CN1880950B - 红外照相机 - Google Patents

Abstract

一种用于记录和呈现物体的热图像的IR照相机，包括光接收装置，用于聚焦从物体接收的红外辐射到聚焦面阵列；处理装置，用于接收和处理来自聚焦面阵列的数据，以形成热图像；呈现装置，用于呈现热图像；和贮存装置，用于存储热图像。按照本发明，IR照相机还包括接收装置，用于从被安排来提供湿度信息的至少一个湿度传感器接收有关在物体上至少一个测量点的湿度的信息，和把所述湿度信息转发到处理装置，所述处理装置被安排来把所述湿度信息包括在热图像中。这样，照相机可直接识别其中对于湿气有危险的、在物体上的任何点。

Description

红外照相机

技术领域

本发明涉及具有用于检测湿度的功能的热IR(红外)照相机。

背景技术

IR照相机可被使用来检测例如在建筑物部分内的增加的湿度。基于在不同部分的IR图像上的温度的计算可被使用来指出建筑物中具有由于湿气造成的增加的损坏危险的区域。然而，仅仅基于温度的测量不总是可靠的。

用于湿度检测的其它装置，例如电导率传感器，是已知的。这样的传感器典型地在其中要检测湿度的物体上移动，以及当测量点的湿度超过预定的阈值时发生反应。这些测量是非常可靠的但是费时的以及不能被存储，供以后以适当的方式显示。

本发明的目的是提供比起现有技术改进的、用于湿度检测的设备。

发明内容

按照本发明的目的是通过用于记录和呈现物体的热图像的IR照相机达到的，所述照相机包括光接收装置，用于聚焦从物体接收的红外辐射到聚焦面阵列；处理装置，用于接收和处理来自聚焦面阵列的数据，以形成热图像；呈现装置，用于呈现热图像；和贮存装置，用于存储热图像，所述IR照相机还包括接收装置，用于从被安排来提供湿度信息的至少一个湿度传感器接收有关在物体上至少一个测量点的湿度的信息，和把所述湿度信息转发到计算装置，所述计算装置被安排来把所述湿度信息包括在热图像中。

这样，其中有由于湿度造成的损坏的危险的、物体的任何区域可以在由照相机呈现的热图像上直接被识别。

在优选实施例中，IR照相机本身包括至少一个湿度传感器，用于提供所述湿度信息。湿度传感器可以是利用电阻原理的针型湿度计。这种湿度传感器使用木材或其它吸湿材料作为电路中的元件，通过把两个针或电极插入到木材中。替换地，湿度传感器可以是无针型湿度计，它使用射频信号穿过到要被测试的材料。当然，可以使用适合于被包括在IR照相机中的、任何类型的湿度传感器。

如果IR照相机不包括湿度传感器，则接收装置被安排成接收来自外部湿度传感器的所述湿度信息。

IR照相机还可包括激光瞄准器，用于对于热图像上感兴趣的第一点，指出物体上的相应的点。在这种情形下，IR照相机还可包括计算装置，用于计算对于所述第一点在所述热图像上的第一位置，以及根据第一位置计算图像上至少一个另外的感兴趣的点的至少一个另外的位置，所述感兴趣点对应于对其测量湿度的物体上的点。所述呈现装置然后优选地被安排成呈现在热图像上所述感兴趣的点的测量的湿度信息。

呈现装置可被安排成通过把表示测量点的位置的位置标志和表示在所述测量点处的湿度信息的值的数包括在图像中而在热图像上呈现来自物体上所述至少一个测量点的湿度信息。

优选地，IR照相机还包括处理装置，被安排成给湿度信息指定一系列彩色，其中所述呈现装置被安排成通过使用一个范围的颜色色把湿度信息呈现为湿度图像，被使用于湿度信息的所述范围的颜色优选地是与被使用于热图像的所述范围的颜色不同的，在这种情形下，湿度信息可被叠加到热图像上。

湿度图像还可被叠加到由摄影照相机拍摄的物体的可见的图像上，以及被提供到计算装置或图像的数字化版本被提供到计算装置。这使得易于在湿度图像上识别物体的不同的部分。

呈现装置还被安排成在图像上呈现有关记录的时间和/或记录的位置的信息。

在优选实施例中，IR照相机还包括计算装置，用于执行诊断建筑物的结构条件的计算。

在这种情形下，计算装置可被提供来接收有关在IR照相机附近的空气中的相对湿度的环境湿度信息，所述计算装置被安排成当执行所述计算时，考虑所述环境湿度信息。

优选地IR照相机包括用于测量在IR照相机附近的空气中的所述环境湿度和用于把它提供到接收装置的装置。

优选地IR照相机包括用于接收有关在IR照相机附近的空气中的温度的信息的接收装置，所述计算装置被安排成当执行所述计算时，考虑所述温度。

用于测量在IR照相机附近的空气中的所述温度的装置优选地被安排成把所述温度提供到接收装置。

附图说明

下面参考附图更详细地描述本发明，其中：

图1显示按照本发明的IR照相机的第一优选实施例。

图2显示按照本发明的IR照相机的第二优选实施例。

图3显示按照本发明的、与计算机合作的IR照相机。

具体实施方式

图1显示本发明的IR照相机1的第一优选实施例。正如在IR照相机中常见的，本发明的IR照相机包括透镜5，用于把进入的IR辐射聚焦到聚焦面阵列7上。处理装置9接收来自聚焦面阵列的数据和处理它，以便得到热图像。

在本实施例中，湿度传感器10，诸如电导率传感器，被提供在照相机外壳内。照相机还包括一个或多个输入端11，用于接收来自一个或多个外部传感器的信息。这些外部传感器11可被安排来测量照相机1附近的环境温度和/或空气湿度。来自湿度传感器10的湿度信息在接收装置15中被接收，以及被转发到计算装置17。取决于从湿度传感器接收的湿度信息的格式，接收装置15也可以对于湿度信息执行计算，以便把它包括在图像中。计算装置17还接收来自处理装置9的热图像，并被安排来把湿度信息叠加到热图像上。其上叠加有湿度信息的热图像可被存储在贮存单元18和/或可被显示在显示单元19上。当然，没有湿度信息的热图像也可以被存储和显示。

下面讨论把湿度信息叠加在图像上的几种方法。

照相机可包括激光瞄准器21，被安排来发送光束到物体。优选地，激光瞄准器21被安排成发射光束，以使得它在物体上标记出对应于由照相机记录的热图像的中心的点。激光瞄准器21与处理器9通信，以及可被使用来确定对物体的某种测量所涉及的、在图像中的点。

图2显示第二实施例。对于与图1上相同的单元，使用相同的标号。在本例中，照相机不包括内部湿度传感器。而是照相机包括输入装置13，用于接收来自被使用来测量物体的表面上的湿度的至少一个湿度传感器的湿度信息。如图1所示，湿度信息被提供到接收装置15，并由此提供到计算装置17。

图2还显示被包括在照相机中的另一个传感器23，用于测量照相机附近的环境温度和/或空气湿度。来自该另一个传感器23的数据被提供到接收装置15，它任选地对于从湿度传感器接收的数据和湿度信息进行计算。

如图1所示，通过透镜5和聚焦面阵列7接收的图像数据在处理装置9中被处理。在接收装置17中接收来自接收装置15的最终得到的热图像，该计算装置也接收来自各种传感器10，23和输入端11，13的信息，并且把它们叠加在热图像上。其上叠加有湿度信息的热图像可被存储在贮存单元18和/或可被显示在显示单元19上。当然，没有湿度信息的热图像也可以被存储和显示。

如果照相机包括激光瞄准器21，则当把测量值匹配于图像上的正确位置时，可以使用激光瞄准器。最简单的实施这一点的方法是这样安排照相机，以使得激光束指向测量点，而同时测量结果被传送到照相机。这样，可以确定测量结果所涉及到的、图像上的点。例如，可以知道，激光束照射到物体的点与图像的中心一致。

更复杂的程序是通过它们相对于由激光束指示的点的位置来规定几个点。这样，例如，在它们之间具有预定的距离的点的矩阵可以在物体和图像上的相应的矩阵上被规定。激光束可被使用来指出这些点中的一个点，优选地，矩阵的中心或角。然后，可以在矩阵的每个点上按预定的次序执行测量。

确定图像上的对应于特定的测量值的点的另一个方法是使用传感器探头，包括位置传感装置，它对于每次在物体上执行并被传送到照相机的测量，把它的位置传送到照相机。

在图像上的对应于特定的测量的点也可以通过使用具有允许在热图像上识别它的特性的传感器探头而被识别。例如，多个热源，典型地三个热源，可被排列成预定的图案，以便在热图像上是可识别的。在本例中，处理装置9可以在来自测量点的数据被接收的同时识别测量点的位置。这样识别的位置可被使用来把测量数据包括在图像的正确的点的上。

湿度信息可以以几种不同的方式被叠加在热图像上。一个方法是，对于物体上的每个测量点，例如用叉号在图像上标记出相应的点，以及用在叉号旁边的数字说明在这个点上的湿度。对应的点可以以上面讨论的一个方式被识别。

替换地，湿度范围可以以与当生成热图像时通常对于温度范围所作的相同的方式被指定以彩色范围。在此情况下，对于湿度和温度应该使用不同的颜色范围。例如，热图像可以以灰色阴影表示，而不同的颜色用于标记湿度。这样，不同的湿度水平可被颜色编码，使用红色级别表示增加的损坏危险性。本领域技术人员知道指定这样的颜色范围的几种方式。

以与以上对于热图像讨论的相同的方式，湿度信息可被叠加在可看见的图像或数字形式的物体图像上。正如在技术上常见的，有关数据和时间的信息以及图像被记录的位置可被包括在图像中，或与图像相联系地被存储。其它类型的数据，诸如声音记录，也可以与图像相联系地被存储。

计算单元还可以被安排成执行用来诊断建筑物的结构条件的计算。从输入端11或内部传感器23接收的环境温度和/或空气湿度信息可以在执行这些计算时由计算单元使用。

本领域技术人员将会理解，在图1和2所示的照相机中划分成功能性单元仅仅是打算用于说明的。功能性单元可被组合，这样，例如处理装置9和计算装置17的功能在一个单元中执行，或所有的计算都在计算装置17中执行，它可以接收湿度信息和直接来自湿度传感器10或输入装置11，13的其它信息。而且，来自两个实施例的单元可被组合，这样，例如图1所示的激光瞄准器21被包括在图2的实施例中，或温度和/或空气湿度传感器23被包括在图1的实施例。当然，激光瞄准器21在图1上可以省略，以及内部传感器23在图2上可以省略。

在图3所示的实施例中，再次地，IR照相机31被使用来记录物体8的热图像。图上显示IR照相机的简化图，包括透镜35，用于把进入的IR辐射聚焦到聚焦面阵列37。处理装置39接收来自聚焦面阵列37的数据，并且处理它，以便得到热图像数据。热图像数据然后被传送到计算机41，诸如个人计算机。计算机41也被安排成接收与以上相同类型的湿度信息和温度信息。所接收的信息以及处理的图像被存储在存储装置43。计算机41中的计算装置45被安排成执行在以前的实施例中由照相机中的计算装置17执行的湿度计算。在这个实施例中，IR照相机可以是如图1或2所示的IR照相机，它还被安排成与计算机，或与本身不具有用于接收和处理的功能的IR照相机通信。数据如何从IR照相机传送到计算机，在技术上是熟知的。计算机优选地包括在其上可以显示图像的显示器47。

湿度信息可被叠加在同一个物体的可见图像上。把湿度信息包括在物体的照片上使得更加容易识别物体的不同的部分。这个功能可被包括在以上的每个实施例中。IR照相机还可包括可以提供图像的可见光照相机，或用分开的照相机拍摄的数码照片可被输入到照相机的存储器单元18或计算机的存储器单元，视情况而定。

Claims (27)

1.一种用于记录和呈现物体(8)的热图像的红外照相机(1)，所述照相机包括：

光接收装置(5)，用于聚焦从物体接收的红外辐射到聚焦面阵列(7)；

处理装置(9)，用于接收和处理来自聚焦面阵列(7)的数据，以形成热图像；

呈现装置(19)，用于呈现热图像；和

贮存装置(18)，用于存储热图像，

所述红外照相机(1)还包括接收装置(15)，用于从一个或多个外部传感器接收有关所述照相机附近的环境温度和/或空气湿度的信息，

其特征在于所述照相机还包括：利用电阻原理的针型湿度计，所述针型湿度计被安排来提供有关在物体(8)上至少一个测量点的湿度信息、和把所述湿度信息转发到计算装置(17，45)，

所述计算装置被安排来把所述湿度信息包括在热图像中。

2.按照权利要求1的红外照相机，还包括激光瞄准器(21)，用于对于热图像上第一感兴趣的点，指出物体上的对应的点。

3.按照权利要求2的红外照相机，还在所述照相机中包括计算装置(17)，用于计算对于所述第一感兴趣的点在所述热图像上的第一位置，以及根据第一位置来计算图像上至少一个另外的感兴趣的点的至少一个另外的位置，这些感兴趣的点对应于对其测量湿度的物体上的点。

4.按照权利要求3的红外照相机，其中所述呈现装置(19)被安排成在热图像中这些感兴趣的点中呈现测量的湿度信息。

5.按照权利要求1的红外照相机，其中所述呈现装置(19)被安排成通过把表示测量点的位置的位置标志和表示在所述测量点处的湿度信息的值的数包括在图像中，而在热图像上呈现来自物体上所述至少一个测量点的湿度信息。

6.按照权利要求1的红外照相机，还在所述照相机中包括计算装置(17)，被安排成给湿度信息指定一个范围的颜色，以及呈现装置(19)，被安排成通过使用所述范围的颜色把湿度信息呈现为湿度图像。

7.按照权利要求6的红外照相机，其中呈现装置被安排成呈现被叠加在热图像上、在物体的可见的图像上或在物体的画上的湿度图像。

8.按照权利要求1的红外照相机，还在所述照相机中包括计算装置(17)，用于执行诊断物体的结构条件的计算。

9.按照权利要求1的红外照相机，还包括用于接收有关在红外照相机附近的空气中的相对湿度的环境湿度信息的装置(15)，其中所述计算装置(17)被安排成当执行计算时考虑所述环境湿度信息。

10.按照权利要求9的红外照相机，还包括用于测量在红外照相机附近的空气中的所述环境湿度和把它提供到接收装置的装置(13)。

11.按照权利要求1的红外照相机，还包括用于接收有关在红外照相机附近的空气中的温度的信息的装置(15)，其中所述计算装置被安排成当执行计算时考虑所述温度。

12.按照权利要求11的红外照相机，还包括用于测量在红外照相机附近的空气中的所述温度并把它提供到接收装置(15)的装置(13)。

13.一种用于物体(8)中的湿度检测的方法，包括以下步骤：

通过使用用于记录和呈现物体(8)的热图像的热照相机记录物体(8)的热图像，所述照相机包括光接收装置(5)，用于聚焦从物体接收的红外辐射到聚焦面阵列(7)；和处理装置(9)，用于接收和处理来自聚焦面阵列(7)的数据，以形成热图像，

利用一个或多个外部传感器测量所述照相机附近的环境温度和/或空气湿度，

通过使用利用电阻原理的针型湿度计测量在物体(8)的表面上至少一个测量点的湿度，以及

处理湿度信息和热图像，以便计算包括所述湿度信息的图像。

14.按照权利要求13的方法，其中所述处理设备(9)是照相机的处理设备(9)。

15.按照权利要求13的方法，其中所述处理设备(9)是在计算机中的处理设备(9)。

16.按照权利要求15的方法，其中所述计算机是个人计算机。

17.按照权利要求13的方法，还包括使用激光瞄准器(21)，用于对于热图像上第一感兴趣的点，指出物体上的对应的点。

18.按照权利要求17的方法，还包括计算对于所述第一感兴趣的点在所述热图像上的第一位置，以及根据第一位置来计算图像上至少一个另外的感兴趣的点的至少一个另外的位置，这些感兴趣的点对应于对其测量湿度的物体上的点。

19.按照权利要求18的方法，其中所述呈现装置(19)被安排成在热图像中这些感兴趣的点中呈现测量的湿度信息。

20.按照权利要求13的方法，还包括通过把表示测量点的位置的位置标志和表示在所述测量点处的湿度信息的值的数包括在图像中而在热图像上呈现来自物体上所述至少一个测量点的湿度信息的步骤。

21.按照权利要求13的方法，还包括给湿度信息指定一个范围的颜色以及通过使用所述范围的颜色呈现湿度信息的步骤。

22.按照权利要求21的方法，还包括呈现被叠加在热图像上的湿度信息的步骤。

23.按照权利要求21的方法，还包括接收物体的可见的图像以及呈现被叠加在可见的图像上的湿度信息的步骤。

24.按照权利要求13的方法，还包括执行诊断建筑物的结构条件的计算的步骤。

25.按照权利要求24的方法，还包括接收有关在红外照相机附近的空气中的相对湿度的环境湿度信息，以及当执行所述计算时考虑所述环境湿度信息。

26.按照权利要求24的方法，还包括测量在红外照相机附近的空气中的所述环境湿度，以及当执行所述计算时考虑所述环境湿度。

27.按照权利要求24的方法，还包括接收有关在红外照相机附近的空气中的温度的信息，以及当执行所述计算时考虑所述温度。

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