CN1886650B - 确定冷凝危险的ir-照相机的方法、使用和系统 - Google Patents

Abstract

本发明的IR照相机被用于识别一个表面中具有增大的冷凝危险的区域，通过对表面成像；根据湿度和温度值确定一个表面上会发生冷凝危险的冷凝温度；比较照相机中记录的至少一个图像点的温度和该冷凝温度；将具有低于该冷凝温度的温度的图像点涂以一种特定的颜色，或灰色色调，其被选择用来指示一个增大的冷凝危险。

Description

确定冷凝危险的IR-照相机的方法、使用和系统

技术领域

本发明涉及一种确定至少一个表面区域的方法，其中该区域具有增大的冷凝危险，以及一个IR照相机的使用。

本发明还涉及一种识别表面上具有增大的冷凝危险的区域的方法以及一个IR照相机。

背景技术

在很多领域，尤其是在检验建筑物时，需要确定存在增大的冷凝危险的特定的点或区域。这样的冷凝增加了由于湿气而导致损坏的危险。现有的这样的检验方法包括传导性测量。传导性传感器通常在一个特定的点测量传导性，并因此仅限于较小的区域。为了进行快速的检验，那些假定具有增大的危险的区域由执行测量的人来选择。因此导致高危险的区域被忽略了，和/或测量可能花费很多时间。

而且，这样的检验经常需要在一些难于接近的地方如设备或机器的高处、下面，或者角落处进行成像，这时操作人员不得不伸长或弯腰或采取另外不舒服或危险的姿势。

本发明的目标

因此，本发明的一个目标就是以一种有效的方式并以可靠的结果进行关于冷凝危险的大面积的检验。

发明内容

该目标是通过本发明的一个确定至少一个具有增大的冷凝危险的表面区域的方法实现的，该方法包括步骤：

-使用一个IR照相机生成一个至少一部分表面的温度分布的图像，

-输入至少一个该表面周围的空气的相对空气湿度值以及至少一个该表面周围空气的空气温度值，

-根据该输入的湿度和温度值确定至少一个冷凝温度，在该冷凝温度该表面具有冷凝危险，

-比较该图像的至少一个图像点的温度和该冷凝温度，

-将所有具有低于该冷凝温度的温度的图像点涂上特定的颜色，或灰色色调，其被选定用来指示一个增大的冷凝危险。

该目标还通过本发明的使用一个IR照相机来识别一些具有增大的冷凝危险的表面区域来实现，包括：

-对该表面进行成像生成至少一部分表面的温度分布的图像；

-为该表面附近的空气温度和相对湿度分别输入至少一个空气温度值和至少一个空气湿度值，

-根据该输入的湿度和温度值确定至少一个第一冷凝温度，在该第一冷凝温度该表面上具有冷凝危险，

-比较该图像的至少一个图像点的温度和该冷凝温度，

-将所有具有低于该冷凝温度的温度的图像点涂上特定的颜色，或灰色色调，其被选定用来指示一个增大的冷凝危险。

本发明还通过一个IR照相机来实现，该IR照相机包括聚焦装置，用于在该IR照相机中聚焦来自一个物体的IR光以产生一个对应于该输入IR辐射的信号，该信号被传送到信号调节单元进行信号调节，所述的IR照相机包括

-接收关于该表面附近的空气温度和相对湿度的至少一个空气温度值和至少一个空气湿度值的信息的装置，

-计算装置，根据输入的湿度和温度值计算至少一个该表面上具有冷凝危险的冷凝温度，

-比较装置，比较该图像的至少一个图像点的温度和该冷凝温度，

-修改装置，以这样一种方式修改该图像，其中指示一个比该冷凝温度低的温度的图像点被涂以一种特定的颜色，或灰色色调，其被选定用来识别具有增大的冷凝危险的表面区域。

本发明是基于如下事实，表面上的冷凝取决于大气湿度、空气温度及表面温度。冷凝还取决于大气压力，但在当前的计算中该影响可被忽略。

下面的公式可用来计算露点温度Td(见Corey Simon，Dewpointand Wetbulb Temperature，Nov，2000)：

$\mathrm{Td}=\frac{116.9+237.3\ln \left(p\right)}{16.78-\ln \left(p\right)}---\left(1\right)$

其中p是周围环境的水蒸气的压力，单位是kPa。

$p=\frac{\mathrm{RH}}{100}\·0.611\·e^{(17.27T/T+237.3)}---\left(2\right)$

其中RH是相对湿度，T是温度。

以这种方式，操作人员能够在整个记录的图像中立即识别所有具有增大的冷凝危险的区域。该IR照相机的使用使得一次能够检验更大的区域。

根据第一实施方式，输入该表面的空气的至少一个相对空气湿度值和至少一个空气温度值的步骤被手动执行。

此时，该空气温度和湿度可分别进行测量。或者，该方法可通过采用不同空气温度和/或湿度值进行表面成像来仿真不同的情况。

或者，该输入该表面的空气的至少一个相对空气湿度值和至少一个空气温度值的步骤包括利用空气温度传感器和空气湿度传感器测量该表面周围的空气的相对湿度和温度，所述的传感器设置成传送该值至该照相机。在该实施方式中该IR照相机还包括：

-接收第一和第二空气湿度值的装置，

-计算分别对应于第一和第二空气湿度值的第一和第二冷凝温度的装置，

-为具有介于第一和第二冷凝温度之间的温度所有表面区域涂以特定颜色或灰色色调的装置。

根据一个优选实施方式，第一和第二空气湿度值被输入，分别对应于该第一和第二空气湿度值的第一和第二冷凝温度被计算。具有介于第一和第二冷凝温度之间的温度的所有图像点然后被涂以特定的颜色或灰色色调。在该实施方式中该IR照相机包括

-接收第一和第二空气湿度值的装置，

-计算分别对应于第一和第二空气湿度值的第一和第二冷凝温度的装置，

-为具有介于第一和第二冷凝温度的温度所有表面区域涂以特定颜色或灰色色调的装置。

在该情况下，如果相对空气湿度介于两个或多个输入的值之间，例如介于30％和40％之间，40％和50％之间等，对应于那些在选定的空气温度下具有增大的冷凝危险的区域的表面温度的范围可以被看到。

该方法还包括输入第一和第二空气温度值并计算分别对应于第一和第二空气温度值的第一和第二冷凝温度步骤，和对所有具有介于第一和第二冷凝温度之间的温度的图像点涂以特定的颜色或灰色色调的步骤。该IR照相机包括

-输入第一和第二空气温度值的装置，

-计算分别对应于第一和第二空气温度值的第一和第二冷凝温度的装置，

-为具有介于第一和第二冷凝温度的温度所有表面区域涂以特定颜色或灰色色调的装置。

在该情况下，如果空气温度介于两个或多个输入的值之间，例如20和30度之间，30和40度之间等，那些在选定的相对湿度处具有增大的冷凝危险的区域将被指示。

该方法还可包括输入一个大气压值并根据输入的湿度值、温度和大气压值确定至少一个冷凝温度的步骤。

此时该IR照相机包括接收关于大气压信息的装置和根据输入的湿度值、温度和大气压值计算该至少一个冷凝温度的装置。

附图说明

下面将参考附图通过具体实施方式详细描述本发明，其中

图1示出了根据本发明的第一实施方式的一个IR照相机。

图2示出了根据本发明的第二实施方式的一个装置。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的第一实施方式的IR照相机。为了记录IR图像，该照相机单元1包括与现有照相机相同的功能。显示图像之前进行的数据收集和数据处理以传统方式执行。该技术对本领域技术人员是已知的，但下面将简要介绍一下。入射到照相机的光被至少一个透镜5聚焦到一个检测器阵列7。该检测器阵列通常是一些检测器单元的矩阵，每一个单元检测来自被拍照的物体8上的一个对应区域的光。信号从该检测器阵列传送到信号调节单元9，执行传统的信号调节如校正固有的偏移和增益漂移。

值得注意的是该IR照相机不必包括一个焦平面阵列。本发明还可以通过一个使用IR扫描仪的IR照相机来实施。

根据本发明，该IR照相机还包括温度输入装置11，用于接收来自温度传感器的有关物体8周围的空气温度信息，和湿度输入装置13，用于接收来自湿度传感器的关于物体8周围的空气的大气湿度信息。该温度输入装置11和该湿度输入装置13可与各个传感器进行有线或无线通信。或者，关于空气温度和湿度信息可分别被测量并以另外的方式如手动输入至照相机。该有关空气温度和湿度的信息被转发至一个温度计算单元15，该单元根据该空气温度和湿度信息计算适当的冷凝温度或露点温度，在该温度下湿气将在物体的表面凝结，从而增大冷凝的危险，其将导致湿气造成的损坏。

如果希望，还可以考虑大气压。

从该信号调节单元9，记录的物体8的图像被传送至颜色调节单元17，该单元比较物体8的每一图像点的测量温度与该计算的温度，并识别其中测量的温度低于计算的温度的图像点。该颜色调节单元17还改变所有这样的点的颜色为一种特定的颜色或灰色阴影，其已被预先选定为用来指示将要发生冷凝的区域。该图像然后被以传统方式显示给取景器和/或显示器19。也可以现有技术中通用的方式存储在照相机中或照相机外。

该计算的冷凝温度可通过一个特定的因子被增大或减小，以包括那些被认为具有增大的湿气造成的损坏危险的区域中更多或更少的点。该安全界限可自动包括在照相机中，或由操作者进行选择。

当然，单元9，15和17中执行的功能的划分仅仅为了说明照相机的功能。实际中可以由照相机1中甚至外的一个或两个或多个单元来执行。最好，如图1从信号调节单元9直接至取景器的实线所示，该图像的修改可被旁路，从而传统的IR图像就可显示在IR照相机的显示器19中。

或者，该照相机可以是一个传统的IR照相机1’如图2所示，用于输出物体取决于温度的图像。如前所述，从物体入射的IR光被一个聚焦系统5聚焦到一个焦平面阵列7或扫描设备，这取决于使用的IR照相机的类型。信号从该焦平面阵列7(或扫描设备)被传送到信号调节单元9。从该信号调节单元9的输出图像然后被传送到一个众所周知的计算机21。该关于空气温度和湿度的信息可由传感器记录并存储在照相机中或手动输入至计算机。该计算机包括单元15’和17’，对应于图1的温度计算单元15和颜色调节单元17。被调节后的图像，以一种特定的颜色指示那些可能发生冷凝的区域，可以然后显示在计算机屏幕23上。

Claims (16)

1.一种确定至少一个具有增大的冷凝危险的表面区域的方法，该方法包括步骤：

-使用一个IR照相机生成在所述表面的至少一部分中的温度分布的图像，

-输入到该照相机中该表面周围空气的至少一个用于相对空气湿度的空气湿度值以及该表面周围空气的至少一个空气温度值，

-在该照相机中根据该输入的湿度和温度值确定至少一个冷凝温度，在该冷凝温度该表面具有冷凝危险，

-比较该图像的至少一个图像点的温度和该冷凝温度，

-将所有具有低于该冷凝温度的温度的图像点涂上特定的颜色，或灰色色调，其被选择用来指示一个增大的冷凝危险。

2.根据权利要求1所述的方法，其中输入该表面周围空气的至少一个相对空气湿度值和至少一个空气温度值的步骤被手动执行。

3.根据权利要求1所述的方法，其中输入该表面周围空气的至少一个相对空气湿度值和至少一个空气温度值的步骤包括利用空气温度传感器和空气湿度传感器测量该表面周围的空气的相对湿度和温度，所述的空气温度传感器和空气湿度传感器设置成传送空气的相对湿度和温度值至该照相机。

4.根据权利要求1或2所述的方法，包括输入第一和第二空气湿度值，并分别计算对应于该第一和第二空气湿度值的第一和第二冷凝温度，并将具有介于第一和第二冷凝温度之间的温度的所有图像点涂以特定的颜色或灰色色调。

5.根据权利要求1或2所述的方法，包括输入第一和第二空气温度值，并分别计算对应于该第一和第二空气温度值的第一和第二冷凝温度，并将具有介于第一和第二冷凝温度之间的温度的所有图像点涂以特定的颜色或灰色色调。

6.根据权利要求1或2所述的方法，还包括输入一个大气压值并根据输入的湿度、温度和大气压值确定至少一个冷凝温度的步骤。

7.利用IR照相机在识别一些具有增大的冷凝危险的表面区域中的应用，包括：

-通过所述IR照相机对该表面进行成像以生成所述表面的至少一部分中的温度分布的图像；

-向所述IR照相机中分别输入该表面附近的空气温度和相对湿度的至少一个空气温度值和至少一个空气湿度值，

-所述IR照相机根据该输入的湿度和温度值确定至少一个冷凝温度，在该冷凝温度该表面上具有冷凝危险，

-比较该图像的至少一个图像点的温度和该冷凝温度，

-将所有具有低于该冷凝温度的温度的图像点涂上特定的颜色，或灰色色调，其被选择用来指示一个增大的冷凝危险。

8.如权利要求7所述的IR照相机的应用，其中输入该表面周围空气的用于相对空气湿度的空气湿度值和空气温度值的步骤被手动执行。

9.如权利要求7所述的IR照相机的应用，其中输入该表面周围空气的相对空气湿度值和空气温度值的步骤包括利用空气温度传感器和空气湿度传感器测量该表面周围的空气相对湿度和空气温度，所述的空气温度传感器和空气湿度传感器设置成传送空气相对湿度和空气温度值至该照相机。

10.如权利要求7或8所述的IR照相机的应用，包括输入用于相对空气湿度的第一和第二空气湿度值，并分别计算对应于该第一和第二空气湿度值的第一和第二冷凝温度，并将具有介于第一和第二冷凝温度之间的温度的所有图像点涂以特定的颜色或灰色色调。

11.如权利要求7或8所述的IR照相机的应用，包括输入第一和第二空气温度值，并分别计算对应于该第一和第二空气温度值的第一和第二冷凝温度，并将具有介于第一和第二冷凝温度之间的温度的所有图像点涂以特定的颜色或灰色色调。

12.如权利要求7或8所述的IR照相机的应用，还包括输入一个大气压值并根据输入的湿度、温度和大气压值确定至少一个冷凝温度的步骤。

13.一种IR照相机，包括聚焦装置，用于在该IR照相机中聚焦来自一个物体的IR光以产生一个对应于该输入IR辐射的信号，该信号被传送到布置在所述IR照相机中的信号调节单元进行信号调节，其特征在于包括

-用于创建所述物体的表面的IR图像的装置，

-接收关于该表面附近的空气温度和相对湿度的至少一个空气温度值和至少一个空气湿度值的信息的装置，

-计算装置，根据输入的湿度和温度值计算至少一个冷凝温度，在该冷凝温度该表面上具有冷凝危险，

-通过比较该IR图像的至少一个图像点的温度和该冷凝温度来识别所述表面上具有增大的冷凝危险的区域的装置，

-修改装置，以这样一种方式修改该IR图像，其中指示一个比该冷凝温度低的温度的图像点被涂以一种特定的颜色，或灰色色调，其被选择用来识别具有增大的冷凝危险的表面区域。

14.根据权利要求13所述的IR照相机，

-其中所述用于接收信息的装置被布置为接收第一和第二空气湿度值，

-所述用于计算的装置被布置为计算分别对应于第一和第二空气湿度值的第一和第二冷凝温度，

-用于修改所述IR图像的装置被布置为对具有介于第一和第二冷凝温度之间的温度所有表面区域涂以特定颜色或灰色色调。

15.根据权利要求13所述的IR照相机，其中

-所述用于接收信息的装置被布置为接收第一和第二空气温度值，

-其中用于计算的装置被布置为计算分别对应于第一和第二空气温度值的第一和第二冷凝温度，

-其中用于修改所述IR图像的装置被布置为对具有介于第一和第二冷凝温度的温度所有表面区域涂以特定颜色或灰色色调。

16.根据权利要求13或14所述的IR照相机，还包括

-接收关于大气压信息的装置，

-其中所述用于计算所述至少一个冷凝温度的装置被布置为根据输入的湿度、温度和大气压值计算该至少一个冷凝温度。

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