专利名称：基于彩色和近红外双ccd的图像测温探头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及图像监测装置，更具体地说是一种对于高温环境下的炉内加热工件运行工况及其温度状况进行实时监测的装置。
背景技术：
冶金及化工行业的各类加热炉、裂解炉、烯烃炉等都是生产过程的重要设备，物料(加热件)的加热温度控制直接关系到成品率及产品质量，传统的高温炉膛内部加热件的温度检测采用的大都是高温辐射计或双色测温计等，此类方法存在以下问题1、检测区域极为有限；2、只能是“以点带面”，无法实现加热件的全面温度检测；3、由于成本及安装位置等因数的限制，此类测温计的采用数量不可能太多(1～2套/炉)，所以提供的参数量有限，难以获得描述实际需求的热物理量参数。
4、此方法虽能检测极为有限的局部温度，但无法进行直接观察。若要实现实时观察还需加装工业电视装置。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种能对加热件进行全面温度监测的基于彩色和近红外双CCD的图像测温探头。
本实用新型的结构特点是采用带有高温护套的双光路高温光学镜头及两台CCD摄像机组成高温图像探头，所述两台CCD摄像机一台为高温彩色CCD摄像机、另一台为高温近红外CCD摄像机；该高温图像探头由位于炉壁外部的固定支架固定安装在开设在炉壁中的摄像孔中，由高温护套保护的双光路高温光学镜头置入在炉壁中。
本实用新型采用双CCD方法的比色高温电视系统，可针对视频图像的指定目标提供可靠而全面的温度测量，为燃烧、及工艺调整提供可靠的依据，与已有技术相比，本实用新型的有益效果体现在1、本实用新型是一种适用于炉内高温环境下的大范围目标温度实时监测装置，通过采用双CCD检测技术，能够实现对炉膛内部工况进行监视、对加热件温度进行全面监测等多重功能，大大扩展工业电视的应用范围及功能。
2、本实用新型可针对视频图像的指定目标提供可靠而全面的温度测量，获得描述实际需求的热物理量参数，对实现燃烧最优化、提高大型燃烧设备安全性、经济性、成品率、产品质量及热加工工艺保障均有着极为重要的意义。
3、只需配置1～2套本实用新型即可实现全炉膛目标温度的全面检测。
4、本实用新型相对于全炉膛温度场检测方法更具实际意义且要经济很多。
图面说明
图1为本实用新型结构示意图。
图2为本实用新型双光路双CCD探头结构示意图。
图3为本实用新型安装方式示意图。
参见图2，本实施例采用带有高温护套1的双光路高温光学镜头2及两台CCD摄像机组成高温图像探头5，两台CCD摄像机中的一台为高温彩色CCD摄像机3、另一台为高温近红外CCD摄像机4。
参见图1和图3，高温图像探头5由位于炉壁外部的固定支架6固定安装在开设在炉壁中的摄像孔7中，由高温护套1保护的双光路高温光学镜头2置入在炉壁9中，并对准所需检测的工件目标，其前端以不凸出于炉壁9的内侧壁为宜。
图1示意出，设置微电脑图像和数据处理装置8，高温图像探头5的输出信号输入至该处理装置8中。具体实施中，高温彩色CCD摄像机3和高温近红外CCD摄像机4将来自双光路高温光学镜头2的同一幅目标图像分别成像在各自的靶面上，其输出信号共同输入至同一组图像和数据处理装置8中。
由高温图像探头5获取的两路视频图像信号(彩色及近红外图像信号)在该微电脑图像和数据处理装置8中经采集后进行色度分析、非线性校正等算法处理，获取加热件目标全面的温度信息，由专用接口输出给燃烧控制系统。同时在显示器上显示获取的视频图像或目标温度分布图像。
参见图3，具体实施中，高温护套1为同轴设置在双光路光学镜头2外周的前端开口的筒形套，来自气源的炉内所需气体以该筒形套为其通向炉内的气流通道，实现风冷。作为高温护套1的筒形套可以是单层也可以是多层。对于多层结构，在其内层中，以及在其层与层之间都形成炉内所需气体的气流通道。在气路中，应配置压力传感器，用以检测冷却介质的保障情况。
在进行低精度监测时，可利用近红外感应强度直接分析确定，实现高速处理；在进行系统标定及高精度监测时，可利用近红外CCD感应的红外光与彩色CCD感应的红光进行比色测量。
本实用新型可广泛应用在冶金、化工、建材等行业各种退火炉、加热炉、回火炉、裂解炉、烯烃炉、迴转窑等各类工业炉窑上。
权利要求1.基于彩色和近红外双CCD的图像测温探头，其特征是采用带有高温护套(1)的双光路高温光学镜头(2)及两台CCD摄像机组成高温图像探头(5)，所述两台CCD摄像机一台为高温彩色CCD摄像机(3)、另一台为高温近红外CCD摄像机(4)；该高温图像探头(5)由位于炉壁外部的固定支架(6)固定安装在开设在炉壁中的摄像孔(7)中，由高温护套(1)保护的双光路高温光学镜头(2)置入在炉壁(9)中，。
2.根据权利要求1所述的基于彩色和近红外双CCD的图像测温探头，其特征是所述高温彩色CCD摄像机(3)和高温近红外CCD摄像机(4)将来自双光路高温光学镜头(2)的同一幅目标图像分别成像在各自的靶面上。
3.根据权利要求1所述的基于彩色和近红外双CCD的图像测温探头，其特征是所述高温护套(1)为同轴设置在双光路光学镜头(2)外周的前端开口的筒形套，来自气源的炉内所需气体以该筒形套为其通向炉内的气流通道。
4.根据权利要求3所述的基于彩色和近红外双CCD的图像测温探头，其特征是所述作为高温护套(1)的筒形套为单层或多层。
专利摘要基于彩色和近红外双CCD的图像测温探头，其特征是采用带有高温护套的双光路高温光学镜头及两台CCD摄像机组成高温图像探头，两台CCD摄像机一台为高温彩色CCD摄像机、另一台为高温近红外CCD摄像机；该高温图像探头由位于炉壁外部的固定支架固定安装在开设在炉壁中的摄像孔中，由高温护套保护的双光路高温光学镜头置入在炉壁中。本实用新型可用于对炉膛内部工况进行监视、对加热件目标进行温度监测。还可通过进一步数据处理进而实现对炉内工况进行控制，以及对炉膛的燃烧控制，大大扩展工业电视的应用范围及功能。
文档编号G01J5/00GK2697613SQ200320120719
公开日2005年5月4日 申请日期2003年12月12日 优先权日2003年12月12日
发明者吴海滨, 宋伟, 孙世敏, 曹卓良, 王凌, 俞本立 申请人:安徽大学特种电视技术研究中心