專利名稱：基于彩色和近紅外雙ccd的圖像測溫裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像監(jiān)測裝置，更具體地說是一種對于高溫環(huán)境下的爐內(nèi)加熱工件運行工況及其溫度狀況進行實時監(jiān)測的裝置。
背景技術(shù)：
冶金及化工行業(yè)的各類加熱爐、裂解爐、烯烴爐等都是生產(chǎn)過程的重要設(shè)備，物料(加熱件)的加熱溫度控制直接關(guān)系到成品率及產(chǎn)品質(zhì)量，傳統(tǒng)的高溫爐膛內(nèi)部加熱件的溫度檢測采用的大都是高溫輻射計或雙色測溫計等，此類方法存在以下問題1、檢測區(qū)域極為有限；2、只能是“以點帶面”，無法實現(xiàn)加熱件的全面溫度檢測；3、由于成本及安裝位置等因數(shù)的限制，此類測溫計的采用數(shù)量不可能太多(1～2套/爐)，所以提供的參數(shù)量有限，難以獲得描述實際需求的熱物理量參數(shù)。
4、此方法雖能檢測極為有限的局部溫度，但無法進行直接觀察。若要實現(xiàn)實時觀察還需加裝工業(yè)電視裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供一種能對加熱件進行全面溫度監(jiān)測的基于彩色和近紅外雙CCD的圖像測溫裝置。
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特點是采用帶有高溫護套的雙光路高溫光學(xué)鏡頭及兩臺CCD攝像機組成高溫圖像探頭，所述兩臺CCD攝像機一臺為高溫彩色CCD攝像機、另一臺為高溫近紅外CCD攝像機；該高溫圖像探頭由位于爐壁外部的固定支架固定安裝在開設(shè)在爐壁中的攝像孔中，由高溫護套保護的雙光路高溫光學(xué)鏡頭置入在爐壁中，。
本發(fā)明采用雙CCD方法的比色高溫電視系統(tǒng)，可針對視頻圖像的指定目標(biāo)提供可靠而全面的溫度測量，為燃燒、及工藝調(diào)整提供可靠的依據(jù)，與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在1、本發(fā)明是一種適用于爐內(nèi)高溫環(huán)境下的大范圍目標(biāo)溫度實時監(jiān)測裝置，通過采用雙CCD檢測技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對爐膛內(nèi)部工況進行監(jiān)視、對加熱件溫度進行全面監(jiān)測等多重功能，大大擴展工業(yè)電視的應(yīng)用范圍及功能。
2、本發(fā)明可針對視頻圖像的指定目標(biāo)提供可靠而全面的溫度測量，獲得描述實際需求的熱物理量參數(shù)，對實現(xiàn)燃燒最優(yōu)化、提高大型燃燒設(shè)備安全性、經(jīng)濟性、成品率、產(chǎn)品質(zhì)量及熱加工工藝保障均有著極為重要的意義。
3、只需配置1～2套本發(fā)明即可實現(xiàn)全爐膛目標(biāo)溫度的全面檢測。
4、本發(fā)明相對于全爐膛溫度場檢測方法更具實際意義且要經(jīng)濟很多。
圖面說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明雙光路雙CCD探頭結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明安裝方式示意圖。
參見圖2，本實施例采用帶有高溫護套1的雙光路高溫光學(xué)鏡頭2及兩臺CCD攝像機組成高溫圖像探頭5，兩臺CCD攝像機中的一臺為高溫彩色CCD攝像機3、另一臺為高溫近紅外CCD攝像機4。
參見圖1和圖3，高溫圖像探頭5由位于爐壁外部的固定支架6固定安裝在開設(shè)在爐壁中的攝像孔7中，由高溫護套1保護的雙光路高溫光學(xué)鏡頭2置入在爐壁9中，并對準(zhǔn)所需檢測的工件目標(biāo)，其前端以不凸出于爐壁9的內(nèi)側(cè)壁為宜。
圖1示意出，設(shè)置微電腦圖像和數(shù)據(jù)處理裝置8，高溫圖像探頭5的輸出信號輸入至該處理裝置8中。具體實施中，高溫彩色CCD攝像機3和高溫近紅外CCD攝像機4將來自雙光路高溫光學(xué)鏡頭2的同一幅目標(biāo)圖像分別成像在各自的靶面上，其輸出信號共同輸入至同一組圖像和數(shù)據(jù)處理裝置8中。
由高溫圖像探頭5獲取的兩路視頻圖像信號(彩色及近紅外圖像信號)在該微電腦圖像和數(shù)據(jù)處理裝置8中經(jīng)采集后進行色度分析、非線性校正等算法處理，獲取加熱件目標(biāo)全面的溫度信息，由專用接口輸出給燃燒控制系統(tǒng)。同時在顯示器上顯示獲取的視頻圖像或目標(biāo)溫度分布圖像。
參見圖3，具體實施中，高溫護套1為同軸設(shè)置在雙光路光學(xué)鏡頭2外周的前端開口的筒形套，來自氣源的爐內(nèi)所需氣體以該筒形套為其通向爐內(nèi)的氣流通道，實現(xiàn)風(fēng)冷。作為高溫護套1的筒形套可以是單層也可以是多層。對于多層結(jié)構(gòu)，在其內(nèi)層中，以及在其層與層之間都形成爐內(nèi)所需氣體的氣流通道。在氣路中，應(yīng)配置壓力傳感器，用以檢測冷卻介質(zhì)的保障情況。
在進行低精度監(jiān)測時，可利用近紅外感應(yīng)強度直接分析確定，實現(xiàn)高速處理；在進行系統(tǒng)標(biāo)定及高精度監(jiān)測時，可利用近紅外CCD感應(yīng)的紅外光與彩色CCD感應(yīng)的紅光進行比色測量。
本發(fā)明可廣泛應(yīng)用在冶金、化工、建材等行業(yè)各種退火爐、加熱爐、回火爐、裂解爐、烯烴爐、迴轉(zhuǎn)窯等各類工業(yè)爐窯上。
權(quán)利要求
1.基于彩色和近紅外雙CCD的圖像測溫裝置，其特征是采用帶有高溫護套(1)的雙光路高溫光學(xué)鏡頭(2)及兩臺CCD攝像機組成高溫圖像探頭(5)，所述兩臺CCD攝像機一臺為高溫彩色CCD攝像機(3)、另一臺為高溫近紅外CCD攝像機(4)；該高溫圖像探頭(5)由位于爐壁外部的固定支架(6)固定安裝在開設(shè)在爐壁中的攝像孔(7)中，由高溫護套(1)保護的雙光路高溫光學(xué)鏡頭(2)置入在爐壁(9)中，。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于彩色和近紅外雙CCD的圖像測溫裝置，其特征是設(shè)置微電腦圖像和數(shù)據(jù)處理裝置(8)，所述高溫圖像探頭(5)的輸出信號輸入至該處理裝置(8)中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于彩色和近紅外雙CCD的圖像測溫裝置，其特征是所述高溫彩色CCD攝像機(3)和高溫近紅外CCD攝像機(4)將來自雙光路高溫光學(xué)鏡頭(2)的同一幅目標(biāo)圖像分別成像在各自的靶面上，其輸出信號共同輸入至同一組圖像和數(shù)據(jù)處理裝置(8)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于彩色和近紅外雙CCD的圖像測溫裝置，其特征是所述高溫護套(1)為同軸設(shè)置在雙光路光學(xué)鏡頭(2)外周的前端開口的筒形套，來自氣源的爐內(nèi)所需氣體以該筒形套為其通向爐內(nèi)的氣流通道。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于彩色和近紅外雙CCD的圖像測溫裝置，其特征是所述作為高溫護套(1)的筒形套為單層或多層。
全文摘要
基于彩色和近紅外雙CCD的圖像測溫裝置，其特征是采用帶有高溫護套的雙光路高溫光學(xué)鏡頭及兩臺CCD攝像機組成高溫圖像探頭，兩臺CCD攝像機一臺為高溫彩色CCD攝像機、另一臺為高溫近紅外CCD攝像機；該高溫圖像探頭由位于爐壁外部的固定支架固定安裝在開設(shè)在爐壁中的攝像孔中，由高溫護套保護的雙光路高溫光學(xué)鏡頭置入在爐壁中。本發(fā)明可用于對爐膛內(nèi)部工況進行監(jiān)視、對加熱件目標(biāo)進行溫度監(jiān)測。還可通過進一步數(shù)據(jù)處理進而實現(xiàn)對爐內(nèi)工況進行控制，以及對爐膛的燃燒控制，大大擴展工業(yè)電視的應(yīng)用范圍及功能。
文檔編號G01J5/00GK1553157SQ20031011264
公開日2004年12月8日 申請日期2003年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月12日
發(fā)明者吳海濱, 宋偉, 孫世敏, 曹卓良, 王凌, 俞本立 申請人:安徽大學(xué)特種電視技術(shù)研究中心