CN1664518A - 热影像模拟系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种热影像模拟系统及方法，该系统包括一电机控制装置、一红外线扫描装置、一数据传输装置、一扫描服务器、一扫描数据库、多个客户端计算机及一测试平台。电机控制装置接收扫描服务器的控制指令，控制红外线扫描装置的扫描动作，对待测物体进行扫描，并对扫描数据进行处理，最后生成待测物体的热影像。扫描服务器设定红外线扫描装置的扫描参数，包括扫描轨迹、扫描点间距及扫描点温度范围。通过本发明热影像模拟系统及方法，可测试待测物体工作状态下的组件发热状况，判断电路发热部分的分布合理性，利于后续产品改良设计。

Description

热影像模拟系统及方法

【技术领域】

本发明是关于一种热影像模拟系统，特别是一种利用红外扫描技术扫描待测物体，进而生成待测物体热影像的模拟系统及方法。

【背景技术】

在电子工业中，红外线测温技术在产品的质量控制及监测方面起着越来越重要的作用。红外线检测技术是一种在线不断电检测技术，它通过扫描物体，将其热影像显示在荧光屏上，便于设计人员分析物体结构设计是否合理。目前，工业上主要采用红外线温度记录法检测物体性能，红外线扫描仪可在一定距离内扫描物体，生成物体的热影像，从而判断物体的导线接头是否良好，但是，目前还没有一种可供计算机组件生产厂商检测物体发热情况的红外检测技术。计算机组件生产厂商在产品交货前通常需要对产品进行检测，其中一个重要的测试项目就是对产品的发热状况进行测试，以确保产品在指定的温度范围内正常工作。

中国国家知识产权局2003年4月9日公开的公开号为CN1409104A的专利申请案，其名称为“数字式红外线热影像检测系统”，该申请案揭露一种利用红外线检测装置、电路装置及显示装置检测患者病患部位的检测系统，该检测系统应用于医疗系统，可帮助医生准确的判断患者的病患部位。其通过较为复杂的电路装置与显示装置达到检测患者病患部位的目的。该申请案的不足在于其只能应用于医疗系统，无法对生产厂商的工业产品在工作状态下的组件发热状况进行测试。

因此，企业特别是计算机组件生产型企业亟需一种成本低、易操作的红外线检测系统，其利用红外线扫描装置测试待测物体在工作状态下的发热状况，判断电路发热部分的分布合理性，利于产品的改良设计。

【发明内容】

本发明的主要目的在于提供一种热影像模拟系统及方法，其能利用红外线扫描装置对待测物体进行扫描，并将扫描数据经过格式转换，最后生成待测物体的热影像，便于设计人员分析待测物体在工作状态下的发热情况，判断待测物体的各组件结构分布合理性，利于后续产品改良设计。

本发明提供一种热影像模拟系统，其包括一电机控制装置、一红外线扫描装置、一数据传输装置、一扫描服务器、一扫描数据库、多个客户端计算机及一测试平台。电机控制装置通常为一步进电机，其负责控制红外线扫描装置的动作，并接收扫描服务器的控制指令，完成对待测物体的扫描。数据传输装置负责将红外线扫描装置获取的栅格格式数据传输至扫描服务器。扫描服务器负责获取客户端计算机设定的红外线扫描装置的扫描参数，该扫描参数包括扫描轨迹、扫描点间距及扫描点温度范围，同时，扫描服务器还负责接收并存储数据传输装置发送的栅格格式数据，并将其转换为矢量格式数据，最后生成待测物体的热影像。

本发明还提供一种热影像模拟方法，该方法包括以下步骤：操作人员设定扫描轨迹，选择扫描点间距，设定扫描温度范围；接着，启动红外线扫描装置，对待测物体进行扫描，电机控制装置在扫描服务器的控制指令下驱动红外线扫描装置动作，经过模数转换卡转换，将扫描数据从模拟数据转换为数字信号；此时，扫描服务器从红外线扫描装置获取扫描数据，将扫描数据进行处理，包括数据格式转换、数据量检查等，最后生成该待测物体的热影像；此时，扫描服务器判断该热影像是否符合精度要求，若该热影像符合精度要求，则存储该热影像至扫描数据库相应文件夹内，结束上述流程；若该热影像不符合精度要求，继续判断是否需要重新扫描，若需要重新扫描，则返回重新执行扫描轨迹设定，重复上述作业；若不需要重新扫描，则直接结束上述作业。

通过本发明提供的热影像模拟系统及方法，可用红外线扫描装置对待测物体进行扫描，并生成待测物体的热影像，便于设计人员分析待测物体在工作状态下的发热量，判断电路发热部分的分布合理性，利于后续产品改良设计。

【附图说明】

图1是本发明热影像模拟系统实施环境图。

图2是本发明热影像模拟系统的扫描服务器的功能模块图。

图3是本发明热影像模拟方法的扫描流程图。

图4是本发明热影像模拟系统及方法的热影像示意图。

【具体实施方式】

参阅图1所示，是本发明热影像模拟系统实施环境图。该热影像模拟系统包括一电机控制装置11、一红外线扫描装置12、一数据传输装置13、一扫描服务器14、一扫描数据库15、多个客户端计算机16及一测试平台17。为使附图清楚，图中只画出一个客户端计算机16。电机控制装置11可为一步进电机，亦可以是其它类型的电机，其主要负责控制红外线扫描装置12的动作，电机控制装置11接收扫描服务器14的控制指令控制电机转动。为描述方便，在以下的叙述中，指定电机控制装置为一步进电机，但本发明不仅限于此。红外线扫描装置12可为一红外线扫描仪，其受步进电机的控制，执行相应动作，扫描待测物体。为描述方便，在以下的叙述中，指定红外线扫描装置为一红外线扫描仪，但本发明不仅限于此。每一红外线扫描仪均附带安装一模数转换卡(图中未示出)，该模数转换卡负责将红外线扫描仪的扫描数据从模拟扫描数据转换为数字扫描数据，并将该数字扫描数据发送至数据传输装置13，其中的数字扫描数据的数据格式为栅格格式数据，这种数据格式所包含的信息均以像元集合的形式来组织，目标对象间的位置拓扑关系隐含于像元行列之中。待测物体置于测试平台17的测试平面上，待测物体可为一计算机主机板，亦可为其它计算机组件。数据传输装置13位于测试平台17附近，其主要负责转发接收到的数字扫描数据至扫描服务器14中。扫描数据库15用于存储扫描服务器14发送的数字扫描数据，同时，该扫描数据库15还负责接收客户端计算机16设定的扫描参数，该扫描参数包括扫描轨迹、扫描点间距及温度范围。客户端计算机16用于设定扫描参数及显示待测物体的热影像。

参阅图2所示，是本发明热影像模拟系统的扫描服务器的功能模块图。该扫描服务器14用于获取扫描参数、执行数据处理及生成待测物体的热影像，其包括一扫描参数获取模块21，一数据处理模块22及一影像生成模块23。其中的扫描参数获取模块21用于获取客户端计算机16设定的红外线扫描仪的各种扫描参数，其包括一扫描轨迹获取子模块211，用于获取客户端计算机16设定的红外线扫描仪的扫描方式，例如，客户端计算机16设定扫描方式为横向矩形扫描、竖向矩形扫描，还可以是从圆点中心开始圆周扫描。上述的扫描轨迹可以由客户端计算机上传，也可以采用红外线扫描仪预先设定的扫描方式。一扫描点间距获取子模块212，用于获取客户端计算机16设定的各个扫描采样点的间距，该扫描采样点间距可由操作人员设定，亦可采用红外线扫描仪预设默认的设定，例如，设定扫描采样点间距为0.02mm或15个像元，扫描点间距愈小，影像分辨率愈高。一温度范围获取子模块213，用于获取客户端计算机设定的红外线扫描仪扫描待测物体的温度范围，例如，设定待测物体的温度范围为10摄氏度至45摄氏度，当待测物体温度超过45摄氏度时，由专用报警电路(图中未示出)发出警告信息，同时红外线扫描仪停止扫描动作，等待操作人员处理。

数据处理模块22用于处理数据传输装置13发送的数字扫描数据，其包括一数据获取子模块221，用于从数据传输装置获取数字扫描数据；一数据转换子模块222，其主要负责将接收到的数字扫描数据进行数据格式转换，其中的数据格式转换是将栅格格式数据转换为矢量格式数据，这种矢量格式数据精度较高，图像显示清晰，其采用一双边界搜索算法将栅格格式数据转换为矢量格式数据；一数据传输子模块223，用于将转换后的矢量格式数据传输至扫描数据库15；一程序处理子模块224，用于对矢量格式的扫描数据进行数据优化处理，所述的优化处理包括检查扫描数据的数据量是否符合要求、扫描数据中是否还有其它明显不合要求的字符等。

一影像生成模块23，用于根据矢量格式数据生成待测物体的热影像，其包括一影像模拟子模块231，用于将矢量格式的扫描数据嵌入影像模拟程序，并选择一种影像模拟模型，所述的影像模拟模型包括平面模型、三维立体模型，球形立体模型等；影像生成子模块232，用于生成待测物体的热影像，该热影像生成过程包括如下步骤：首先建立坐标系，由操作人员选择影像模型，导入矢量格式的扫描数据，对所建立的影像模型进行核线影像生成，经过影像匹配后生成热影像，接着，对生成的热影像进行编辑，利用应用程序对生成的热影像进行平滑调整，加入图框使之成为像元图，最后，将热影像的像元图输出。结合图4，是本发明热影像模拟系统及方法的热影像示意图，从图中可以看出待测物体在工作状态下的温度分布情况，图中白色区块表示该电路部分发热量较大，灰色区块表示该电路部分发热量较小，测试人员从而可以判断待测物体的电路分布是否合理，合理调整电路布局。影像存储子模块233，用于将生成的待测物体的热影像的像元图存储至扫描数据库15相应资料夹内。

参阅图3所示，是本发明热影像模拟方法的扫描流程图。首先，操作人员设定扫描轨迹(步骤S30)，选择扫描点间距(步骤S31)，设定扫描温度范围(步骤S32)；接着，启动红外线扫描装置，对待测物体进行扫描，电机控制装置11在扫描服务器14的控制指令下驱动红外线扫描仪动作(步骤S33)，经过模数转换卡转换，将扫描数据从模拟信号转换为数字信号；此时，数据获取子模块221从数据传输装置13获取扫描数据(步骤S34)，将扫描数据进行处理，包括数据格式转换、数据量检查等(步骤S35)，扫描数据处理完后，影像生成模块生成该待测物体的热影像(步骤S36)；此时，扫描服务器14判断该热影像是否符合精度要求(步骤S37)，若该热影像符合精度要求，则存储该热影像至扫描数据库15相应文件夹内(步骤S38)，结束上述流程；若该热影像不符合精度要求，继续判断是否需要重新扫描(步骤S39)，若判断需要重新扫描，则返回步骤S30，重复本流程；若不需要重新扫描，则直接结束上述流程。

参阅图4所示，是本发明热影像模拟系统及方法的热影像示意图。通过该热影像图，设计人员可调整电路发热部分的分布，并调整电路设计。从图中可以看出待测物体在工作状态下的温度分布情况，图中白色区块表示该电路部分发热量较大，灰色区块表示该电路部分发热量较小，测试人员从而可以判断待测物体的电路分布是否合理，合理调整电路布局。如图中所示，在图中的右下方区域、左下方区域及右上方区域，电路发热部分分布较为密集，而在其它区域则较为宽松。

Claims (10)

1.一种热影像模拟系统，其可通过红外线扫描仪扫描待测物体，其特征在于，该系统包括：

多个客户端计算机，用于设定扫描参数，显示待测物体的热影像；

一扫描服务器，用于接收客户端计算机设定的各种扫描参数，发送控制指令，获取扫描数据，转换数据格式，生成待测物体的热影像；

一红外线扫描装置，用于扫描待测物体，获取扫描数据；

一电机控制装置，用于接收扫描服务器的控制指令，控制红外线扫描装置的动作；

一数据传输装置，用于转发红外线扫描装置获取的扫描数据；

一扫描数据库，用于存储经过格式转换后的扫描数据及扫描服务器生成的热影像。

2.如权利要求1所述的热影像模拟系统，其特征在于，还包括一测试平台。

3.如权利要求1所述的热影像模拟系统，其特征在于，其中的扫描参数包括扫描轨迹、扫描点间距及温度范围。

4.如权利要求1所述的热影像模拟系统，其特征在于，其中的数据传输装置转发的扫描数据格式是栅格格式。

5.如权利要求1所述的热影像模拟系统，其特征在于，其中的扫描服务器还负责将所获取的扫描数据经过格式转换后生成待测物体的热影像。

6.如权利要求5所述的热影像模拟系统，其特征在于，其中的格式转换是将栅格格式的数据转换为矢量格式的数据。

7.如权利要求1所述的热影像模拟系统，其特征在于，其中的红外线扫描装置还附带一模数转换卡，用于将获取的模拟扫描数据转换为数字扫描数据。

8.如权利要求6所述的热影像模拟系统，其特征在于，其中的扫描服务器通过一双边界搜索算法执行数据格式转换。

9.一种热影像模拟方法，可通过红外线扫描仪扫描待测物体，其特征在于，该方法包括如下步骤：

获取设定的红外线扫描装置的扫描轨迹；

获取设定的红外线扫描装置的扫描点间距；

获取设定的红外线扫描装置的温度范围；

启动红外线扫描装置，扫描待测物体；

获取扫描数据；

处理扫描数据；

生成待测物体的热影像；

判断该热影像是否符合精度要求：

若符合精度要求，则存储该热影像后结束；

若不符合精度要求，则判断是否需要重新扫描：

若需要重新扫描，则重新执行扫描轨迹设定，重复上述流程；

若不需要重新扫描，则直接结束流程。

10.如权利要求9所述的热影像模拟方法，其特征在于，其中的扫描轨迹可以为横向矩形扫描、竖向矩形扫描及从圆点中心开始圆周扫描。

Images