CN202182704U - 一种热像仪光轴的校准装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种热像仪光轴的校准装置，包括基准光源装置、被校准的热像仪安装座和计算机成像数据采集系统，其基准光源装置包括基准光源组件和可调底座，基准光源组件包括依次连接的黑体面辐射源、分划板组件和红外平行光管，基准光源组件安装在可调底座上，红外平行光管的输出端面对被校准热像仪的安装座，红外平行光管的光轴垂直于被校准热像仪的安装座的配合面，安装座配合面上有热像仪安装孔。所述的分划板组件的分划板中间是镂空十字线槽。将被校准热像仪安装到安装座上，计算机采集被校准热像仪输出的视频数字信号，观察红外平行光管提供的红外目标十字中心与电子十字丝中心是否重合，调整被校准热像仪的探测器安装位置，直至两十字中心完全重合则校准合格。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种热像仪光轴的校准装置，属于成像器装配的光轴校准技术，具体地指一种用于热像仪光轴与机械基准面校准的装置。
背景技术
热像仪应用于航空航天领域或者工业测量领域时，对热像仪光轴与被安装结构件的主体轴方向有一定精度要求，而为了保证使用过程中的稳定性，热像仪安装时所采用的结构一般是基准面贴合、螺钉螺母紧固方式，导致热像仪安装角度的可调整范围很小。因此为了满足使用要求，必须在热像仪单机阶段对其光轴和机械安装基准面的垂直度进行标校。
在现有技术中，实用新型ZL 200820230160.5公开了一种针对某特定燕尾座安装形式的红外单机(热像仪、红外瞄准镜等)光轴的标校装置，该装置采用离轴反射式光学系统，并使用燕尾槽固定被校准红外单机。离轴反射式光学系统中的抛物面主反射镜存在加工困难、成本高的缺点。另外为了保证校准的精度，该装置中的燕尾槽必须有很高的加工精度，存在一定的机械加工难度。同时该装置在使用过程中会不断磕碰磨损燕尾槽接触面，造成其精度降低，因此需经常维修甚至更换燕尾槽，造成使用维护成本高。目前，红外单机产品多数主要采用法兰盘基准面贴合，螺钉螺母紧固的安装方式，而该装置只适用于带燕尾座的红外单机校准。总的来说实用新型ZL 200820230160.5公开的一种红外光轴与机械安装基准校准装置存在机械制造难度大、维护难度大、使用成本高以及不适用于主流红外单机的校准等缺点。
发明内容
本实用新型的目的是为解决现存校准装置的以上缺点，提供一种便于维护、成本低及适用于大多数热像仪光轴与机械安装基准面校准的热像仪光轴的校准装置。
本实用新型的技术解决方案是：本实用新型的热像仪光轴的校准装置包括基准光源装置、被校准的热像仪安装座和计算机成像数据采集系统，其基准光源装置包括基准光源组件和可调底座，基准光源组件包括依次连接的黑体面辐射源、分划板组件和红外平行光管，基准光源组件安装在可调底座上，红外平行光管的输出端面对被校准热像仪的安装座，红外平行光管的光轴垂直于被校准热像仪的安装座的配合面，安装座配合面上有热像仪安装孔。
所述的红外平行光管的前端面是与红外平行光管光轴垂直的光管基准面，在光管基准面上有等圆心角分布的三个由螺栓连接的压板。
所述的热像仪安装座包括底座和安装座配合面，安装座配合面连接在底座上。
所述的分划板组件包括法兰盘状底座，嵌于法兰盘状底座内的分划板和压圈，分划板中间是镂空十字线槽，镂空十字线槽的线宽度为0.5mm。
本实用新型可实现热像仪光轴与机械安装基准面的实时标校，具有以下优点：(1)可适用于基于基准面安装的热像仪光轴与机械安装基准面的标校；(2)使用方便，操作简单，能快速确定热像仪光轴与机械安装基准面是否满足标校要求；(3)标校结果直观显示，能实现边调边观察，具有实时性；(4)生产加工难度低，生产及使用成本低，维护简单。
附图说明
图1为本实用新型的总体结构示意图。
图2为本实用新型分划板组件结构示意图。
图3为图2的俯视图。
图4为红外平行光管2c的前端面结构示意图。
图5为被校准热像仪的安装座的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述：
图1为本实用新型的总体结构示意图：本实用新型包括工作平台1、基准光源装置2、被校准热像仪的安装座3和计算机成像数据采集系统4。
工作平台1采用大理石平台，大理石平台的精度为00级。大理石平台工作面的表面粗糙度Ra：(0.4-0.8)um，侧面的表面粗糙度Ra≤6.3um。大理石平台上预留有若干螺纹孔。
基准光源装置2包括基准光源组件和可调底座2d，基准光源组件包括依次连接的黑体面辐射源2a、分划板组件2b和红外平行光管2c，基准光源组件安装在可调底座2d上，红外平行光管2c的输出端面对热像仪安装座3，红外平行光管2c的光轴垂直于热像仪安装座3的配合面3a。
图2、图3为本实用新型分划板组件的结构示意图：
所述的分划板组件2b包括法兰盘状底座2b1，嵌于法兰盘状底座2b1内的分划板2b2和压圈2b3，分划板2b2中间是镂空十字线槽2b4。所述的镂空十字线槽2b4的线宽度为0.5mm。压圈2b3与法兰盘状底座2b1之间通过螺纹连接。分划板2b2位于红外平行光管2c的焦平面上，且镂空十字线槽2b4的中心在红外平行光管2c中心轴线上。保障红外平行光管2c输出的红外目标十字的中心在红外平行光管2c中心轴线上。
基准光源装置2的基准光源组件提供基准红外十字丝目标。
图4为红外平行光管2c的前端面结构示意图：
所述的红外平行光管2c的前端面是与红外平行光管2c光轴垂直的光管基准面2c1，在光管基准面2c1上有等圆心角分布的三个由螺栓2c2连接的压板2c3。用于平面反射镜的安装，当调试红外平行光管2c的光轴与被校准热像仪的安装座3上的配合面3a的垂直度时使用。
可调底座2d选用北京光学仪器厂MGC105型精密角位台、PRS105型精密旋转台和VS104型精密升降台组合而成。实现对基准红外平行光管2c光轴的俯仰方向、方位方向的调整。同时还具有俯仰和方位的锁紧功能。可调底座2d通过螺栓连接固定于工作平台1上。通过可调底座2d的升降调整，使红外平行光管2c中心与被校准热像仪的安装座3上的热像仪安装孔3b中心相对于工作平台1台面等高。
图5为被校准热像仪的安装座的结构示意图：
所述的被校准热像仪的安装座3包括底座3d，高平面度的配合面3a连接在底座3d上。热像仪安装孔包括3b和3c。当调试红外平行光管2c的光轴与被校准热像仪的安装座3上的配合面3a的垂直度时，在配合面3a上贴合一前后面平行度较好的平面反射镜，通过安装孔3c固定。安装座3通过螺栓连接固定在工作平台1上。
计算机数据采集系统4以台式计算机为载体，包含数据采集模块、图像处理模块和图像显示模块。数据采集模块可采集被校准热像仪输出的数字信号。图像处理模块对采集的图像数据进行处理，主要功能是在显示图像正中央叠加一个电子十字丝。显示模块将处理后的图像数据以画面的形式进行显示。
本实用新型使用前，需要将红外平行光管2c的光轴与被校准热像仪的安装座3上的配合面3a调整垂直。调整时，在配合面3a上贴合一前后面平行度较好的第一平面反射镜，在红外平行光管2c的基准面2c1上放第二平面反射镜，使用自准直平行光管调整，将自准直平行光管对准第一平面反射镜，通过观察反射像，调整自准直平行光管光轴与配合面3a垂直；保持自准直平行光管不动，拿开配合面3a上贴合的第一平面反射镜，通过观察第二平面反射镜的反射像，调整可调底座2d，使第二平面反射镜与自准直平行光管光轴垂直。则红外平行光管2c的光轴与被校准热像仪的安装座3上的配合面3a调整垂直，调整到位后锁紧可调底座2d的俯仰和方位，并拆下第二平面反射镜。
本实用新型工作时，先开启黑体面辐射源2a，温度设置(室温+20)℃，待温度稳定后开始校准。将被校准热像仪安装到安装座3上，安装时注意热像仪安装面与安装座3上的配合面3a紧密贴合。使用计算机成像数据采集系统4采集被校准热像仪输出的视频数字信号，观察计算机成像数据采集系统4输出的图像中红外平行光管2c提供的红外目标十字中心与图像中央的电子十字丝中心是否重合，若不重合则调整被校准热像仪的探测器安装位置，直至两十字中心完全重合则校准合格。热像仪光轴取决于光学镜头光轴以及光学镜头与探测器的相对安装位置，而光学镜头装配合格后其光轴即确定，无法进行调整，因此只能通过调整光学镜头和探测器的相对安装位置来实现热像仪光轴的调整。
Claims (4)
1.一种热像仪光轴的校准装置，包括基准光源装置(2)、被校准的热像仪安装座(3)和计算机成像数据采集系统(4)，其特征在于：基准光源装置(2)包括基准光源组件和可调底座(2d)，基准光源组件包括依次连接的黑体面辐射源(2a)、分划板组件(2b)和红外平行光管(2c)，基准光源组件安装在可调底座(2d)上，红外平行光管(2c)的输出端面对被校准热像仪的安装座(3)，红外平行光管(2c)的光轴垂直于被校准热像仪的安装座(3)的配合面(3a)，安装座配合面(3a)上有热像仪安装孔(3b和3c)。
2.根据权利要求1所述的热像仪光轴的校准装置，其特征在于：所述的红外平行光管(2c)的前端面是与红外平行光管(2c)光轴垂直的光管基准面(2c1)，在光管基准面(2c1)上有等圆心角分布的三个由螺栓(2c2)连接的压板(2c3)。
3.根据权利要求1或2所述的热像仪光轴的校准装置，其特征在于：所述的热像仪安装座(3)包括底座(3d)和安装座配合面(3a)，安装座配合面(3a)连接在底座(3d)上。
4.根据权利要求1或2所述的热像仪光轴的校准装置，其特征在于：所述的分划板组件(2b)包括法兰盘状底座(2b1)，嵌于法兰盘状底座(2b1)内的分划板(2b2)和压圈(2b3)，分划板(2b2)中间是镂空十字线槽(2b4)，镂空十字线槽(2b4)的线宽度为0.5mm。
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Granted publication date: 20120404 |