本實用新型涉及一種紅外熱像儀，具體涉及一種適用于變電站一次設(shè)備溫度測量的三維成像紅外熱像儀。

背景技術(shù)：

對電力系統(tǒng)進行及時的設(shè)備巡檢，直接影響到輸變電系統(tǒng)正常運行，關(guān)系到配電、用電系統(tǒng)正常運作，乃至影響到整個電力系統(tǒng)，故對變電站一次設(shè)備的溫度進行實時監(jiān)測非常重要。通常，每座變電站一次設(shè)備監(jiān)測點均在500個以上，若按照規(guī)定的巡檢周期人工巡檢，其巡檢量及記錄數(shù)據(jù)量十分巨大，也不符合公司“大檢修”體系的要求。因此迫切需要尋找一種新技術(shù)和有效的方案，來解決以下幾個方面存在的問題：（1）現(xiàn)有溫度測量技術(shù)不能滿足日常檢要求，（2）人工巡檢工作量大，記錄方式容易出錯，巡檢人員管理不到位，（3）巡檢人員、技術(shù)人員、管理人員缺乏全面地定位了解設(shè)備狀況，難以制定最佳的檢修方案。

紅外熱像儀在溫度檢測方面有很多優(yōu)勢，因為非接觸自動檢測，可避免因接觸而對一次設(shè)備產(chǎn)生干擾，影響一次設(shè)備的正常運行，在很大程度上延長了使用壽命，節(jié)省了更換設(shè)備的成本；同時紅外熱成像技術(shù)是一種先進的在線檢測技術(shù)，可在設(shè)備不停電的情況下檢測設(shè)備的運行情況，通過對電氣設(shè)備表面溫度及其分布的測試、分析和判斷，可以準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備運行中的異常和缺陷，從而使部分事故檢修轉(zhuǎn)為預(yù)見性檢修。目前，常用的紅外熱像儀主要是二維平面成像的紅外系統(tǒng)，對于大型的變電設(shè)備來說，不能清晰的得到每個點的熱圖像圖譜。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是，克服以上所述缺陷，提供一種使用方便、成像圖像清晰、判斷準(zhǔn)確的三維成像紅外熱像儀，利用該裝置能夠在大量變電站一次設(shè)備關(guān)鍵點中精確測量出關(guān)鍵點的溫度并傳遞信息，減少工作量，為變電站的正常運行提供保障。

為了解決以上所述技術(shù)問題，本實用新型所述三維成像紅外熱像儀，包括紅外圖譜模塊、三維成像模塊、視頻模塊和電源模塊，所述紅外圖譜模塊包括光學(xué)系統(tǒng)、紅外探測器和信號處理器，所述紅外探測器輸入端接收所述光學(xué)系統(tǒng)的信號，所述紅外探測器輸出端與所述信號處理器相連接，所述信號處理器將所述紅外探測器產(chǎn)生的電信號經(jīng)過放大并數(shù)字化再轉(zhuǎn)換成紅外圖像；所述三維成像模塊包括激光發(fā)射器和激光接收器，所述激光發(fā)射器向被測物體發(fā)射激光，所述激光接收器接收被測物體反射回來的激光信號，通過往返激光間的相位變化計算物點的距離，建立物體的三維模型，傳輸?shù)叫盘柼幚砥髋c紅外圖譜進行匹配，得到三維紅外熱像圖譜，傳輸給顯示模塊；所述電源模塊為整個產(chǎn)品各模塊供電。

進一步，本實用新型所述信號處理器包括探測器偏置與前置放大器和同步掃描器。

本實用新型所述三維成像紅外熱像儀利用目標(biāo)與周圍環(huán)境之間由于溫度與發(fā)射率的差異所產(chǎn)生的熱對比度不同，把紅外輻射能量密度分布圖顯示出來，成為“熱像”。

紅外圖譜模塊：目標(biāo)輻射通過光學(xué)系統(tǒng)，由于光譜中會有噪聲，可增設(shè)光譜濾波來解決，然后用光機進行掃描，用探測器檢測出掃描到的紅外光譜，由于信號較弱，本實用新型在信號修理裝置中裝設(shè)探測器偏置與前置放大器，如此處理后，效果會更好，隨后進行視頻處理，得到紅外圖譜。

三維成像模塊：激光發(fā)射器向物體發(fā)射激光，然后激光接收器會接收物體反射回來的激光信號，通過往返激光間的相位變化來計算物點的距離，建立物體的三維模型；將紅外圖譜與三維模型進行匹配，就可以得到三維紅外熱像圖譜，在顯示器上可以觀測到清晰的溫度點,實現(xiàn)從電到光的轉(zhuǎn)換,得到反映目標(biāo)熱像的可見圖像。

本實用新型的有益效果：本實用新型將紅外熱像技術(shù)與三維成像技術(shù)結(jié)合在一起，與傳統(tǒng)的檢測工具相比較，體現(xiàn)了以下優(yōu)點：可對微小目標(biāo)進行測溫，檢測目標(biāo)覆蓋面廣；可以對運動中的物體進行測溫?zé)嵩\斷；不會對所測量的溫度場產(chǎn)生干擾；從低溫到高溫大跨度溫度范圍均可測量，適應(yīng)各種環(huán)境；非接觸測量，安全性高；總體說，本實用新型具有成像清晰，靈敏度高，便于判斷，準(zhǔn)確率高，方便快速作出診斷，使用靈活等優(yōu)點。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例的設(shè)計方案示意框圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細(xì)說明。

本實用新型所述三維成像紅外熱像儀，包括紅外圖譜模塊、三維成像模塊、視頻模塊和電源模塊，所述紅外圖譜模塊包括光學(xué)系統(tǒng)、紅外探測器和信號處理器，所述紅外探測器輸入端接收所述光學(xué)系統(tǒng)的信號，所述紅外探測器輸出端與所述信號處理器相連接，所述信號處理器將所述紅外探測器產(chǎn)生的電信號經(jīng)過放大并數(shù)字化再轉(zhuǎn)換成紅外圖像；所述三維成像模塊包括激光發(fā)射器和激光接收器，所述激光發(fā)射器向被測物體發(fā)射激光，所述激光接收器接收被測物體反射回來的激光信號，通過往返激光間的相位變化計算物點的距離，建立物體的三維模型，傳輸?shù)叫盘柼幚砥髋c紅外圖譜進行匹配，得到三維紅外熱像圖譜，傳輸給顯示模塊；所述電源模塊為整個產(chǎn)品各模塊供電。

進一步，本實用新型所述信號處理器包括探測器偏置與前置放大器和同步掃描器。

實施例：本實用新型所述紅外圖譜模塊、三維成像模塊及電源模塊均設(shè)置在三維成像紅外熱像儀的機殼內(nèi)，機殼前方為鏡頭，顯示屏可設(shè)置在機殼側(cè)面或后端，所述三維成像紅外熱像儀各部件的主要作用如下：

（1）光學(xué)系統(tǒng) 作用是匯聚被測目標(biāo)的紅外輻射，經(jīng)過光學(xué)和空間濾波，將景物的輻射熱圖聚焦到探測元件的焦平面上。由于探測器的尺寸很小，所以系統(tǒng)的瞬時視場也很小，為了對徑向幾十度、緯向幾十度的物面成像，需借助于掃描器以瞬間視場為單位，用探測器連接地分解圖像的方法，移動光學(xué)系統(tǒng)，從而實現(xiàn)大視場成像。

（2）紅外探測器 是本實用新型的核心部件，選擇高探測率的探測器，探測器的響應(yīng)時間不低于瞬間視場在探測器上的駐留時間，同時還要求探測器的輸出阻抗與緊接在后面的電路參數(shù)相匹配，這樣才能獲得較好的傳輸效率。

（3）信號處理器 在熱像儀中，紅外探測器輸出的信息非常微弱，只有通過充分放大和處理后才能加以顯示，因此信號放大和處理電路是熱成像裝置中的重要組成部分。熱像儀利用間隔直流電路將探測器信號耦合到放大電路中，這樣既可以抑制背景，又可消除紅外探測器上的直流偏置點位，還能把紅外探測器的噪聲干擾減至最小。通常，紅外探測器所處的空間有限，并且還可能處于運動機構(gòu)上，所以在紅外探測器上進行信號處理十分困難。為此在靠近紅個探測器的地方放置小型探測器偏置與前放，使弱信號經(jīng)過適當(dāng)放大后，通過低阻抗屏蔽式電纜傳輸?shù)叫盘柼幚黼娐飞?。前置放大器是整個信號處理系統(tǒng)中最關(guān)鍵的部分，它的噪聲指數(shù)必須很低，其動態(tài)范圍也不宜過大，因它受到輸入端探測器噪聲電平和允許的最大輸出的限制，而且，前置放大器應(yīng)具有低輸出阻抗，這樣可保證電纜電容不衰減信號的高頻分量。

（4）三維成像模塊 包括激光發(fā)射器和激光接收器，激光發(fā)射器向物體發(fā)射激光，然后激光接收器接收物體反射回來的激光信號，通過往返激光間的相位變化來計算物點的距離，建立物體的三維模型，有了三維立體模型，然后與紅外圖譜進行匹配，就可以得到三維紅外熱像圖譜，在顯示器上可以觀測到清晰的溫度點，即一幅三維的紅外圖譜。

（5）顯示器 經(jīng)放大和處理的信號輸入到電視顯像管中，在顯示屏上便顯示出目標(biāo)的紅外圖像。

（6）電源 本實用新型采用內(nèi)置電源，也可充電，方便手持三維成像紅外熱像儀檢測。

變電站一次設(shè)備相關(guān)部件的紅外輻射經(jīng)過鏡頭聚焦到探測器上，探測器產(chǎn)生電信號傳輸給信號處理器，將電信號經(jīng)過放大并數(shù)字化，再轉(zhuǎn)換成我們能在顯示器上看到的紅外圖像。三維成像模塊的作用是建立物體的三維模型，有了三維立體模型，然后與紅外圖譜進行匹配，得到三維紅外熱像圖譜；三維圖像可以更加清晰的反映出每個一次設(shè)備運行時的狀態(tài)，方便準(zhǔn)確找出故障點，防止安全事故的發(fā)生，確保電網(wǎng)安全、可靠運行。本實用新型采集到相關(guān)設(shè)備的紅外圖譜，然后將這些信號傳送到工控機，部署到服務(wù)器，即可實現(xiàn)遠(yuǎn)程對信號進行實時監(jiān)控，從而最大程度提高工作效率、最終保證輸變電設(shè)備的高效率、低故障安全運行。當(dāng)溫度逼近危險域時，提前對一次設(shè)備進行檢修，防止出現(xiàn)危險事故，造成不必要的經(jīng)濟損失。