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原文传递一种智能网络型红外气体识别设备及工作方法

专利名称：	一种智能网络型红外气体识别设备及工作方法
摘要：	本发明涉及气体分析检测技术领域，特别涉及一种红外气体识别设备。一种智能网络型红外气体识别设备，包括：红外镜头、红外探测器、探测器接口模块、成像电路模块、ARM控制及传输模块、远程中心工作站；成像电路模块包括：AD采集子模块、FLASH存储子模块、FPGA子模块及通讯接口子模块；红外镜头与红外探测器用于提供原始图像，AD采集子模块将原始图像转换后传输到FPGA子模块，FPGA子模块对原始数据进行校正，并对校正数据进行处理，得出包含气体特征信息的红外图像，同时定性判断气体是否泄漏以及泄漏区域；发生泄漏后，FPGA子模块将红外图像、泄漏位置信息以及报警信号通过ARM控制及传输模块发送至远程中心工作站。本发明提供了远程监控特定气体的解决方案。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	利卓创新(北京)科技有限公司
发明人：	韩杰;闫庆刚;赵亚峰;郑智瑛
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-14T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-30T00:00:00+0800
申请号：	CN201910515089.8
公开号：	CN110186865A
代理机构：	北京兴智翔达知识产权代理有限公司
代理人：	肖丛
分类号：	G01N21/3504(2014.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	100070 北京市丰台区航丰路1号院4号楼3至17层301内17层2003室
主权项：	1.一种智能网络型红外气体识别设备，它包括：红外镜头（1）、红外探测器（2）、探测器接口模块（3）、成像电路模块（4）、ARM控制及传输模块（5）以及远程中心工作站（7），其特征在于：所述红外镜头（1）采用锗材料，表面镀增透膜，覆盖波段3.2μm~3.4μm的中波红外波；所述红外探测器（2）采用窄波段碲镉汞中波斯特林制冷红外探测器，其探测器窗口与焦平面感光波段覆盖3.2μm~3.4μm波段；所述成像电路模块（4）包括：AD采集子模块（4.1）、FLASH存储子模块（4.2）、FPGA子模块（4.3）以及通讯接口子模块（4.4）；其中，所述FPGA子模块（4.3）分别与所述AD采集子模块（4.1）、所述FLASH存储子模块（4.2）以及所述通讯接口子模块（4.4）建立信号连接；所述红外镜头（1）与所述红外探测器（2）建立信号连接，所述红外探测器（2）通过所述探测器接口模块（3）与所述AD采集子模块（4.1）建立信号连接，所述通讯接口子模块（4.4）与所述ARM控制及传输模块（5）建立信号连接，所述ARM控制及传输模块（5）通过网络与所述远程中心工作站（7）建立通讯连接。 2.如权利要求1所述的一种智能网络型红外气体识别设备，其特征在于：所述识别设备还包括：云台（6）；所述红外镜头（1）、所述红外探测器（2）、所述探测器接口模块（3）、所述成像电路模块（4）以及所述ARM控制及传输模块（5）均安装在所述云台（6）上；所述远程中心工作站（7）通过所述ARM控制及传输模块（5）下发控制所述云台（6）的转向指令。 3.如权利要求1或2所述的一种智能网络型红外气体识别设备，其特征在于：利用所述远程中心工作站（7）能够配置所述红外探测器（2）的工作参数。 4.如权利要求1或2所述的一种智能网络型红外气体识别设备，其特征在于：所述红外探测器（2）的分辨率不低于为320×256，像元尺寸为30μm，F数为1.5。 5.一种智能网络型红外气体识别设备的工作方法，它使用如权利要求1或2所述的一种智能网络型红外气体识别设备，其特征在于：包括以下步骤： A. 所述识别设备上电，所述红外探测器（2）启动内部制冷机，当所述制冷机达到设定温度后，所述FPGA子模块（4.3）启动时序控制，为所述红外探测器（2）提供时钟，积分时间及工作参数； B. 所述红外探测器（2）通过所述探测器接口模块（3）向所述成像电路模块（4）传输原始图像，所述AD采集子模块（4.1）对原始图像进行模数转换后送至所述FPGA子模块（4.3），所述FPGA子模块（4.3）对原始图像进行预处理得到校正图像后，将校正图像存储至所述FLASH存储子模块（4.2）； C. 所述FPGA子模块（4.3）调用所述FLASH存储子模块（4.2）中的校正图像，并对校正图像进行后期处理得到气体区域为伪彩并且对比度增强的红外图像； D. 所述FPGA子模块（4.3）根据图像差分增强算法，判断红外图像中是否有存在气体泄漏，若存在泄漏，则所述FPGA子模块（4.3）进一步辨别泄漏位置；存在泄露时，所述FPGA子模块（4.3）将红外图像、泄漏位置信息以及报警信号通过所述通讯接口子模块（4.4）发送至所述ARM控制及传输模块（5）； E. 所述ARM控制及传输模块（5）通过网络将红外图像、泄漏位置信息发送至所述远程中心工作站（7），同时对外输出本地报警信息； F. 所述远程中心工作站（7）对接收到的红外图像、泄漏位置信息进行实时显示。 6.如权利要求5所述的一种智能网络型红外气体识别设备的工作方法，其特征在于：所述步骤B中，所述FPGA子模块（4.3）对原始图像进行预处理的方法为非均匀校正与盲元补偿。 7.如权利要求5或6所述的一种智能网络型红外气体识别设备的工作方法，其特征在于：所述步骤C中，对校正图像进行后期处理的方法为：所述FPGA子模块（4.3）调用所述FLASH存储子模块（4.2）内的校正数据，对所述校正图像分为两路进行后期处理；一路进行气体图像细节增强，采用双边滤波算法得到气体图像的高频分量和低频分量，高频分量对应细节信息，低频分量对应背景信息，对高频分量进行细节保留运算，对低频分量进行直方图均衡，并将结果进行加权，由此得到既保留细节信息又增强对比度的图像P1；另一路计算局部方差和全局方差，并将局部方差与全局方差比较以得到气体泄漏区域，同时利用帧间差分算法增强气体泄漏区域，然后对气体泄漏区域加入伪彩，其它区域不加伪彩，以此得到只有气体区域为伪彩的图像P2；将图像P1、图像P2进行加权，伪彩部分用图像P2像素值，其它部分用图像P1像素值，由此得到所述红外图像。
所属类别：	发明专利