CN112345081A - 一种便携式红外测温装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种便携式红外测温装置，包括镜头组件、快门组件、探测组件、信号处理组件、图像处理组件、WiFi连接组件、供电组件以及外挂组件，所述红外热像仪还包括条形的外壳，探测组件、信号处理组件、图像处理组件、WiFi连接组件均包括PCB板结构，且全部的PCB板之间依次平行排布通过铜质连接柱固定并相互之间电性连接；本发明在不工作的状态下仅包括外壳内部的若干电子组件，仅有镜头组件和外挂组件位于外壳表面，其整体体积较小，可以方便的手持或者放在随身包内部，便于携带和使用，极大的提升了使用和运输过程中的便利性，同时也扩大了适用范围，使得操作人员可以深入现场，在任何需要的时间了解到红外数据。

Description

一种便携式红外测温装置

技术领域

本发明涉及红外热成像设备技术领域，具体涉及一种便携式红外测温装置。

背景技术

红外热像仪是一种利用红外热成像技术，通过对标的物的红外辐射探测，并加以信号处理、光电转换等手段，将标的物的温度分布的图像转换成可视图像的设备。红外热像仪将实际探测到的热量进行精确的量化，以面的形式实时成像标的物的整体，因此能够准确识别正在发热的疑似故障区域。操作人员通过屏幕上显示的图像色彩和热点追踪显示功能来初步判断发热情况和故障部位，同时严格分析，从而在确认问题上体现了高效率、高准确率。

红外热像仪通常由光机组件、调焦/变倍组件、内部非均匀性校正组件(以下简称内校正组件)、成像电路组件和红外探测器/制冷机组件组成。光机组件主要由红外物镜和结构件组成，红外物镜主要实现景物热辐射的汇聚成像，结构件主要用于支承和保护相关组部件；调焦/变倍组件主要由伺服机构和伺服控制电路组成，实现红外物镜的调焦、视场切换等功能；内校正组件由内校正机构和内校正控制电路组成，用于实现红外热像仪的内(非均匀)性校正功能；成像电路组件通常由探测器接口板、主处理板、制冷机驱动板和电源板等组成，协同实现上电控制、信号采集、信号传输、信号转换和接口通讯等功能。红外探测器/制冷机组件主要将经红外物镜传输汇聚的红外辐射转换为电信号。

传统的红外探测仪通常是一体式结构，不仅包括上述的热成像设备，还包括配套的显示设备，因此导致其整体体积较大，不便于携带和运输。为了解决这个问题，出现了通过数据线或者网络传递图像信息，在远程查看红外图像的便携式红外探测仪，但是这种红外探测仪又导致了现场实际使用探测仪的操作者无法直观的观察到红外图像数据，因此需要一种更便于使用的红外热成像仪。

发明内容

针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种便携式红外测温装置，用以解决目前的红外热成像仪中，自带显示设备的红外热成像仪因为体积较大不便于携带和运输的问题；而不包括显示设备的红外热成像仪则无法让现场操作者实地观察红外图像数据的问题。

为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种便携式红外测温装置，包括镜头组件、快门组件、探测组件、信号处理组件、图像处理组件、WiFi连接组件、供电组件以及外挂组件，所述红外热像仪还包括条形的外壳，其中快门组件、探测组件、信号处理组件、图像处理组件、WiFi连接组件、供电组件设置在外壳内部，镜头组件和外挂组件分别设置在外壳表面相对的两侧，其中快门组件和探测组件配合镜头组件的位置设置，探测组件、信号处理组件、图像处理组件、WiFi连接组件均包括PCB板结构，且全部的PCB板之间依次平行排布通过铜质连接柱固定并相互之间电性连接。

进一步的，所述镜头组件包括光学镜头和配合光学镜头设置的自动式光圈调焦机构，所述快门组件包括电磁阀快门，所述探测组件包括红外探测器和与其相连的PCB板，其中光学镜头、电磁阀快门、红外探测器同轴设置。

进一步的，所述信号处理组件包括PCB板和设置在PCB板上的滤波电路和时序电路，其中滤波电路可实现超低噪音信号处理，时序电路则实现信号的时序传输。

进一步的，所述图像处理组件包括分设与两块PCB板上的FPGA芯片和ARM芯片，两者共同进行红外图像的处理工作。

进一步的，所述WiFi连接组件包括PCB转接板和安装在PCB转接板上的WiFi天线座，所述WiFi天线座连接有WiFi收发天线，并与手机通过WiFi连接。

进一步的，所述供电组件包括可充电的电池，所述电池正负极分别连接至WiFi连接组件中的PCB转接板，并依次供电给WiFi连接组件、图像处理组件、信号处理组件、探测组件、快门组件以及镜头组件。

进一步的，所述外挂组件包括手机支架和连接座，所述连接座一端卡设在外壳内部，使得手机支架可通过连接座在外壳表面转动，所述手机支架包括与连接座相连的底板和垂直设置在底板两端的夹头，其中一个夹头相对底板可活动设置，从而调整夹头间的距离固定手机。

进一步的，所述外壳上表面对应操作人员握持的位置设置有若干防滑条，所述外壳侧面对应电池的位置还设置有充电口，所述充电口上设有防尘胶条。

进一步的，还包括设置在光学镜头上的温度传感器，所述温度传感器感应端位于光学镜头内侧面，通过接受的红外线强度感应温度变化，温度传感器的输出端连接至信号处理组件所包括的PCB板上。

进一步的，所述底板内部设置有滑槽，所述滑槽对应可活动的夹头一端开口，且滑槽内设置有滑条，所述滑条其中一端伸出开口并与可活动的卡头底部相连，所述滑条位于滑槽内部的一端端面与滑槽之间设置有弹簧，当卡头紧贴底板侧边时，弹簧处于拉伸状态。

本发明将红外热成像仪与手机结合起来，将红外探测器接受的红外光学信号转化为图像信号，然后以WiFi连接的方式传递给手机，与此同时，本发明的外壳上设置有外挂组件，可以将所连接的手机直接夹持安装在外壳上，从而以手机屏幕作为红外探测器的显示装置，让操作人员可以直接观察到所探测出的红外图像。

相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：

1、本发明在不工作的状态下仅包括外壳内部的若干电子组件，仅有镜头组件和外挂组件位于外壳表面，其整体体积较小，可以方便的手持或者放在随身包内部，便于携带和使用，极大的提升了使用和运输过程中的便利性，同时也扩大了适用范围，使得操作人员可以深入现场，在任何需要的时间了解到红外数据；

2、本发明以手机作为显示端，将手机和红外热成像仪结合起来，不仅简化了红外热成像仪的设备数量，降低了成本，还可以让操作人员通过手机直观的查看现场探测到的红外图像，从而更好的了解到实时的红外信息。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明的侧面示意图；

图3为本发明实施例1中光学镜头以及所有PCB板之间的连接示意图；

图4为本发明实施例1中外挂组件的结构示意图；

图5为本发明的逻辑原理图；

图6为本发明实施例2中光学镜头以及所有PCB板之间的连接示意图；

图7为本发明实施例2中供电组件的结构示意图；

图中：1、外壳；2、光学镜头；3、电磁阀快门；4、红外探测器；5、信号板；6、FPGA板；7、ARM板；8、PCB转接板；9、连接柱；10、电池；11、连接座；12、手机支架；102、防滑条；201、温度传感器；401、探测器板；121、底板；122、卡头；123、滑槽；124、滑条；125、弹簧。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明中的技术方案进一步说明。

实施例1：

如图1、2所示，本发明提出了一种便携式红外测温装置，包括镜头组件、快门组件、探测组件、信号处理组件、图像处理组件、WiFi连接组件、供电组件以及外挂组件，这些组件相互结合起来共同组成本发明的红外热成像仪。

本实施例中，所述红外热像仪还包括条形的外壳1，其中快门组件、探测组件、信号处理组件、图像处理组件、WiFi连接组件、供电组件设置在外壳1内部，镜头组件和外挂组件分别设置在外壳1表面相对的两侧。具体的，该外壳1整体由两部分组成，包括一个立方体结构和一个长方体结构，其中立方体部分用于设置镜头组件、快门组件、探测组件以及包括PCB板结构的探测组件、信号处理组件、图像处理组件、WiFi连接组件，供电组件则设置在长方体结构内部，外挂组件设置在长方体结构的外侧。优选的方案中，所述外壳1上表面对应操作人员握持的位置设置有若干防滑条102，其中立方体结构和长方体结构的两侧均设有对称的防滑条102，从而让使用者在握持时更稳定，避免出现滑脱导致摔坏本发明或者安装在其上的手机的情况。

进一步的方案中，所述镜头组件包括光学镜头2和配合光学镜头2设置的自动式光圈调焦机构，所述快门组件包括电磁阀快门3，所述探测组件包括红外探测器4和与其相连的PCB板即探测器板401，其中光学镜头2、电磁阀快门3、红外探测器4同轴设置，从而让被探测物体发出的光线经过光学镜头2、快门后直接进入到红外探测器4内部，将其红外线信号收集记录下来。

所述信号处理组件包括PCB板和设置在PCB板上的滤波电路和时序电路，本实施例中该PCB板称为信号板5，其中滤波电路可实现超低噪音信号处理，时序电路则实现信号的时序传输。信号处理组件在接收红外探测器4受到的红外线数据信号后，进行超低噪音的信号处理，然后将处理后具有时序信息的数据传输给后续的图像处理组件。

所述图像处理组件包括分设与两块PCB板上的FPGA芯片和ARM芯片，所述的两块PCB板分别为FPGA板6和ARM板7，两者共同进行红外图像的处理工作。通过预设的图像算法对原始数据进行重新构建，然后进行模数转换并送显输出。

所述WiFi连接组件包括PCB转接板8和安装在PCB转接板8上的WiFi天线座，所述WiFi天线座连接有WiFi收发天线，并与手机通过WiFi连接。WiFi连接组件通过WiFi与手机数据连接，并将图像处理组件中处理完毕的可显示视频数据发送到手机APP上，最终由手机APP进行显示。

如图3所示，根据上述不同组件的功能，本实施例中立方体结构内部的具体设置如下：光学镜头2、电磁阀快门3、红外探测器4同轴设置，然后探测器板401、信号板5、FPGA板6、ARM板7、PCB转接板8依次平行并列设置，且通过铜质连接柱9固定，相互之间通过不同的数据线电性连接以实现数据连通。最终将光学镜头2采集到的光学图像转化为红外线热成像的图像，并以可播放数据格式发送到手机。

如图5所示，本发明在工作时，首先通过光学镜头2采集所检测物体发出的光线，并配合快门控制感光过程，然后通过红外探测器4将光线中的红外线信号收集起来，并传递给到信号板5，经信号板5上的滤波电路处理和时序电路后，将处理过噪音后的带时序信息传输到图像处理组件的FPGA板6和ARM板7，由预设的图像算法对原始数据进行重新构建，然后进行模数转换并送显输出，最终该处理好的视频信号通过WiFi传输到手机上，通过手机上安装的相配套的APP进行显示播放。

进一步的方案中，本发明还包括设置在光学镜头2上的温度传感器201，所述温度传感器201感应端位于光学镜头2内侧面，通过接受的红外线强度感应温度变化，温度传感器201的输出端分别连接至信号处理组件所包括的PCB板上，通过温度传感器201可以进一步检测温度信息，从而将红外热成像仪获取的红外图像与温度对应起来，更直观的了解到所检测物体的温度状况。

相应的，所述供电组件包括可充电的电池10，所述电池10正负极分别连接至WiFi连接组件中的PCB转接板8，并依次供电给WiFi连接组件、图像处理组件、信号处理组件、探测组件、快门组件以及镜头组件。所述外壳1侧面对应电池10的位置还设置有充电口，通过充电口可使用配套的充电线对电池10充电，保障内部电子元件的正常运转，优选的，所述充电口上设有防尘胶条。

如图1、2所示，本实施例中，所述外挂组件包括手机支架12和连接座11，所述连接座11一端卡设在外壳1内部，使得手机支架12可通过连接座11在外壳1表面转动，所述手机支架12包括与连接座11相连的底板121和垂直设置在底板121两端的夹头，其中一个夹头相对底板121可活动设置，从而调整夹头间的距离固定手机。

如图4所示，本实施例优选的方案中，所述底板121内部设置有滑槽123，所述滑槽123对应可活动的夹头一端开口，且滑槽123内设置有滑条124，所述滑条124其中一端伸出开口并与可活动的卡头122底部相连，所述滑条124位于滑槽123内部的一端端面与滑槽123之间设置有弹簧125，当卡头122紧贴底板121侧边时，弹簧125处于拉伸状态。即两卡头122处于最近间距时，弹簧125仍处于拉伸状态，当需要放置手机时，将可活动的卡头122向外侧拉出，将手机卡设在两卡头122之间后松开可活动的卡头122，在弹簧125拉力下，两卡头122将手机两侧紧紧夹持住，从而实现手机的固定。

本发明将红外热成像仪与手机结合起来，将红外探测器4接受的红外光学信号转化为图像信号，然后以WiFi连接的方式传递给手机，与此同时，本发明的外壳1上设置有外挂组件，可以将所连接的手机直接夹持安装在外壳1上，从而以手机屏幕作为红外探测器4的显示装置，让操作人员可以直接观察到所探测出的红外图像。这种将手机和红外热成像仪结合起来的形式，不仅简化了红外热成像仪的设备数量，降低了成本，还可以让操作人员通过手机直观的查看现场探测到的红外图像，从而更好的了解到实时的红外信息。另外，本发明在不工作的状态下仅包括外壳1内部的若干电子组件，仅有镜头组件和外挂组件位于外壳1表面，其整体体积较小，可以方便的手持或者放在随身包内部，便于携带和使用，极大的提升了使用和运输过程中的便利性，同时也扩大了适用范围，使得操作人员可以深入现场，在任何需要的时间了解到红外数据。

实施例2：

如图6、图7所示，本实施例中其余部分均与实施例1中相同，所不同之处在于，PCB板之间的设置位置有所区别。

具体的，本实施例中的立方体结构中不包括有ARM板7和PCB转接板8，而是将WiFi的接收和发送功能整合到ARM板7中，因此ARM板7体积变大，不便于设置在立方体结构中，故本实施例中将ARM板7设置于长方体结构内部，与电池10并列放置。该设置方式可以简化PCB板的数量，节约成本，同时减小了立方体结构的厚度，使得外壳1整体更加修长美观，易于携带。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种便携式红外测温装置，其特征在于：包括镜头组件、快门组件、探测组件、信号处理组件、图像处理组件、WiFi连接组件、供电组件以及外挂组件，所述红外热像仪还包括条形的外壳，其中快门组件、探测组件、信号处理组件、图像处理组件、WiFi连接组件、供电组件设置在外壳内部，镜头组件和外挂组件分别设置在外壳表面相对的两侧，其中快门组件和探测组件配合镜头组件的位置设置，探测组件、信号处理组件、图像处理组件、WiFi连接组件均包括PCB板结构，且全部的PCB板之间依次平行排布通过铜质连接柱固定并相互之间电性连接。

2.如权利要求1所述的一种便携式红外测温装置，其特征在于：所述镜头组件包括光学镜头和配合光学镜头设置的自动式光圈调焦机构，所述快门组件包括电磁阀快门，所述探测组件包括红外探测器和与其相连的PCB板，其中光学镜头、电磁阀快门、红外探测器同轴设置。

3.如权利要求1所述的一种便携式红外测温装置，其特征在于：所述信号处理组件包括PCB板和设置在PCB板上的滤波电路和时序电路，其中滤波电路可实现超低噪音信号处理，时序电路则实现信号的时序传输。

4.如权利要求1所述的一种便携式红外测温装置，其特征在于：所述图像处理组件包括分设与两块PCB板上的FPGA芯片和ARM芯片，两者共同进行红外图像的处理工作。

5.如权利要求1所述的一种便携式红外测温装置，其特征在于：所述WiFi连接组件包括PCB转接板和安装在PCB转接板上的WiFi天线座，所述WiFi天线座连接有WiFi收发天线，并与手机通过WiFi连接。

6.如权利要求5所述的一种便携式红外测温装置，其特征在于：所述供电组件包括可充电的电池，所述电池正负极分别连接至WiFi连接组件中的PCB转接板，并依次供电给WiFi连接组件、图像处理组件、信号处理组件、探测组件、快门组件以及镜头组件。

7.如权利要求1所述的一种便携式红外测温装置，其特征在于：所述外挂组件包括手机支架和连接座，所述连接座一端卡设在外壳内部，使得手机支架可通过连接座在外壳表面转动，所述手机支架包括与连接座相连的底板和垂直设置在底板两端的夹头，其中一个夹头相对底板可活动设置，从而调整夹头间的距离固定手机。

8.如权利要求1所述的一种便携式红外测温装置，其特征在于：所述外壳上表面对应操作人员握持的位置设置有若干防滑条，所述外壳侧面对应电池的位置还设置有充电口，所述充电口上设有防尘胶条。

9.如权利要求1所述的一种便携式红外测温装置，其特征在于：还包括设置在光学镜头上的温度传感器，所述温度传感器感应端位于光学镜头内侧面，通过接受的红外线强度感应温度变化，温度传感器的输出端连接至信号处理组件所包括的PCB板上。

10.如权利要求7所述的一种便携式红外测温装置，其特征在于：所述底板内部设置有滑槽，所述滑槽对应可活动的夹头一端开口，且滑槽内设置有滑条，所述滑条其中一端伸出开口并与可活动的卡头底部相连，所述滑条位于滑槽内部的一端端面与滑槽之间设置有弹簧，当卡头紧贴底板侧边时，弹簧处于拉伸状态。

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