CN201322681Y

CN201322681Y - 基于红外热像技术的sf6气体泄漏激光成像仪

Info

Publication number: CN201322681Y
Application number: CNU2008201674815U
Authority: CN
Inventors: 黄红友; 洪江; 邓丰涛
Original assignee: ZHEJIANG HONGXIANG TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Hongxiang Technology Co., Ltd.
Priority date: 2008-11-17
Filing date: 2008-11-17
Publication date: 2009-10-07
Anticipated expiration: 2018-11-17

Abstract

本实用新型公开了一种基于红外热像技术的SF6气体泄漏激光成像仪，它包括CO2激光器、扩散镜、红外镜头、红外组件、可见光模块、激光指示器、键盘、TFT LCD、寻像器、主控模块、开关电源，它由红外成像和可见光成像及图像融合的双光路系统成像；可见光成像由可见光模块组成，红外成像由红外镜头和红外组件组成；并且由TFT LCD和高解析度寻像器实现双屏显示。这种基于红外热像技术的SF6气体泄漏激光成像仪，不但能实现远距离、非接触、快速准确检测出六氟化硫微量泄露，而且具有体积小、携带和使用方便、能长时间对同一设备进行连续的监测并保存图像、抗强电磁场干扰、性价比高的特点，关键能够实现可见光与红外图像融合，迅速查找到漏点的基于红外热像技术的SF6气体泄漏激光成像仪。

Description

基于红外热像技术的SF6气体泄漏激光成像仪

技术领域

本实用新型涉及一种不可见温室效应气体的SF6气体成像检测技术领域，尤其涉及到对SF6气体设备泄漏点进行快速精确定位的基于红外热像技术的SF6气体泄漏激光成像仪。

背景技术

SF6即六氟化硫是一种不可见、无色、无味、无毒的惰性气体，具有优异的绝缘和灭弧性能，在当今110kv以上的输配电开关设备和航天等特殊设备中已获得广泛的应用。SF6气体足温室效应气体，SF6气体分子对温室效应具有巨大的危害性，这是因为SF6气体一个分子对温室效应的影响为CO2分子的25000倍，同时，排放在大气中的SF6气体寿命特长，约3400年。现今，每年排放到大气中的CO2气体约210亿吨，而每年排放到大气中的SF6气体相当于1.25亿吨C02气体。另外SF6气体经过分断电流就变成了剧毒气体四氟化硫、氟化硫、氟化氢、二氧化硫等。所以如何将不可见的SF6气体用成像的方式快速、安全的检测出来就变的至关重要。

目前，一般的SF6气体泄漏检测方法有：包扎法、肥皂泡法、定性定量检测仪、半导体传感器法等。检测时需要工作人员身体需要接触设备，传统方法有以下缺点：不可见、不安全、不可靠、效率低、代价大。

中国实用新型专利200810059532.7在中国实用新型专利200720069949.2和200520071627.2的基础上公开了六氟化硫激光成像检测仪的技术方案，包括控制系统单元、成像单元、激光器单元和显示单元。成像单元和激光器单元为分体设计。实现了远距离、非接触、快速、准确检测六氟化硫气体微量泄漏，并解决了中国实用新型专利200720069949.2和200520071627.2体积庞大、携带和使用不方便的缺陷，但是由于该设备自始自终都是挂在人身上，由于人站立时不可抗拒的不稳定性，造成该设备无法对目标图像数据进行连续、一致、长时间的传输，这在一个图像数据至关重要的领域是不能忍受的，在实际操作中的确影响了该激光成像仪性能的发挥和应用。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决上述技术的不足而提供一种不但能实现远距离、非接触、快速准确检测出六氟化硫微量泄露，而且具有体积小、携带和使用方便、能长时间对同一设备进行连续的监测并保存图像、抗强电磁场干扰、性价比高的特点，关键能够实现可见光与红外图像融合，迅速查找到漏点的基于红外热像技术的SF6气体泄漏激光成像仪。

为了达到上述目的，本实用新型提供的基于红外热像技术的SF6气体泄漏激光成像仪，它包括CO2激光器、扩散镜、红外镜头、红外组件、可见光模块、激光指示器、键盘、TFTLCD、寻像器、主控模块、开关电源，它由红外成像和可见光成像及图像融合的双光路系统成像；可见光成像由可见光模块组成，可见光成像可弥补红外成像的缺陷，通过可见光与红外图像融合和对比，迅速精确定位泄漏点，红外成像由红外镜头和红外组件组成；并且由TFTLCD和高解析度寻像器实现双屏显示。

为了实现对CO2激光器输出能量的控制，CO2激光器输出能量信号与主控模块控制连接，并由主控模块和扩散镜实现调节；为了更好地实现扩散镜对激光能量进行扩散和汇聚，扩散镜的扩散角和红外镜头视场角一致。

为了保证对图像及信息的处理速度和方便使用，实现拍照、录像数据的存储，在主控模块上连接有内置式大容量SD卡和外挂式大容量硬盘。在主控模块上还连接由网络端口。网络端口的使用，实现互联网接入，使远程故障诊断成为可能。其特征在于在开关电源上设有一号风扇，在内置式大容量SD卡旁设有二号风扇，使用了双冷却的一号风扇和二号风扇，更好的保证系统的稳定运行。

六氟化硫(SF6)气体具有优良的绝缘性能和灭弧性能，其突出的特点是对中心波长为10.56um的红外线吸收能力很强，本系统正是利用了SF6气体的这种光谱特性，由系统主动发射10.56um红外线，该红外线经设备吸收和辐射后系统红外模块接受红外线，再经过系统处理，以成像方式显示SF6气体泄漏。利用本系统巡检时，若有SF6气体泄漏，则SF6气体部位表现为灰度值低，而没有SF6气体的背景的灰度值高，则在视频显示中表现为黑烟(视频显示为白热)或白烟(视频显示为黑热)；若无SF6气体泄漏，则视频显示正常。

本实用新型提供的基于红外热像技术的SF6气体泄漏激光成像仪，图像采集系统主要为红外图像传感器和可见光图像传感器双线路输入，由操作者选择显示模式：红外模式、可见光模式、红外可见光叠加模式。可见光模式有利于设备定位，红外模式观看SF6气体，红外可见光叠加模式对SF6气体泄漏点精确定位。

控制系统部分采用了高端数字图像处理器，能实时完成对图像数据的各种运算、切换、并输出到显示系统。配合显示系统和按键实现人机交互：对激光能量的控制、对显示模式的切换、并实现拍照、录像、播放、存储、传输等功能。

双冷却系统主要对电源系统和激光器进行降温，保证电源系统和激光器长时间工作。

数据存储系统采用外挂式大容量硬盘和内置式大容量SD卡，仪器采用内置式大容量SD卡，功能更完整。

数据实时在线传输系统主要使用网络接口并添加上层网络协议，实现互联网接入，使远程故障诊断成为可能。

附图说明

图1是基于红外热像技术的SF6气体泄漏检测仪原理框图；

图2是红外组件原理框图。

其中：一号风扇1、CO2激光器2、扩散镜3、红外镜头4、红外组件5、可见光模块6、激光指示器7、键盘8、寻像器9、主控模块10、开关电源11、二号风扇12、SD卡(13)、网络端口(14)、TFT LCD15。

具体实施方式

下面通过实施例结合附图对本实用新型作进一步的描述。

实施例：

如图1、图2所示，本实施例提供的基于红外热像技术的SF6气体泄漏激光成像仪，它包括CO2激光器2、扩散镜3、红外镜头4、红外组件5、可见光模块6、激光指示器7、键盘8、TFT LCD15、寻像器9、主控模块10、开关电源11，它由红外成像和可见光成像及图像融合的双光路系统成像；可见光成像由可见光模块6组成，可见光成像可弥补红外成像的缺陷，通过可见光与红外图像融合和对比，迅速精确定位泄漏点，红外成像由红外镜头4和红外组件5组成；并且由TFT LCD15和高解析度寻像器9实现双屏显示。

为了实现对CO2激光器2输出能量的控制，CO2激光器2输出能量信号与主控模块10控制连接，并由主控模块10和扩散镜3实现调节；为了更好地实现扩散镜3对激光能量进行扩散和汇聚，扩散镜3的扩散角和红外镜头4视场角一致。

为了保证对图像及信息的处理速度和方便使用，实现拍照、录像数据的存储，在主控模块10上连接有内置式大容量SD卡13和外挂式大容量硬盘。在主控模块10上还连接由网络端口14。网络端口14的使用，实现互联网接入，使远程故障诊断成为可能。另外，在开关电源11上设有一号风扇1，在内置式大容量SD卡13旁设有二号风扇12，使用了双冷却的一号风扇1和二号风扇12，更好的保证系统的稳定运行。

CO2稳频强风制冷激光器发射出连续的激光，激光光谱范围为10.51um～10.60um。出射的激光首先经过扩散镜扩束放大，形成一个大的、均匀的照射面，该照射面即为待检测目标区。光路一，目标区辐射或反射的远红外射线经红外镜头后照射到红外组件的红外探测器上，红外探测器将光信号转换为电信号，后经红外组件上AD转换为数字信号。其中AD转换后的数据为本系统中的灰度信号。然后后续电路对灰度信号进行两点校正、滤波和图像增强等多种图像处理，然后将复合成数字视频信号传递给主控模块。光路二，目标区可见光光线通过可见光CCD，经可见光模块成像转化为数字视频信号传递给主控模块。主控模块对接收到的红外数字视频信号和可见光数字视频信号进行迭加与复合后输出给TFT LCD和高解析度寻像器上进行双屏显示，检测工程师通过显示屏直观的看到检测区域内是否有SF6气体泄漏，如果设备有漏点，用户可通过按键选择录像、拍照及显示方式等。

Claims

1、一种基于红外热像技术的SF6气体泄漏激光成像仪，它包括一号风扇(1)、CO2激光器(2)、扩散镜(3)、红外镜头(4)、红外组件(5)、可见光模块(6)、激光指示器(7)、键盘(8)、TFTLCD(15)、寻像器(9)、主控模块(10)、开关电源(11)和二号风扇(12)，其特征是它由红外成像和可见光成像及图像融合的双光路系统成像；可见光成像由可见光模块(6)组成，红外成像由红外镜头(4)和红外组件(5)组成；并且由TFT LCD(9)和高解析度寻像器(10)实现双屏显示。

2、根据权利要求1所述的基于红外热像技术的SF6气体泄漏激光成像仪，其特征在于CO2激光器(2)输出能量信号与主控模块(10)控制连接，并由主控模块(10)和扩散镜(3)实现调节。

3、根据权利要求1或2所述的基于红外热像技术的SF6气体泄漏激光成像仪，其特征在于扩散镜(3)的扩散角和红外镜头(4)视场角一致。

4、根据权利要求1或2所述的基于红外热像技术的SF6气体泄漏激光成像仪，其特征是在主控模块(10)上连接有内置式大容量SD卡(13)和外挂式大容量硬盘。

5、根据权利要求3所述的基于红外热像技术的SF6气体泄漏激光成像仪，其特征是在主控模块(10)上连接有内置式大容量SD卡(13)和外挂式大容量硬盘。

6、根据权利要求1或2所述的基于红外热像仪的SF6气体泄漏激光成像仪，其特征在于在主控模块(10)上连接由网络端口(14)。

7、根据权利要求3所述的基于红外热像仪的SF6气体泄漏激光成像仪，其特征在于在主控模块(10)上连接由网络端口(14)。

8、根据权利要求4所述的基于红外热像仪的SF6气体泄漏激光成像仪，其特征在于在主控模块(10)上连接由网络端口(14)。

9、根据权利要求5所述的基于红外热像仪的SF6气体泄漏激光成像仪，其特征在于在主控模块(10)上连接由网络端口(14)。

10、根据权利要求9所述的基于红外热像技术的SF6气体泄漏激光成像仪，其特征在于在开关电源(11)上设有一号风扇(1)，在内置式大容量SD卡(13)旁设有二号风扇(12)。