CN112763074A - 一种成像精度高的红外热成像仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的属于热成像技术领域，具体为一种成像精度高的红外热成像仪，包括壳体、成像装置、温控装置和线路板，所述壳体内壁固定安装、成像装置，所述成像装置顶部设有温控装置，所述壳体内壁底部固定安装线路板，所述成像装置包括热成像镜头，所述热成像镜头下方设有单向反光镜头，所述单向反光镜头固定安装在壳体左侧内壁，所述反光镜头左右对称设有两组，所述热成像镜头右侧设有滤光镜头，所述滤光镜头固定安装在壳体内壁，所述滤光镜头右侧设有单向透镜一，本发明有益效果是：通过设置温控装置利用热电制冷原理进行快速热量交换，调节壳体内温度恒定，避免热成像结果受环境温度影响，提高了热成像精度和适用范围。
Description
技术领域
本发明涉及热成像技术领域，具体涉及一种成像精度高的红外热成像仪。
背景技术
自然界中的一切物体，无论是北极冰川，还是火焰、人体，甚至极寒冷的宇宙深空，只要它们的温度高于绝对零度-273℃，都会有红外辐射，这是由于物体内部分子热运动的结果，其辐射能量正比于自身温度的四次方成正比，辐射出的波长与其温度成反比，红外成像技术就是根据探测到的物体的辐射能量的高低。经系统处理转变为目标物体的热图像，以灰度级或伪彩色显示出来，即得到被测目标的温度分布从而判断物体所处的状态。
现有技术存在以下不足：现有的红外线热成像仪器在高温环境中使用或者测试物体的温度过高时，由于受到高温辐射可能会导致仪器内部光学元件损坏或无法准确识别物体，存在一定的成像误差。
因此，发明一种成像精度高的红外热成像仪很有必要。
发明内容
为此，本发明提供一种成像精度高的红外热成像仪，通过设置温度传感器在热成像仪在对温度较高的物体进行热成像拍摄时及时对温度进行检测，在温度过高时，通过温控装置进行降温，同时启动激光反射器一和激光发射器二发生激发激光对热辐射进行削弱，以解决温度过高影响热成像精度的问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种成像精度高的红外热成像仪，包括壳体、成像装置、温控装置和线路板，所述壳体内壁固定安装、成像装置，所述成像装置顶部设有温控装置，所述壳体内壁底部固定安装线路板，所述成像装置包括热成像镜头，所述热成像镜头固定安装在壳体左侧内壁，所述热成像镜头下方设有单向反光镜头，所述单向反光镜头固定安装在壳体左侧内壁，所述单向反光镜头左右对称设有两组，所述热成像镜头右侧设有滤光镜头，所述滤光镜头固定安装在壳体内壁，所述滤光镜头右侧设有单向透镜一，所述单向透镜一倾角设置为45°，所述单向透镜一右侧设有单向透镜二，所述单向透镜二固定安装在壳体内壁，所述单向透镜二右侧设有光栅，所述光栅固定安装在壳体内壁，所述光栅右侧设有透镜组，所述透镜组固定安装在壳体内壁，所述透镜组右端电性连接红外探测器，所述红外探测器固定安装在壳体内壁。
优选的，所述透镜组包括电子倍增CCD，所述电子倍增CCD右侧设有图形透镜，所述图形透镜右侧设有柱面镜，所述柱面镜右侧设有成像物镜。
优选的，所述温控装置包括直流电源，所述直流电源固定安装在壳体内壁，所述直流电源电性连接P型半导体，所述P型半导体左侧设有N型半导体，所述P型半导体和N型半导体相间分布。
优选的，所述P型半导体和N型半导体端部电性连接铜片，所述P型半导体底端固定连接散热器，所述P型半导体顶端固定连接绝缘隔热板，所述绝缘隔热板顶部固定连接冷板。
优选的，所述线路板顶部固定安装温度传感器，所述温度传感器位于热成像镜头下方，所述温度传感器右侧设有激光反射器一，所述激光反射器一固定安装在线路板顶部。
优选的，所述激光反射器一位于单向透镜一下方，所述激光反射器一右侧设有激光发射器二，所述激光发射器二固定安装在线路板顶部，所述激光发射器二位于单向透镜二底部。
优选的，所述激光发射器二右侧设有储存器，所述储存器固定安装在线路板顶部，所述储存器右侧设有通讯模块，所述通讯模块固定安装在线路板顶部，所述通讯模块右侧设有处理器，所述处理器固定安装在线路板顶部。
优选的，所述壳体前端固定安装显示屏，所述显示屏底部设有操作键盘，所述操作键盘固定安装在壳体前端，所述操作键盘底部设有触摸板。
优选的，所述壳体后端顶部活动安装外盖板，所述壳体后端两侧固定安装LED补光灯，所述壳体顶部固定安装热成像按钮，所述热成像按钮顶部设有单反摄像按钮，所述壳体底部固定连接手持架，所述手持架内壁固定安装电池组。
优选的，所述壳体还包括伸缩架，所述伸缩架内壁活动安装调节旋钮一，所述调节旋钮一底部固定连接顶架，所述顶架内壁套接底架，所述底架与顶架之间设有调节旋钮二，所述底架底部固定安装底座，所述底座底部四角处固定安装活动轮。
本发明的有益效果是：
1.通过设置温控装置利用热电制冷原理进行快速热量交换，调节壳体内温度恒定，避免热成像结果受环境温度影响，提高了热成像精度和适用范围；
2.通过设置储存器对热成像的录像进行存储，同时通过通讯模块及时将信息传送至云服务器进行保存，提高信息安全性和方便对信息进行传输保存和查看；
3.通过设置激光反射器一、激光发射器二对较强的光波辐射进行掺杂降低光波辐射的强度，从而避免光学元件受到高温影响使用寿命，提高了设备使用的稳定性。
附图说明
图1为本发明提供的主视图；
图2为本发明提供的后视图；
图3为本发明提供的壳体后端主视图；
图4为本发明提供的剖视图；
图5为本发明提供的图壳体内部结构示意；
图6为本发明提供的温控装置结构示意图；
图7为本发明提供的透镜组结构示意图；
图8为本发明提供的实施例2结构示意图。
图中：壳体100、显示屏110、操作键盘120、触摸板130、外盖板140、LED补光灯150、热成像按钮160、单反摄像按钮170、手持架180、电池组181、伸缩架190、调节旋钮一191、顶架192、底架193、调节旋钮二194、底座195、活动轮196、成像装置200、热成像镜头210、单向反光镜头220、滤光镜头230、单向透镜一211、单向透镜二212、光栅240、透镜组250、电子倍增CCD251、图形透镜252、柱面镜253、成像物镜254、红外探测器260、温控装置300、直流电源310、N型半导体320、P型半导体330、电绝缘隔热板340、铜片350、散热器360、线路板400、温度传感器410、激光反射器一420、激光发射器二430、储存器440、通讯模块450、处理器460。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
参照附图1-7，本发明提供的一种成像精度高的红外热成像仪，包括壳体100、成像装置200、温控装置300和线路板400，具体的，所述壳体100内壁固定安装、成像装置200，所述成像装置200顶部设有温控装置300，所述壳体100内壁底部固定安装线路板400，所述成像装置200包括热成像镜头210，所述热成像镜头210固定安装在壳体100左侧内壁，所述热成像镜头210下方设有单向反光镜头220，所述单向反光镜头220固定安装在壳体100左侧内壁，所述单向反光镜头220左右对称设有两组，所述热成像镜头210右侧设有滤光镜头230，所述滤光镜头230固定安装在壳体100内壁，所述滤光镜头230右侧设有单向透镜一211，所述单向透镜一211倾角设置为45°，所述单向透镜一211右侧设有单向透镜二212，所述单向透镜二212固定安装在壳体100内壁，所述单向透镜二212右侧设有光栅240，所述光栅240固定安装在壳体100内壁，所述光栅240右侧设有透镜组250，所述透镜组250固定安装在壳体100内壁，所述透镜组250右端电性连接红外探测器260，所述红外探测器260固定安装在壳体100内壁；
壳体100具有安装成像装置200和温控装置300的作用，线路板400具有安装电子元件的作用，热成像镜头210具有方便接收物体反射光的作用，单向反光镜头220具有方便对物体进行拍摄与热成像视频进行对比的作用，滤光镜头230具有对热辐射较强的反射光进行过滤降低辐射的作用，单向透镜一211具有过滤光波的作用，单向透镜一211采用玻璃镜面内侧镀银膜制成，单向透镜一211具有单向透光，反向反射光的作用，透镜组250具有将反射的光波信息进行收集和转化成电信号的作用，红外探测器260设置为SAJ75-ABT-60，红外探测器260具有将电信号转化成图像信号的作用；
进一步地，所述透镜组250包括电子倍增CCD251，所述电子倍增CCD251右侧设有图形透镜252，所述图形透镜252右侧设有柱面镜253，所述柱面镜253右侧设有成像物镜254，具体的，电子倍增CCD251设置为具体提高光谱质量的作用，提高图像精度，图形透镜252和柱面镜253具有识别和传递光波信息的作用，成像物镜254具有翻译光波为图像的作用；
进一步地，所述温控装置300包括直流电源310，所述直流电源310固定安装在壳体100内壁，所述直流电源310电性连接P型半导体320，所述P型半导体320左侧设有N型半导体330，所述P型半导体320和N型半导体330相间分布，具体的，直流电源310具有为温控装置300提供能量的作用，在半导体中掺入施主杂质，就得到N型半导体，在半导体中掺入受主杂质，就得到P型半导体，由P型半导体或N型半导体单体构成的产品有热敏电阻器、压敏电阻器等电阻体，P型半导体320和N型半导体330配合使用具有提供热电势的作用，N型半导体330和P型半导320体构成的热电偶制冷元件，用铜片350和铜导线将N型半导体330和P型半导体320连接成一个回路，铜片350和铜导线只起导电的作用，此时一个接点变热，另一个接点变冷，进行至制冷降温，具有及时对壳体100内的温度进行调节的作用；
进一步地，所述P型半导体320和N型半导体330端部电性连接铜片350，所述P型半导体320底端固定连接散热器360，所述P型半导体320顶端固定连接绝缘隔热板340，所述绝缘隔热板340顶部固定连接冷板370，具体的，铜片350具有提高热电势的作用，绝缘隔热板340具有隔热的作用，冷板370具有吸热制冷的作用；
进一步地，所述线路板400顶部固定安装温度传感器410，所述温度传感器410位于热成像镜头210下方，所述温度传感器410右侧设有激光反射器一420，所述激光反射器一420固定安装在线路板400顶部，具体的，温度传感器410设置为DS18B-10,温度传感器410具有实时监测壳体100内部温度的作用，激光反射器一420具有发射激发激光对反射光进行削弱的作用；
进一步地，所述激光反射器一420位于单向透镜一211下方，所述激光反射器一420右侧设有激光发射器二430，所述激光发射器二430固定安装在线路板400顶部，所述激光发射器二430位于单向透镜二212底部，具体的，激光发射器二430具有发射激发激光对反射光再次进行削弱的作用；
进一步地，所述激光发射器二430右侧设有储存器440，所述储存器440固定安装在线路板400顶部，所述储存器440右侧设有通讯模块450，所述通讯模块450固定安装在线路板400顶部，所述通讯模块450右侧设有处理器460，所述处理器460固定安装在线路板400顶部，具体的，储存器440设置为AT24C128C，储存器440具有存储录像数据的作用，通讯模块450设置为SKW92B，通讯模块450具有通过无线网络连接云服务器进行信息传输的作用；
进一步地，所述壳体100前端固定安装显示屏110，所述显示屏110底部设有操作键盘120，所述操作键盘120固定安装在壳体100前端，所述操作键盘120底部设有触摸板130，具体的，显示屏110具有显示图像的作用，操作键盘120具有方便操作设备的作用，触摸板130具有配合操作键盘120方便进行操作的作用；
进一步地，所述壳体100后端顶部活动安装外盖板140，所述壳体100后端两侧固定安装LED补光灯150，所述壳体100顶部固定安装热成像按钮160，所述热成像按钮160顶部设有单反摄像按钮170，所述壳体100底部固定连接手持架180，所述手持架180内壁固定安装电池组181，具体的，外盖板140具有保护热成像镜头210的作用，LED补光灯150具有照明的作用，热成像按钮160具有控制热成像镜头210进行热成像辐射控制的作用，单反摄像按钮170具有对物体进行拍摄与热成像数据进行对比的作用，方便操作人员查看，手持架180具有方便操作人员手持的作用，电池组181具有供电的作用。
本发明的使用过程如下：在使用本发明时本领域技术人员通过手握手持架180，通过控制操作键盘120打开红外线激光成像仪，通过配合触摸板130快速完成对红外线激光成像仪的设置，然后打开外盖板140，对准需要热成像的物体进行发射红外线，当所处环境亮度较低时，通过打开LED补光灯150进行补光，然后通过按压热成像按钮160对物体发射红外线并对摄录视频保存在储存器440内部，并通过通讯模块450将信息利用无线网络进行传输到云服务器方便后期查看，通过温度传感器410实时监测壳体100内的温度，当辐射温度过高时，通过温控装置300进行制冷操作保持壳体100内温度恒定，避免测试时受环境温度影响，提高热成像精度，通过散热器360加速降温效率，散热器360内包括散热风扇，提高散热效果，同时根据温度情况控制激光反射器一420和激光发射器二430发射激发激光，通过单向透镜一211和单向透镜二212对光波进行削弱和激发激光的衍射作用，保持不同温度的物体在反射红外线的时候保持光波信号的传输，提高光波的传播性能，方便对多组物体进行系统分析，提高红外线热成像仪的使用性能。
实施例2：
参照附图8，本发明提供的一种成像精度高的红外热成像仪，包括伸缩架190调节旋钮一191、顶架192、底架193、调节旋钮二194、底座195和活动轮196；
进一步地，所述壳体100还包括伸缩架190，所述伸缩架190内壁固定安装所述伸缩架190内壁活动安装调节旋钮一191，所述调节旋钮一191底部固定连接顶架192，所述顶架192内壁套接底架193，所述底架193与顶架192之间设有调节旋钮二194，所述底架193底部固定安装底座195，所述底座195底部四角处固定安装活动轮196，具体的，伸缩架190具有方便固定设备的作用，调节旋钮一191具有方便调节红外线成像仪拍摄角度的作用，活动轮196具有方便移动的作用。
本发明的使用过程如下：在使用本发明时本领域技术人员通过调节旋钮一191调节好红外线成像仪的方向，通过推动活动轮196到合适的位置，通过旋转调节旋钮二194，调节伸缩架190的高度，通过控制操作键盘120打开红外线激光成像仪，通过配合触摸板130快速完成对红外线激光成像仪的设置，然后打开外盖板140，对准需要热成像的物体进行发射红外线，当所处环境亮度较低时，通过打开LED补光灯150进行补光，然后通过按压热成像按钮160对物体发射红外线并对摄录视频保存在储存器440内部，并通过通讯模块450将信息利用无线网络进行传输到云服务器方便后期查看，通过温度传感器410实时监测壳体100内的温度，当辐射温度过高时，通过温控装置300进行制冷操作保持壳体100内温度恒定，避免测试时受环境温度影响，提高热成像精度，通过散热器360加速降温效率，散热器360内包括散热风扇，提高散热效果，同时根据温度情况控制激光反射器一420和激光发射器二430发射激发激光，通过单向透镜一211和单向透镜二212对光波进行削弱和激发激光的衍射作用，保持不同温度的物体在反射红外线的时候保持光波信号的传输，提高光波的传播性能，方便对多组物体进行系统分析，提高红外线热成像仪的使用性能。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案对本发明加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本发明的技术方案所进行的任何简单修改或等同置换，尽属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种成像精度高的红外热成像仪，包括壳体(100)、成像装置(200)、温控装置(300)和线路板(400)，其特征在于：所述壳体(100)内壁固定安装、成像装置(200)，所述成像装置(200)顶部设有温控装置(300)，所述壳体(100)内壁底部固定安装线路板(400)，所述成像装置(200)包括热成像镜头(210)，所述热成像镜头(210)固定安装在壳体(100)左侧内壁，所述热成像镜头(210)下方设有单向反光镜头(220)，所述单向反光镜头(220)固定安装在壳体(100)左侧内壁，所述单向反光镜头(220)左右对称设有两组，所述热成像镜头(210)右侧设有滤光镜头(230)，所述滤光镜头(230)固定安装在壳体(100)内壁，所述滤光镜头(230)右侧设有单向透镜一(211)，所述单向透镜一(211)倾角设置为45°，所述单向透镜一(211)右侧设有单向透镜二(212)，所述单向透镜二(212)固定安装在壳体(100)内壁，所述单向透镜二(212)右侧设有光栅(240)，所述光栅(240)固定安装在壳体(100)内壁，所述光栅(240)右侧设有透镜组(250)，所述透镜组(250)固定安装在壳体(100)内壁，所述透镜组(250)右端电性连接红外探测器(260)，所述红外探测器(260)固定安装在壳体(100)内壁。
2.根据权利要求1所述的一种成像精度高的红外热成像仪，其特征在于：所述透镜组(250)包括电子倍增CCD(251)，所述电子倍增CCD(251)右侧设有图形透镜(252)，所述图形透镜(252)右侧设有柱面镜(253)，所述柱面镜(253)右侧设有成像物镜(254)。
3.根据权利要求1所述的一种成像精度高的红外热成像仪，其特征在于：所述温控装置(300)包括直流电源(310)，所述直流电源(310)固定安装在壳体(100)内壁，所述直流电源(310)电性连接P型半导体(320)，所述P型半导体(320)左侧设有N型半导体(330)，所述P型半导体(320)和N型半导体(330)相间分布。
4.根据权利要求3所述的一种成像精度高的红外热成像仪，其特征在于：所述P型半导体(320)和N型半导体(330)端部电性连接铜片(350)，所述P型半导体(320)底端固定连接散热器(360)，所述P型半导体(320)顶端固定连接绝缘隔热板(340)，所述绝缘隔热板(340)顶部固定连接冷板(370)。
5.根据权利要求1所述的一种成像精度高的红外热成像仪，其特征在于：所述线路板(400)顶部固定安装温度传感器(410)，所述温度传感器(410)位于热成像镜头(210)下方，所述温度传感器(410)右侧设有激光反射器一(420)，所述激光反射器一(420)固定安装在线路板(400)顶部。
6.根据权利要求5所述的一种成像精度高的红外热成像仪，其特征在于：所述激光反射器一(420)位于单向透镜一(211)下方，所述激光反射器一(420)右侧设有激光发射器二(430)，所述激光发射器二(430)固定安装在线路板(400)顶部，所述激光发射器二(430)位于单向透镜二(212)底部。
7.根据权利要求6所述的一种成像精度高的红外热成像仪，其特征在于：所述激光发射器二(430)右侧设有储存器(440)，所述储存器(440)固定安装在线路板(400)顶部，所述储存器(440)右侧设有通讯模块(450)，所述通讯模块(450)固定安装在线路板(400)顶部，所述通讯模块(450)右侧设有处理器(460)，所述处理器(460)固定安装在线路板(400)顶部。
8.根据权利要求1所述的一种成像精度高的红外热成像仪，其特征在于：所述壳体(100)前端固定安装显示屏(110)，所述显示屏(110)底部设有操作键盘(120)，所述操作键盘(120)固定安装在壳体(100)前端，所述操作键盘(120)底部设有触摸板(130)。
9.根据权利要求1所述的一种成像精度高的红外热成像仪，其特征在于：所述壳体(100)后端顶部活动安装外盖板(140)，所述壳体(100)后端两侧固定安装LED补光灯(150)，所述壳体(100)顶部固定安装热成像按钮(160)，所述热成像按钮(160)顶部设有单反摄像按钮(170)，所述壳体(100)底部固定连接手持架(180)，所述手持架(180)内壁固定安装电池组(181)。
10.根据权利要求1所述的一种成像精度高的红外热成像仪，其特征在于：所述壳体(100)还包括伸缩架(190)，所述伸缩架(190)内壁活动安装调节旋钮一(191)，所述调节旋钮一(191)底部固定连接顶架(192)，所述顶架(192)内壁套接底架(193)，所述底架(193)与顶架(192)之间设有调节旋钮二(194)，所述底架(193)底部固定安装底座(195)，所述底座(195)底部四角处固定安装活动轮(196)。
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