CN114384950A - 一种水滤红外光的热成像温控装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水滤红外光的热成像温控装置及方法。包括与控制模块相连的水滤红外光发射器，所述的控制模块连接有显示模块，所述的水滤红外光发射器的外侧安装设置有热成像摄像头与参考补偿模块，所述的热成像摄像头与控制模块相连，且所述的参考补偿模块通过温度处理单元与控制模块相连。优点在于：通过红外成像测温技术来监测使用人员照射部位的温度，并通过照射部位的测得温度，为了减小热成像摄像机所测得的温度误差，增加了参考补偿体，参考补偿体将采集周边环境的环境温度和光照强度来控制水滤红外光设备发出的光功率，达到最优的使用效果。
Description
技术领域
本发明属于红外热成像设备技术领域，具体涉及一种水滤红外光的热成像温控装置及方法。
背景技术
目前水滤红外产品在医学领域光医学已经得到了广泛的应用，市场上的产品均以照射患者身体来进行治疗，辅以药物达到更好的治疗效果。目前的光学仪器普通使用单一波段的光，例如激光、紫外线等，来进行治疗。经过多年的深入研究，并不是所有波段的光波具有医疗和美容价值的波段，因此为了使光治疗到最佳效果，则必须光波段控制在450nm-1550nm之间，将此波段以外的光波有效的过滤，研究表明，处于该波段的光波能够穿透人体体表8cm以上的深度，临界穿透深度最多达到15cm。
目前水滤红外光的相关产品采用的温度测量方式为接触式的温度测量，即将温度传感器放于人体体表，或者通过直肠测试人体体腔温度。这两种测试方式，前者只能用来参考，不能直接体现水滤红外光的相关产品给使用人员带来的直接效果，并且因为只能作为参考，所以可能导致使用人员过度使用产品导致身体受损；后者需要通过直肠来进行体温测量，这种方法虽然能够直接体现人体实际使用带来的效果，但是通过直肠测试体温，由于容易带来细菌感染等问题，所以一直被大众所排斥，并且通过直肠来测试体温主要体现的是人体体腔的温度，无法直接体现照射部位的温度。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种可通过红外成像测温技术来控制水滤红外光设备发出的光功率的一种水滤红外光的热成像温控装置。
本发明的另一个目的是针对上述问题，提供一种自动化程度高的一种水滤红外光的热成像温控方法。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：一种水滤红外光的热成像温控装置，包括与控制模块相连的水滤红外光发射器，所述的控制模块连接有显示模块，其特征在于，所述的水滤红外光发射器的外侧安装设置有热成像摄像头与参考补偿模块，所述的热成像摄像头与控制模块相连，且所述的参考补偿模块通过温度处理单元与控制模块相连。
在上述的一种水滤红外光的热成像温控装置中，所述的水滤红外光发射器为前置有水滤镜组件且能发出威伐光或彩虹光的光源发射器，且所述的水滤红外光发射器发出的光源波段控制在450nm-1550nm之间。
在上述的一种水滤红外光的热成像温控装置中，所述的水滤红外光发射器呈筒状，所述的水滤镜组件安装在水滤红外光发射器的发射部前端，所述的水滤红外光发射器周向外侧对称固定设有沿光源发射器轴向延伸设置的安装座，两个安装座之间活动设有安装支架，且所述的安装支架活动穿设于安装座内的安装轴上，两个安装座中的一个安装座前端设有朝向水滤红外光发射器的发射部外侧轴向延伸设置且与控制模块相连的测距模块，且所述的热成像摄像头倾斜活动设置在安装有测距模块的安装座靠近发射部的一端，所述的参考补偿模块倾斜活动设置在剩余一个安装座靠近发射部的一端。
在上述的一种水滤红外光的热成像温控装置中，所述的热成像摄像头和参考补偿模块均朝向水滤红外光发射器的发射部倾斜活动设置，且所述的热成像摄像头和参考补偿模块之间通过能使热成像摄像头和参考补偿模块同步朝向靠近或远离水滤红外光发射器的发射部中心方向摆动的摆动联动驱动机构相连。
在上述的一种水滤红外光的热成像温控装置中，所述的摆动联动驱动机构包括分别轴向形成于安装座内且贯穿整个安装座的安装通道，所述的安装通道中部分别穿设有呈长条状的摆动块，所述的安装通道的高度大小大于摆动块厚度大小且摆动块前端两侧与安装通道之间形成摆动间隙，所述的摆动块中部通过摆动轴活动设置在安装通道内，所述的摆动块前端分别延伸至安装通道外侧且位于水滤红外光发射器周向外侧，且所述的热成像摄像头与参考补偿模块分别安装在两个安装座的安装通道内的摆动块前端，在水滤红外光发射器后端设有能带动两个安装通道内的摆动块同步朝向靠近或远离水滤红外光发射器的发射部中心方向摆动的摆动联动驱动组件。
在上述的一种水滤红外光的热成像温控装置中，所述的摆动联动驱动组件包括分别设置在安装通道远离水滤红外光发射器一侧和摆动块一侧之间的弹性顶压机构，所述的安装通道靠近水滤红外光发射器一侧和摆动块另一侧之间设有楔形顶压驱动机构。
在上述的一种水滤红外光的热成像温控装置中，所述的弹性顶压机构包括设置在安装通道内的第一凹陷槽，所述的摆动块一侧设置与第一凹陷槽相对应的第二凹陷槽，且所述的第一凹陷槽和第二凹陷槽之间通过顶压弹簧相连，且所述的顶压弹簧位置位于摆动轴后方且靠近楔形顶压驱动机构一侧，所述的楔形顶压驱动机构包括两个分别呈楔形的顶压片，所述的顶压片前端分别穿设于安装通道靠近水滤红外光发射器一侧和摆动块一侧之间的顶压间隙内，且所述的顶压片一侧具有与安装通道一侧相抵靠的第一聚四氟乙烯层，另一侧具有与摆动块一侧相抵靠的第二聚四氟乙烯层，且两个顶压片后端分别延伸至水滤红外光发射器后端且均与设置在水滤红外光发射器后端的驱动器的伸缩杆相连。
在上述的一种水滤红外光的热成像温控装置中，所述的参考补偿模块具有环境温度检测模块和/或光照强度检测模块。
根据上述的一种水滤红外光的热成像温控装置的一种水滤红外光的热成像温控方法如下所述：一种水滤红外光的热成像温控方法，包括以下步骤：
S1、水滤红外光发射器经过水滤镜组件向被测物发出光源；
S2、热成像摄像头和参考补偿模块自动调整位置直至与被测物上的水滤红外光发射器发出的光源中心对应；
S3、热成像摄像头将被测物及周围环境背景发出的红外线转换为被测物的视频图像，并将视频图像通过传输线传送给控制模块，参考补偿模块采集被测物周边环境的光照强度和/或温度信号，并将信号转化成对应的数据传输给温度处理单元，温度处理单元将参考补偿模块采集得到的周边环境的光照强度和/或温度数据经过处理后传输给控制模块，控制模块将热成像摄像头和参考补偿模块采集得到的数据经过处理以后，通过显示模块呈现给操作者，并且控制模块根据热成像摄像头和参考补偿模块采集得到的数据控制水滤红外光发射器发出的光功率。
在上述的一种水滤红外光的热成像温控方法中，所述的步骤S2中，测距模块检测被测物与测距模块之间的直线距离，控制模块控制摆动联动驱动机构带动红外成像摄像机和参考补偿模块同步摆动直至与被测物上的水滤红外光发射器发出的光源中心对应。
与现有的技术相比，本发明的优点在于：通过红外成像测温技术来监测使用人员照射部位的温度，并通过照射部位的测得温度，为了减小热成像摄像机所测得的温度误差，增加了参考补偿体，参考补偿体将采集周边环境的环境温度和光照强度来控制水滤红外光设备发出的光功率，达到最优的使用效果。
附图说明
图1是本发明的原理框图。
图2是本发明的结构示意图。
图3是本发明中摆动联动驱动机构的结构剖视图。
图4是本发明中热成像摄像头和参考补偿模块位置调整的原理图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
如图1-3所示，本实施例中的一种水滤红外光的热成像温控装置，包括与控制模块1相连的水滤红外光发射器2，控制模块1连接有显示模块3，水滤红外光发射器2的外侧安装设置有热成像摄像头4与参考补偿模块5，这里的参考补偿模块5具有环境温度检测模块51和/或光照强度检测模块52。其中，热成像摄像头4与控制模块1相连，且参考补偿模块5通过温度处理单元6与控制模块1相连。在已有的水滤红外光发射器2的基础上，增加热成像摄像头4，为了减小热成像摄像机所测得的温度误差，增加了参考补偿模块5，参考补偿模块5可以采集周边环境的环境温度和/或光照强度，然后将数据传输给温度处理单元6，温度处理单元6将光照强度和/或环境温度处理后，将结果反馈给控制模块1，控制模块1会结合热成像摄像头4采集回的图像，进行数据处理以后，将处理后的图像结果通过显示模块3呈现给操作人员，并且可以根据被测物8的温度，调整水滤红外光发射器发出的光强度，维持被测物8的温度。
其中，这里的水滤红外光发射器2为前置有水滤镜组件25且能发出威伐光或彩虹光的光源发射器，且水滤红外光发射器2发出的光源波段控制在450nm-1550nm之间。
优选地，这里的水滤红外光发射器2呈筒状，水滤镜组件25安装在水滤红外光发射器2的发射部前端，水滤红外光发射器2周向外侧对称固定设有沿光源发射器轴向延伸设置的安装座21，两个安装座21之间活动设有安装支架22，且安装支架22活动穿设于安装座21内的安装轴23上，两个安装座21中的一个安装座21前端设有朝向水滤红外光发射器2的发射部外侧轴向延伸设置且与控制模块1相连的测距模块24，且热成像摄像头4倾斜活动设置在安装有测距模块24的安装座21靠近发射部的一端，参考补偿模块5倾斜活动设置在剩余一个安装座21靠近发射部的一端。
其中，这里的热成像摄像头4和参考补偿模块5均朝向水滤红外光发射器2的发射部倾斜活动设置，且热成像摄像头4和参考补偿模块5之间通过能使热成像摄像头4和参考补偿模块5同步朝向靠近或远离水滤红外光发射器2的发射部中心方向摆动的摆动联动驱动机构7相连。
优选地，这里的摆动联动驱动机构7包括分别轴向形成于安装座21内且贯穿整个安装座21的安装通道71，安装通道71中部分别穿设有呈长条状的摆动块72，安装通道71的高度大小大于摆动块72厚度大小且摆动块72前端两侧与安装通道71之间形成摆动间隙73，摆动块72中部通过摆动轴74活动设置在安装通道71内，摆动块72前端分别延伸至安装通道71外侧且位于水滤红外光发射器2周向外侧，且热成像摄像头4与参考补偿模块5分别安装在两个安装座21的安装通道71内的摆动块72前端，在水滤红外光发射器2后端设有能带动两个安装通道71内的摆动块72同步朝向靠近或远离水滤红外光发射器2的发射部中心方向摆动的摆动联动驱动组件。
进一步地，这里的摆动联动驱动组件包括分别设置在安装通道71远离水滤红外光发射器2一侧和摆动块72一侧之间的弹性顶压机构75，安装通道71靠近水滤红外光发射器2一侧和摆动块72另一侧之间设有楔形顶压驱动机构76。
弹性顶压机构75包括设置在安装通道71内的第一凹陷槽751，摆动块72一侧设置与第一凹陷槽751相对应的第二凹陷槽752，且第一凹陷槽751和第二凹陷槽752之间通过顶压弹簧753相连，且顶压弹簧753位置位于摆动轴74后方且靠近楔形顶压驱动机构76一侧，楔形顶压驱动机构76包括两个分别呈楔形的顶压片761，顶压片761前端分别穿设于安装通道71靠近水滤红外光发射器2一侧和摆动块72一侧之间的顶压间隙762内，且顶压片761一侧具有与安装通道71一侧相抵靠的第一聚四氟乙烯层，另一侧具有与摆动块72一侧相抵靠的第二聚四氟乙烯层，优选地，这里接触第一聚四氟乙烯层的安装通道71一侧和接触第二聚四氟乙烯层的摆动块72一侧可以为斜面，这样更加便于顶压片761插入，且两个顶压片761后端分别延伸至水滤红外光发射器2后端且均与设置在水滤红外光发射器2后端的驱动器的伸缩杆763相连。
如图1和图4所示，显然，当测距模块24检测被测物8与测距模块24之间的直线距离时，控制模块1根据勾股定理测算出这里的热成像摄像头4和参考补偿模块5向中心偏转多少角度才能保证热成像摄像头4和参考补偿模块5与滤红外光发射器2照射到被测物8上的光源中心对应，具体来讲，由于这里的测距模块24是沿着水滤红外光发射器2外壳轴向沿着设置的，且由于热成像摄像头4是和测距模块24设置在一起的，当检测出测距模块24和被测物8之间距离L1后，且测距模块24和水滤红外光发射器2的发射部距离L2已知的情况下，根据勾股定理测算出水滤红外光发射器2光束的边长L3从而确定热成像摄像头4和参考补偿模块5向中心偏转多少角度与水滤红外光发射器2光束中心对齐。
本实施例中：
一种水滤红外光的热成像温控方法，包括以下步骤：
S1、水滤红外光发射器2经过水滤镜组件25向被测物8发出光源；
S2、热成像摄像头4和参考补偿模块5自动调整位置直至与被测物8上的水滤红外光发射器2发出的光源中心对应；
S3、热成像摄像头4将被测物8及周围环境背景发出的红外线转换为被测物8的视频图像，并将视频图像通过传输线传送给控制模块1，参考补偿模块5采集被测物8周边环境的光照强度和/或温度信号，并将信号转化成对应的数据传输给温度处理单元6，温度处理单元6将参考补偿模块5采集得到的周边环境的光照强度和/或温度数据经过处理后传输给控制模块1，然后控制模块1基于环境温度和/或光照强度接合热成像摄像头4采集的数据调整过程可以采用现有技术即可，例如，基于温度变补偿的方案有(公开号为CN103389559B的专利：基于温度变化补偿的红外镜头及补偿方法；公开号为CN212340447U的专利：热成像测温模块和测温装置；https://www.docin.com/p-2296409699.html中公开内容)，基于光照强度方案有(公开号CN101609589A的专利：多频图像火灾探测系统), 具体不在此限制/赘述。显然，控制模块1将热成像摄像头4和参考补偿模块5采集得到的数据经过处理以后，通过显示模块3呈现给操作者，并且控制模块1根据热成像摄像头4和参考补偿模块5采集得到的数据控制水滤红外光发射器2发出的光功率。
在步骤S2中，测距模块24检测被测物8与水滤红外光发射器2之间的直线距离，控制模块1控制摆动联动驱动机构7带动热成像摄像头4和参考补偿模块5同步摆动直至与被测物8上的水滤红外光发射器2发出的光源中心对应。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了控制模块1、水滤红外光发射器2、安装座21、安装支架22、安装轴23、测距模块24、水滤镜组件25、显示模块3、热成像摄像头4、参考补偿模块5、环境温度检测模块51、光照强度检测模块52、温度处理单元6、摆动联动驱动机构7、安装通道71、摆动块72、摆动间隙73、摆动轴74、弹性顶压机构75、第一凹陷槽751、第二凹陷槽752、顶压弹簧753、楔形顶压驱动机构76、顶压片761、顶压间隙762、伸缩杆763等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (10)
1.一种水滤红外光的热成像温控装置，包括与控制模块（1）相连的水滤红外光发射器（2），所述的控制模块（1）连接有显示模块（3），其特征在于，所述的水滤红外光发射器（2）的外侧安装设置有热成像摄像头（4）与参考补偿模块（5），所述的热成像摄像头（4）与控制模块（1）相连，且所述的参考补偿模块（5）通过温度处理单元（6）与控制模块（1）相连。
2.根据权利要求1所述的一种水滤红外光的热成像温控装置，其特征在于，所述的水滤红外光发射器（2）为前置有水滤镜组件（25）且能发出威伐光或彩虹光的光源发射器，且所述的水滤红外光发射器（2）发出的光源波段控制在450nm-1550nm之间。
3.根据权利要求1所述的一种水滤红外光的热成像温控装置，其特征在于，所述的水滤红外光发射器（2）呈筒状，所述的水滤镜组件（25）安装在水滤红外光发射器（2）的发射部前端，所述的水滤红外光发射器（2）周向外侧对称固定设有沿光源发射器轴向延伸设置的安装座（21），两个安装座（21）之间活动设有安装支架（22），且所述的安装支架（22）活动穿设于安装座（21）内的安装轴（23）上，两个安装座（21）中的一个安装座（21）前端设有朝向水滤红外光发射器（2）的发射部外侧轴向延伸设置且与控制模块（1）相连的测距模块（24）， 且所述的热成像摄像头（4）倾斜活动设置在安装有测距模块（24）的安装座（21）靠近发射部的一端，所述的参考补偿模块（5）倾斜活动设置在剩余一个安装座（21）靠近发射部的一端。
4.根据权利要求3所述的一种水滤红外光的热成像温控装置，其特征在于，所述的热成像摄像头（4）和参考补偿模块（5）均朝向水滤红外光发射器（2）的发射部倾斜活动设置，且所述的热成像摄像头（4）和参考补偿模块（5）之间通过能使热成像摄像头（4）和参考补偿模块（5）同步朝向靠近或远离水滤红外光发射器（2）的发射部中心方向摆动的摆动联动驱动机构（7）相连。
5.根据权利要求4所述的一种水滤红外光的热成像温控装置，其特征在于，所述的摆动联动驱动机构（7）包括分别轴向形成于安装座（21）内且贯穿整个安装座（21）的安装通道（71），所述的安装通道（71）中部分别穿设有呈长条状的摆动块（72），所述的安装通道（71）的高度大小大于摆动块（72）厚度大小且摆动块（72）前端两侧与安装通道（71）之间形成摆动间隙（73），所述的摆动块（72）中部通过摆动轴（74）活动设置在安装通道（71）内，所述的摆动块（72）前端分别延伸至安装通道（71）外侧且位于水滤红外光发射器（2）周向外侧，且所述的热成像摄像头（4）与参考补偿模块（5）分别安装在两个安装座（21）的安装通道（71）内的摆动块（72）前端，在水滤红外光发射器（2）后端设有能带动两个安装通道（71）内的摆动块（72）同步朝向靠近或远离水滤红外光发射器（2）的发射部中心方向摆动的摆动联动驱动组件。
6.根据权利要求5所述的一种水滤红外光的热成像温控装置，其特征在于，所述的摆动联动驱动组件包括分别设置在安装通道（71）远离水滤红外光发射器（2）一侧和摆动块（72）一侧之间的弹性顶压机构（75），所述的安装通道（71）靠近水滤红外光发射器（2）一侧和摆动块（72）另一侧之间设有楔形顶压驱动机构（76）。
7.根据权利要求6所述的一种水滤红外光的热成像温控装置，其特征在于，所述的弹性顶压机构（75）包括设置在安装通道（71）内的第一凹陷槽（751），所述的摆动块（72）一侧设置与第一凹陷槽（751）相对应的第二凹陷槽（752），且所述的第一凹陷槽（751）和第二凹陷槽（752）之间通过顶压弹簧（753）相连，且所述的顶压弹簧（753）位置位于摆动轴（74）后方且靠近楔形顶压驱动机构（76）一侧，所述的楔形顶压驱动机构（76）包括两个分别呈楔形的顶压片（761），所述的顶压片（761）前端分别穿设于安装通道（71）靠近水滤红外光发射器（2）一侧和摆动块（72）一侧之间的顶压间隙（762）内，且所述的顶压片（761）一侧具有与安装通道（71）一侧相抵靠的第一聚四氟乙烯层，另一侧具有与摆动块（72）一侧相抵靠的第二聚四氟乙烯层，且两个顶压片（761）后端分别延伸至水滤红外光发射器（2）后端且均与设置在水滤红外光发射器（2）后端的驱动器的伸缩杆（763）相连。
8.根据权利要求1所述的一种水滤红外光的热成像温控装置，其特征在于，所述的参考补偿模块（5）具有环境温度检测模块（51）和/或光照强度检测模块（52）。
9.一种根据权利要求1-8中任意一项所述的一种水滤红外光的热成像温控装置的一种水滤红外光的热成像温控方法，其特征在于，本方法包括以下步骤：
S1、水滤红外光发射器（2）经过水滤镜组件（25）向被测物（8）发出光源；
S2、热成像摄像头（4）和参考补偿模块（5）自动调整位置直至与被测物（8）上的水滤红外光发射器（2）发出的光源中心对应；
S3、热成像摄像头（4）将被测物（8）及周围环境背景发出的红外线转换为被测物（8）的视频图像，并将视频图像通过传输线传送给控制模块（1），参考补偿模块（5）采集被测物（8）周边环境的光照强度和/或温度信号，并将信号转化成对应的数据传输给温度处理单元（6），温度处理单元（6）将参考补偿模块（5）采集得到的周边环境的光照强度和/或温度数据经过处理后传输给控制模块（1），控制模块（1）将热成像摄像头（4）和参考补偿模块（5）采集得到的数据经过处理以后，通过显示模块（3）呈现给操作者，并且控制模块（1）根据热成像摄像头（4）和参考补偿模块（5）采集得到的数据控制水滤红外光发射器（2）发出的光功率。
10.根据权利要求9所述的一种水滤红外光的热成像温控方法，其特征在于，所述的步骤S2中，测距模块（24）检测被测物（8）与测距模块（24）之间的直线距离，控制模块（1）控制摆动联动驱动机构（7）带动热成像摄像头（4）和参考补偿模块（5）同步摆动直至与被测物（8）上的水滤红外光发射器（2）发出的光源中心对应。
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