一种紫外告警红外热像仪的制作方法

本实用新型涉及一种紫外告警红外热像仪，属于紫外光及红外光检测领域，可以用于对电力输电设备红外测温及表面放电检测领域。

背景技术：

高压输电线路设备，因环境、老化、质量等各种原因会发生局部放电现象，在局部放电的过程中除了伴随着电荷的转移和电能的损耗之外，还会产生发光现象，所产生的光辐射主要由粒子从激励状态回复到基态或低能级过程及正、负离子或正离子与电子的复合过程产生。电力设备出现绝缘缺陷时，会产生电晕、闪络或电弧等不同形式的放电，此种放电的光谱多集中在紫外波段。

高压输电线路中所使用的各类绝缘子，其表面由于常年曝露于大气中，运行中会受到工业秽物和自然秽物的污染，表面会形成污秽附着物，在雨雾天气下，绝缘子表面污秽物吸收水分，是秽层中的电解质溶解、电离，导致污秽层电导增加、表面泄露电流大幅度增加，产生局部放电现象甚至产生局部电弧，并导致放电部位出现不同程度的温度升高现象。

目前市场上有紫外成像与红外成像集成在一起的测量仪器，主要用于进行定位，该类设备结构复杂，体积较大、较重，且在检测时采用的是分时测量的方式，不能实现快速、同时检测的目的。该类设备比较适用于变电站电气设备的检测，难以适用于高压输电线路的快速巡测。

电力系统中高压输电线路的检测因其线路长、设备数量多的特点，需要先对所有线路设备同时进行红外测温及紫外局放的快速巡检，找出存在红外及紫外信号异常的设备后再进行准确定位及诊断，这样可以大大提高工作的效率，因而需要一种能够便携手持(或无人机搭载)且重量轻的检测设备。

技术实现要素：

发明目的：本实用新型的目的在于提供一种能够同时进行红外测温及紫外局放的快速巡检的紫外告警红外热像仪，将紫外光测量技术与红外热像测量技术相结合，对局部放电所产生的紫外光的强度(光子数)进行测量，在进行红外测温的同时，对被测物体上是否存在表面局部放电的情况进行测量，实现对高压电力线路设备进行快速检测的目的。

技术方案：为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种紫外告警红外热像仪，包括红外热像模块、紫外检测模块、图像处理模块、存储模块、显示模块以及控制模块；所述红外热像模块和紫外检测模块设于机身前部，所述红外热像模块输出被摄体的热像数据至图像处理模块和/或存储模块，所述图像处理模块输入从红外热像模块或从存储模块获取的被摄体的热像数据，输出可用于显示或记录的图像数据至显示模块和/或存储模块；所述紫外检测模块输出检测的光子数至显示模块和/或存储模块；所述存储模块用于存储红外热像模块、紫外检测模块和/或图像处理模块输出的数据；所述显示模块用于显示图像处理模块输出的图像数据或从存储模块获取的图像数据；以及紫外检测模块输出的光子数，或从存储模块获取的光子数，或标识光子数是否超过设定告警阀值的提示信息。

作为优选，所述显示模块设于机身后部；或者与机身分开设置，通过通信模块与机身相连。

作为优选，所述紫外告警红外热像仪还包括操作模块，所述操作模块与控制模块相连；所述操作模块为按键或采用显示模块的触摸屏实现。

作为优选，所述红外热像模块和紫外检测模块的光学部件上下设置。

作为优选，所述红外热像模块采用非制冷焦平面热像模块。

作为优选，所述紫外检测模块采用全固态半导体紫外探测器接收波长为240nm-280nm波段的紫外光。

作为优选，所述图像处理模块与控制模块集成在同一电路板或两块不同的电路板上，位于机身壳体内部。

作为优选，所述紫外告警红外热像仪机身为手持式或设有搭载无人机的支架。

有益效果：本实用新型将紫外光测量技术与红外热像测量技术相结合，放弃紫外成像的测量方式，仅对局部放电所产生的紫外光的强度(光子数)进行测量，减少了紫外成像所需的器件，有效减少仪器的体积和重量，可以作为手持型仪器，或搭载到无人机、机器人等可移动设备上的进行巡检。本实用新型的紫外告警红外热像仪在进行红外测温的同时，对被测物体上是否存在表面局部放电的情况进行测量，实现了对高压电力线路设备进行快速检测的目的。使用本实用新型的紫外告警红外热像仪进行初步排查找出存在红外及紫外信号异常的设备后再进行准确定位及诊断，可以大大提高工作的效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例的工作原理图。

图2为本实用新型实施例的前部结构示意图。

图3为本实用新型实施例的后部结构示意图。

图4为本实用新型实施例的内部结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐明本实用新型，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

如图1所示，本实用新型实施例公开的一种紫外告警红外热像仪，主要包括红外热像模块、紫外检测模块、图像处理模块、存储模块(在本实施例中可包括临时存储、存储卡、闪存)、显示模块、通信模块、操作模块、控制模块等，其中控制模块通过控制与数据总线与上述各部分进行连接。红外热像模块采集并输出被摄体的热像数据图像处理模块和/或存储模块，图像处理模块输入从红外热像模块或从存储模块获取的被摄体的热像数据，输出可用于显示或记录的图像数据至显示模块和/或存储模块；紫外检测模块输出检测的光子数至显示模块和/或存储模块；存储模块用于存储红外热像模块、紫外检测模块和/或图像处理模块输出的数据；显示模块用于显示图像处理模块输出的图像数据或从存储模块获取的图像数据；以及紫外检测模块输出的光子数，或从存储模块获取的光子数，或标识光子数是否超过设定告警阀值的提示信息。

红外热像模块用于对被摄体进行拍摄以获得热像数据，红外热像模块由光学部件、红外探测器、信号预处理电路等构成。光学部件由红外光学透镜组成，用于将接收的红外辐射聚焦到红外探测器。红外探测器为制冷或非制冷类型的红外焦平面探测器，把通过光学部件的红外辐射转换为电信号。信号预处理电路将从红外探测器读出的信号在规定的周期下进行取样、自动增益控制等信号处理，经其中的ad转换电路转换为数字热像数据，该热像数据可暂时存储在临时存储部件中。

紫外检测模块的镜头采用紫外透过镜头，采用全固态半导体紫外探测器采集波长为240nm-280nm全日盲波段的紫外光，采集数据经过预处理，经由控制模块读取后发送到显示模块进行显示。紫外光检测的光子数据可存储在临时存储部件中或存储卡中，由日后分析所用，如显示历史变化曲线、确定告警阀值等。显示模块也可根据用户通过操作模块设定的告警阀值进行告警提示，当检测到的光子数超过设定的告警阀值时则进行告警提示，告警可以是通过图像、声音或灯光形式实现。

图像处理模块用于对通过红外热像模块获得的热像数据进行处理，图像处理模块的处理可以是如修正、插值、伪彩、合成、压缩、解压等，对输入数据进行转换以得到适合于显示用、记录用等数据。图像处理模块输入的数据可以是直接从红外热像模块获取的，或从临时存储部件或从其他存储有采集的热像数据的存储部件获取，其中涉及的具体软件程序可根据相应器件的使用说明编写或根据参照现有图像处理软件程序或算法实现，图像处理模块的硬件实现可采用可编程的fpga，也可以采用dsp或其他微处理器，也可采用专用图像处理芯片。

存储模块可用于存储红外热像模块拍摄获得的原始数据，紫外检测模块输出的原始数据，也可用于存储图像处理模块处理后的可用于显示或记录的图像数据，以及一些参数配置、历史记录数据。在本实施例中存储模块可包括临时存储、存储卡、闪存。

临时存储，如ram、dram等易失性存储器，作为对红外热像模块输出的热像数据进行临时存储的缓冲存储器，同时，作为图像处理模块和控制模块的工作存储器起作用，暂时存储由图像处理模块和控制模块进行处理的数据。存储卡，可自由拆装地安装在红外热像仪主体的卡槽内，根据控制模块的控制记录热像数据等数据。内置存储如闪存，闪存中存储有用于控制的程序，以及各部分控制中使用的各种数据。临时存储、存储卡、闪存也可进行合并为一种存储介质。

显示模块可用于显示经图像处理模块处理后的热像图像数据或者显示存储模块中存储的图像数据，也可以显示光子数或标识光子数是否超过设定告警阀值的提示信息。显示模块可以是各种显示器，例如包括显示驱动电路及液晶显示器，显示驱动电路在控制模块的控制下，驱动液晶显示器。不限与此，显示模块还可以是与紫外告警红外热像仪连接的其他显示装置，而紫外告警红外热像仪自身的电气结构中可以没有显示装置。

通信模块是例如按照usb、1394、网络、wifi\4g\5g等无线或有线通信规范，将紫外告警红外热像仪与外部的电脑、存储装置、显示装置等外部设备连接或进行通讯的接口。

操作模块，用于使用者向紫外告警红外热像仪发出指示，或者输入设定信息，操作模块例如各种按键等构成，也可采用触摸屏等来实现操作。

控制模块负责紫外告警红外热像仪的整体控制，包括指令、数据传送、中断处理等，也可加载业务定制程序，如故障的自动定位、检测提醒等。控制模块涉及到的基本的数据或指令的传送、读取，与显示器、按键、存储器等其他模块的交互与控制均为现有常规技术，本领域技术人员可以结合现有技术根据上述模块功能与交互实现相关控制程序的编写。控制模块的硬件实现也可采用可编程的fpga、dsp或其他微处理器。控制模块与图像处理模块可以在一个芯片中实现，也可在不同的芯片中实现，可以集成在一块电路板上，或根据结构设计需要分成不同的电路板。

如图2-4所示，是本发明实施例的一种具体外形设计形式，该紫外告警红外热像仪为手持式，机身前部分别设有红外热像模块的光学部件(红外热像镜头1)和紫外检测模块2的光学部件(紫外透过镜头2)，紫外透过镜头2可配置在红外热像镜头1的上部或下部，优选的两镜头的光轴与机身竖直方向的中心线在同一平面，以使得拍摄被摄体图像的中心线重合，便于后期图像分析处理。红外热像模块和紫外检测模块的其他部件，以及图像处理模块4、控制模块5等位于机身壳体内部，后部的显示模块3，可用于显示和触摸操作。该手持式紫外告警红外热像仪通过采用紫外透过镜头和红外热像镜头分别输入紫外光信号和红外热像信号，并由不同的电路进行数据采集和预处理，由控制模块完成在显示屏上显示或切换。本实施例中，红外热像模块采用非制冷焦平面红外热像模块，例如艾睿探测器的xcorelt机芯、法国ulisul04371-042探测器的模块，紫外检测模块探测器采用zk1901型全固态半导体紫外探测器，图像处理模块采用dsptms3206452芯片实现、控制模块采用stm32h750芯片、显示模块采用stm32h750芯片控制和驱动。各器件的电气连接可依据产品的说明实现，此处不赘述。

本实用新型的紫外告警红外热像仪，可以对被测电力设备的温度及局放现象同时进行测量。可设计为手持式或固定安装式监测设备或可无人机、机器人搭载的巡检设备，用于高压电力输电线路的监视或无人机快速巡检。本实用新型可用于线路设施缺陷，尤其绝缘子污闪情况进行快速巡检，能够有效提升输电线路设备检测的效率。