事件时,判断依据为大热源在中远或者近中距离移动事件产生的能量值高于小热源产生的能量值,小热源移动由于能量不足被筛选滤除;
当判定为低能量级触发事件时,判断依据为小热源由于产生波形次数不够而被筛选滤除。
3.一种滤除红外探测器小热源干扰系统,其特征在于:它包括判定滤除模块和温度补偿模块;
所述判定滤除模块用于对被测物体的能量进行等级划分,根据传感器中出现的波形判定等级触发事件,并根据不同等级触发事件对小热源干扰进行筛选滤除;
所述温度补偿模块用于根据不同环境温度下的热源穿透空气的能力不同,相同热源移动穿透镜片到达传感器的波形的能量不同得到温度补偿公式ΔVpb=ΔVp+ΔVp×(T1-P1)/P2,得到偏差补偿值对该环境下的红外传感器进行补偿,得到补偿后的值ΔVpb;T1表示温度支点,温度高于T1产生增大方向的补偿,低于T1产生减弱方向的补偿,根据环境温度的偏差T1-P1值产生一个偏差补偿值,ΔVpb为含有环境温度补偿部分的该环境下的红外传感器的值,P1为补充值,P2为补充在T1附近所占的比值,ΔVp为与平均值的偏差值;
所述判定滤除模块包括能量划分单元,其用于对被测物体的能量进行等级划分包括将被测物体的能量划分为高能量级和低能量级,将高能量级的能量阈值设置为A1,将低能量级的能量阈值设置为A2;所述高能量级模拟近中或者中远距离的大热源移动;所述低能量级模拟小热源和近距离低能量热源移动;
所述判定滤除模块还包括判定触发单元,用于判定高能量级触发事件和低能量级触发事件;
所述高能量级触发事件的判定包括:如果出现的波形为正负连续波形,波形中的最大幅值大于三分之一半电压且两个的能量值相差小于n倍A1,n=2,两个半周期的中间时间间隔在预设范围内时,则判定为高能量级触发事件;
所述低能量级触发事件的判定包括:如果出现多个能量在大于A2小于A1范围内的连续波形,并且波形中的最大幅值大于三分之一半电压,两个半周期的时间间隔在预设范围内时,则判定为低能量级触发事件。
4.根据权利要求3所述的一种滤除红外探测器小热源干扰系统,其特征在于:所述判定滤除模块还包括筛选滤除单元,其用于当判定为高能量级触发事件时,判断依据为大热源中远距离移动事件产生的能量值高于小热源产生的能量值,小热源移动由于能量不足被筛选滤除;
当判定为低能量级触发事件时,判断依据为小热源由于产生波形次数不够而被筛选滤除。
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Non-Patent Citations (1)
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具有抗环境热源干扰的热释电探测器的应用研究;徐克宝;《传感技术学报》;20060630;第19卷(第3期);全文 * |
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CN112284551A (zh) | 2021-01-29 |
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