CN216144427U - 一种红外热像仪和红外光谱辐射计联合测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种红外热像仪和红外光谱辐射计联合测试装置，包括联合测试仪器、移动机构、旋转云台、稳定支架、控制器。其中联合测试仪器包括红外热像仪、红外光谱辐射计和全站仪，三者放置于云台上，云台装载在稳定支架上，稳定支架固定于移动机构上，控制器与联合测试仪器相连，用来控制联合测试仪器的工作。本实用新型操作简便、移动方便，一方面能够控制红外热像仪、红外光谱辐射计和全站仪同时工作，快速的得到目标辐射源同一时间段内的红外数据。另一方面，红外热像仪和红外光谱辐射计在同一距离处对目标辐射源进行测量，能够快速便捷的得到目标辐射源在红外热像仪中的视场，易于后处理得到真实的辐射面积，便于结合光谱辐射计得到的数据进行更加全面的处理。

Description

一种红外热像仪和红外光谱辐射计联合测试装置

技术领域

本实用新型涉及红外辐射测试技术领域，更具体地说，是一种红外热像仪和红外光谱辐射计联合测试装置，通过该装置既可以得到同一时间段内红外辐射源的红外热辐射图像，还能得到较为全面的光谱辐射数据，便于进一步对得到的数据进行处理。

背景技术

测量物体的红外辐射特性主要使用红外光谱辐射计。随着技术进步，红外光谱辐射计的发展迅速，特别是傅里叶光谱辐射计有很宽的光谱范围以及高的分辨率，通过红外光谱辐射计能够得到目标辐射源的红外光谱，能在测量时间内得到目标辐射源的所有频率信息，基本上满足红外光谱特性的测试要求。而针对点源红外光谱探测器，要得到目标辐射源的辐射强度还需要对目标辐射源的实际辐射面积进行精确的测量，可是目前仅仅使用红外光谱辐射计进行测量无法得到目标辐射源的面积。

考虑到红外热像仪的发展越来越快，拥有的灵敏度和分辨率越来越高，红外热像仪能够将目标辐射源的红外热辐射图像全面的显示出来，拥有能够成像的特性，但是红外热像仪无法得到任意波段内的辐射能量，不能对光谱进行细分，所得的数据不够全面。

通过上述分析可以看出，红外热像仪和红外光谱辐射计在红外辐射测试技术领域中各自的优点。利用红外热像仪能够成像以及能够实时动态测量目标辐射源的特点，同时利用红外光谱辐射计能够得到目标辐射源所有频率红外光谱的特点，结合两者的优势就基本能够得到红外辐射测量中全部所需的数据。因此在进行目标红外特征的测量中既使用热像仪又使用红外光谱辐射计就显得很重要了。但是若红外热像仪和红外光谱辐射计是彼此独立的测量，一方面难以得到红外热像仪和红外光谱辐射计同一时间段内的红外特征数据，另一方面，红外热像仪和红外光谱辐射计的光轴较难保持平行，两者得到的目标辐射源的视场不容易保持一致，使用两者测得的数据进行处理时的误差较大。

发明内容

为实现将红外热像仪与红外光谱辐射计的快速同步精确测量，解决二者独立测量时存在的问题，本实用新型提出一种红外热像仪和红外光谱辐射计联合测试装置，红外热像仪与红外光谱辐射计在控制器的控制下采用统一触发信号开始工作，在同一时间段内对目标辐射源进行同步测量，并通过全站仪实现快速测量，便于之后对红外热像仪与红外光谱辐射计之间的数据进行综合处理，达成数据的联动。通过红外热像仪确定目标辐射源的视场范围，得到目标辐射源的真实辐射面积；通过红外光谱辐射计测量得到的光谱数据和红外热像仪得到的目标辐射源辐射面积进一步处理，得到需要的目标红外辐射强度数据。

本实用新型的技术方案为：

所述一种红外热像仪和红外光谱辐射计联合测试装置，包括联合测试仪器、移动机构、旋转云台、稳定支架和控制器；

所述联合测试仪器包括红外热像仪、红外光谱辐射计和全站仪，三者固定于旋转云台上，旋转云台装载于稳定支架上，稳定支架固定于移动机构上，控制器与联合测试仪器电信号相连，并能够控制红外热像仪、红外光谱辐射计和全站仪同步工作。

进一步的，所述全站仪为全站型电子测距仪，能够准确测量得到联合测试装置与目标辐射源的距离、角度以及高度差；所述红外热像仪能够探测得到目标辐射源的红外热辐射图像，所述红外光谱辐射计能够得到目标辐射源的红外光谱。

进一步的，红外热像仪、红外光谱辐射计和全站仪固定在旋转云台上，且红外热像仪、红外光谱辐射计和全站仪的光轴保持平行，并在在同一高度上。

进一步的，红外热像仪以及红外光谱辐射计能根据需要切换镜头类型，适应不同的测试目标和测试环境。

进一步的，所述控制器也能够单独控制联合测试仪器中的某一种仪器工作。

进一步的，所述旋转云台为带有操作杆以及直流电机的云台，通过对操作杆的移动，进而利用电机控制旋转云台的左右水平旋转以及上下旋转，实现调整联合测试仪器的水平和俯仰的角度；所述旋转云台还带有锁定调整机构，当将联合测试仪器旋转到预定位置后，通过锁定调整机构能够将旋转云台固定在该位置，在预定角度方位进行测试。

进一步的，所述稳定支架能够过滤微小抖动，防止联合测试仪器晃动，保证测试仪器测试过程中的稳定性；且稳定支架能够根据测试需要在垂直方向上进行高度调整。

进一步的，所述移动机构能在水平面全向自由移动，且该移动机构带有限动装置。

进一步的，所述移动机构包括底架以及车轮，所述车轮为万向轮，能够在360°范围内转动，万向轮带有限动装置，能够在到达预定位置后通过限动装置限制车轮的移动；在移动机构的底板上方有供稳定支架移动的滑道；且在移动机构的底架设置有储物空间，用于存放设备备件、电缆、电机和/或电源。

有益效果

本实用新型的有益效果在于：本实用新型通过控制器实现红外热像仪和红外光谱辐射计同步联合工作，实现相互之间的数据联动，智能化程度高，充分利用了两种测量仪器的优点，能够克服使用单个仪器测试时获取的波段数据单一以及典型位置角度处的红外热图像和光谱数据量少的缺点。利用该联合测试装置一方面能够控制红外热像仪和红外光谱辐射计同时工作，得到同一时间段内测量的红外数据。另一方面，红外热像仪和红外光谱辐射计在相同距离测量目标辐射源，能够快速便捷的得到目标辐射源在红外热像仪中的视场，易于得到真实的辐射面积，便于对红外光谱辐射计得到的数据进行处理。最后该联合测试装置具有移动载体平台，有很好的便携性。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型实施例提供一种红外热像仪和红外光谱辐射计联合测试装置结构连接框图。

1-联合测试仪器、2-控制器、3-云台、4-稳定支架、5-移动机构；

11-红外热像仪、12-全站仪、13-红外光谱辐射计；

图2为本实用新型实施例提供的红外热像仪、红外光谱辐射计以及全站仪的光轴平行示意图。

111-红外热像仪光轴、121-全站仪光轴、131红外光谱辐射计视场；

14-物平面；

图3为本实用新型实施例提供的红外热像仪和红外光谱辐射计联合测试装置的实际装置示意图。

31-操作杆。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本实用新型进行进一步的详细说明。本实施例当中红外热像仪型号为FAST-M200，红外光谱辐射计型号为MR170，全站仪型号为HTS212R5L，云台为直流云台，稳定支架为三角架，应当理解，此处所描述的实施例仅仅用于解释本实用新型，并不限定于本实用新型。

参阅图1所示，为本实用新型的红外热像仪和光谱辐射计联合测试装置结构连接框图。该测试装置包括联合测试仪器1、控制器2、旋转云台3、稳定支架4、移动机构5。

联合测试仪器1固定于旋转云台3上，旋转云台3装载于稳定支架4上，稳定支架4固定于移动机构5上，控制器2与联合测试仪器1相连。

将联合测装置的装配分为三个部分，第一部分为联合测试仪器1和控制器2的装配、第二部分为旋转云台3和稳定支架4的装配、第三部分为移动机构5的装配，在各自装配完毕后对这三部分进行组装配合。需要指出，在所有的装配过程中，相应的螺栓、螺钉应与对应的安装位置进行无偏差的安装。

首先对联合测试仪器1和控制器2进行装配，联合测试仪器1包括红外热像仪11、全站仪12和红外光谱辐射计13，安装这三种仪器时要确保如图2所示的红外热像仪、红外光谱辐射计以及全站仪的光轴平行且在同一高度上，红外热像仪11、全站仪12和红外光谱辐射计13在对物平面14探测时，红外热像仪光轴111、全站仪光轴121和红外光谱辐射计视场131保持平行，在满足图2的要求下红外热像仪11、全站仪12和红外光谱辐射计13各自与不同高度的金属支架固连，最终确保三者的光轴平行且高度一致；控制器2与红外热像仪11和红外光谱辐射计12的触发开关连接，并将控制器2固定于联合测试仪器1的后方。

第二部分对旋转云台3和稳定支架4进行装配，稳定支架4为三脚架，且每根支脚最下端处的直径要大于支脚其它的位置，支架上端与旋转云台3的底部中心部位进行固连，三个支脚的最上端相对于旋转云台3的底部中心点呈中心对称分布，稳定支架4的每根支脚都独自能收合，同时支架下端带有调整角，通过对支架张开角度的调整能够实现稳定支架4垂直方向一定量的伸缩，并保持旋转云台处在水平面。在调整好支架的位置后，调节紧固结构对支架的位置进行固定，并固定支架的张开角度，防止支架的再次移动。

第三部分对移动机构5进行装配，保证移动机构5的中心位置与旋转云台的中心位置保持在同一竖直线，通过这样的位置关系，在移动机构5上放预留三条滑道，滑道围绕着底板的中心位置对称分布，与稳定支架4三根支脚的位置相对应，在滑道的最边缘位置，滑道的宽度比稳定支架4的支脚的最底端直径宽，滑道其它位置的宽度小于支脚最底端的直径，保证在通过滑道最宽点安装稳定支架4完毕后，在其他位置时，稳定支架4不会脱离移动机构。

在移动机构下方，安装三个规格、尺寸相同的万向轮，万向轮带有限动装置，可以在到达预定位置后通过限动装置就能够限制车轮的移动。且在移动机构内部另设置储物空间，存放云台的电机以及各种设备的备件、电缆、电源等。

在这三部分各自装配完毕后，进行最后的连接。首先将联合测试仪器的中心位置对准旋转云台3的中心位置，将之装配于旋转云台3上，将稳定支架的三根支角对准移动机构5上预留三条滑道的端点最大宽度处进行安装，使得支架不能滑出移动机构5。旋转云台通过具有全方位转动的水平转轴来实现水平面的360°旋转，垂直的俯仰转动角度存在限制，为+20到-60°，旋转云台用两个直流电机来进行供电，一个控制水平面的旋转，一个控制垂直轴向的旋转，通过对旋转云台3上操作杆31的移动从而实现对云台控制系统的调节，控制直流电机带动旋转云台的水平传动转盘以及垂直传动转盘的旋转，实现左右水平旋转以及垂直轴向上下旋转，最终调整联合测试仪器的水平和俯仰的角度。同时该旋转云台带有锁定调整机构，当联合测试仪器旋转到合适位置后，通过锁定调整机构可以将旋转云台固定在该位置，在合适的角度方位进行联合测试装置的测试。

在整个联合测装置装配完成后，对联合测试装置安装的稳定性与稳固性进行检查，对各个移动部件的移动灵敏性、限动装置的限动效果进行检查。接通电源对整个测试系统进行测试检测，重点检查红外热像仪、全站仪和红外光谱辐射计的工作状况以及控制器的控制效果，云台和稳定支架的稳固作用以及调整效果。在联合测试装置装配以及检查完毕后移动到实际的测试地点进行测试。

本实用新型中最终设计得到的红外热像仪和红外光谱辐射计联合测试装置的实际装置如图3所示，该联合测试装置装配简单，能够便捷的移动到测量位置，方便外场中的测试，并通过该实用新型的设计一方面能够控制红外热像仪、红外光谱辐射计和全站仪同时工作，得到同一时间段内测量的红外数据。也可以控制单独一个仪器进行测量；另一方面，红外热像仪和红外光谱辐射计在相同距离测量目标辐射源，能够快速便捷的得到目标辐射源在红外热像仪中的视场，易于后处理得到真实的辐射面积，便于对结合谱辐射计得到的数据进行更加全面的处理。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的思想和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均包含在本实用新型的保护范围之内。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种红外热像仪和红外光谱辐射计联合测试装置，其特征在于：包括联合测试仪器、移动机构、旋转云台、稳定支架和控制器；

所述联合测试仪器包括红外热像仪、红外光谱辐射计和全站仪，三者固定于旋转云台上，旋转云台装载于稳定支架上，稳定支架固定于移动机构上，控制器与联合测试仪器电信号相连，并能够控制红外热像仪、红外光谱辐射计和全站仪同步工作。

2.根据权利要求1所述一种红外热像仪和红外光谱辐射计联合测试装置，其特征在于：所述全站仪为全站型电子测距仪，能够准确测量得到联合测试装置与目标辐射源的距离、角度以及高度差；所述红外热像仪能够探测得到目标辐射源的红外热辐射图像，所述红外光谱辐射计能够得到目标辐射源的红外光谱。

3.根据权利要求1所述一种红外热像仪和红外光谱辐射计联合测试装置，其特征在于：红外热像仪、红外光谱辐射计和全站仪固定在旋转云台上，且红外热像仪、红外光谱辐射计和全站仪的光轴保持平行，并在同一高度上。

4.根据权利要求1所述一种红外热像仪和红外光谱辐射计联合测试装置，其特征在于：红外热像仪以及红外光谱辐射计能根据需要切换镜头类型，适应不同的测试目标和测试环境。

5.根据权利要求1所述一种红外热像仪和红外光谱辐射计联合测试装置，其特征在于：所述控制器也能够单独控制联合测试仪器中的某一种仪器工作。

6.根据权利要求1所述一种红外热像仪和红外光谱辐射计联合测试装置，其特征在于：所述旋转云台为带有操作杆以及直流电机的云台，通过对操作杆的移动，进而利用电机控制旋转云台的左右水平旋转以及上下旋转，实现调整联合测试仪器的水平和俯仰的角度；所述旋转云台还带有锁定调整机构，当将联合测试仪器旋转到预定位置后，通过锁定调整机构能够将旋转云台固定在该位置，在预定角度方位进行测试。

7.根据权利要求1所述一种红外热像仪和红外光谱辐射计联合测试装置，其特征在于：所述稳定支架能够过滤微小抖动，防止联合测试仪器晃动，保证测试仪器测试过程中的稳定性；且稳定支架能够根据测试需要在垂直方向上进行高度调整。

8.根据权利要求1所述一种红外热像仪和红外光谱辐射计联合测试装置，其特征在于：所述移动机构能在水平面全向自由移动，且该移动机构带有限动装置。

9.根据权利要求8所述一种红外热像仪和红外光谱辐射计联合测试装置，其特征在于：所述移动机构包括底架以及车轮，所述车轮为万向轮，能够在360°范围内转动，万向轮带有限动装置，能够在到达预定位置后通过限动装置限制车轮的移动；在移动机构的底板上方有供稳定支架移动的滑道；且在移动机构的底架设置有储物空间，用于存放设备备件。

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