CN207924068U - 红外紫外可见光图像融合的一体化巡检仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种红外紫外可见光图像融合的一体化巡检仪，所述装置包括：拍摄并输出红外图像的红外成像仪；拍摄并输出可见光图像的可见光成像仪；拍摄并输出紫外图像的紫外成像仪；与所述紫外成像仪连接的紫外光斑分析仪，用于分析所述紫外成像仪所拍摄的紫外图像并输出其中包含的故障隐患的紫外光斑图像；与所述红外成像仪、可见光成像仪、紫外光斑分析仪相连接的图像融合器，用于融合所述红外成像仪输出的红外图像、可见光成像仪输出的可将光图像和紫外光斑分析仪输出的故障隐患的紫外光斑图像。应用本实用新型可以更全面检测电力设备的故障，并更便于检测人员识别出设备的故障。

Description

红外紫外可见光图像融合的一体化巡检仪

技术领域

本实用新型涉及图像检测领域，特别是指红外紫外可见光图像融合的一体化巡检仪。

背景技术

高压设备投入运行后，由于表面粗糙不均、污秽、结构缺陷、导体接触不良等原因，会引起设备场强分布不均，造成电晕、电弧等放电现象。电晕、电弧放电时会伴随有电、光、热、声波、化合物等产生。目前，利用这些特征信号对电气设备进行局部放电检测的技术有观察法、超高频法、超声波法、红外成像法、光测法、绝缘油色谱分析法、紫外成像法等。其中，红外热像技术于八十年代开始应用于我国电力行业，目前，红外热成像技术在我国电力***中应用日益广泛，它已成了开展电气设备状态检查的必备手段。紫外成像法是一种新兴的通过检测电晕、电弧放电来识别电力设备绝缘状态的技术。

实际应用中，本实用新型的发明人发现，红外热成像技术虽然可以检测各种致热型设备的温度，或者明火现象，但受日光照射影响很大，容易出现误警；紫外成像技术虽然可以检测到电晕、电弧等放电现象，但不能做出基于设备的故障判定，也存在一定缺陷性。因此，有必要提供一种更全面、更易于判定设备故障的检测装置和检测方法。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提出一种红外紫外可见光图像融合的一体化巡检仪，可以更全面检测电力设备的故障，并更便于检测人员识别出设备的故障。

基于上述目的本实用新型提供一种红外紫外可见光图像融合的一体化巡检仪，包括：

拍摄并输出红外图像的红外成像仪；

拍摄并输出紫外图像的紫外成像仪；

拍摄并输出可见光图像的可见光成像仪；

与所述紫外成像仪连接的紫外光斑分析仪，用于分析所述紫外成像仪所拍摄的紫外图像并输出其中包含的故障隐患的紫外光斑图像；

与所述红外成像仪、所述紫外光斑分析仪和所述可见光成像仪相连接的图像融合器，用于融合所述红外成像仪输出的所述红外图像、所述可见光图像输出的所述可见光图像和所述紫外光斑分析仪输出的故障隐患的所述紫外光斑图像。

优选的，所述紫外成像仪包括：

用于将接收到的紫外光子信号转换为模拟电信号的紫外CCD；

与所述紫外CCD相连接的水平驱动信号产生单元，用于为所述紫外CCD提供水平驱动电压；

与所述紫外CCD相连接的垂直驱动信号产生单元，用于为所述紫外CCD提供垂直驱动电压；

与所述水平、垂直驱动信号产生单元相连接的偏置电压产生电路，用于为所述水平、垂直驱动信号产生单元输出的电压提供偏置电压。

优选的，所述紫外成像仪还包括：

与所述紫外CCD相连接的模拟视频信号处理单元，用于对所述紫外CCD输出的模拟电信号进行相关双采样、增益调整，并转换为数字信号输出。

优选的，所述紫外成像仪还包括：

与所述模拟视频信号处理单元相连接的视频数据处理单元，用于将所述模拟视频信号处理单元输出的数字信号进行格式转换。

优选的，所述水平驱动信号产生单元包括：

用于输出水平时序信号的水平驱动时序发生子单元；

与所述水平驱动时序发生子单元相连接的水平电压驱动电路，用于将水平时序信号转换为符合紫外CCD驱动电压要求的水平驱动信号。

优选的，所述垂直驱动信号产生单元包括：

用于输出垂直时序信号的垂直驱动时序发生子单元；

与所述垂直驱动时序发生子单元相连接的垂直电压驱动电路，用于将垂直时序信号转换为符合紫外CCD驱动电压要求的垂直驱动信号。

优选的，所述水平驱动时序发生子单元，以及所述模拟视频信号处理单元集成于一个芯片中。

优选的，所述垂直驱动时序发生子单元，以及所述视频数据处理单元集成于FPGA芯片中。

优选的，所述图像融合器由逻辑电路搭建而成，所述逻辑电路包括FPGA、PLC或逻辑门电路。

本实用新型实施例的技术方案中，针对被检测的设备同时进行红外、紫外光拍摄，并从拍摄的紫外图像中分析出故障隐患的紫外光斑图像，进而将紫外光斑图像和拍摄的红外图像进行融合并输出，用于检测所述设备的故障。这样，融合的图像中可以体现红外光拍摄的温度异常现象，反映光晕或电弧等故障隐患现象的紫外光斑图像的信息，综合这些信息可以更全面地反映设备当前的状况，可以更全面地检测电力设备的故障，更便于检测人员进行设备故障的检测。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的红外紫外可见光图像融合的一体化巡检仪内部结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的紫外成像仪的内部结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

需要说明的是，本实用新型实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本实用新型实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

本实用新型的技术方案中，针对被检测的设备同时进行红外、紫外光拍摄，并从拍摄的紫外图像中分析出故障隐患的紫外光斑图像，进而将紫外光斑图像和拍摄的红外图像进行融合并输出，用于检测所述设备的故障。这样，融合的图像中可以体现红外光拍摄的温度异常现象，反映光晕或电弧等故障隐患现象的紫外光斑图像的信息，综合这些信息可以更全面地反映设备当前的状况，可以更全面地检测电力设备的故障，更便于检测人员进行设备故障的检测。

下面结合附图详细说明本实用新型实施例的技术方案。

本实用新型实施例提供的红外紫外可见光图像融合的一体化巡检仪，内部结构如图1所示，包括：红外成像仪201、紫外成像仪203、可见光成像仪205、紫外光斑分析仪202、图像融合器204。

其中，红外成像仪201用于针对被检测的设备进行红外拍摄，并将拍摄的红外图像输出。

可见光成像仪205用于针对被检测的设备进行可将光拍摄，并将拍摄的可将光图像输出。

紫外成像仪203用于针对所述设备拍摄紫外图像，并输出拍摄的紫外图像。

紫外光斑分析仪202与所述紫外成像仪203连接，用于分析所述紫外成像仪所拍摄的紫外图像并输出其中包含的故障隐患的紫外光斑图像。

图像融合器204，与红外成像仪201、可见光成像仪205以及紫外光斑分析仪202相连接，用于融合红外成像仪201输出的红外图像、可见光图像输出的可见光图像和紫外光斑分析仪输出的故障隐患的紫外光斑图像，并将融合的图像进行显示。也就是说，图像融合器204将紫外光斑分析仪201输出的紫外光斑图像、红外成像仪201输出的红外图像进行融合，得到包含有红外温度异常信息、红外光斑信息的融合图像，以便于检测人员从图像中得到综合的信息，可以更全面地了解设备当前的状况，可以更全面地检测电力设备的故障，更便于检测人员进行设备故障的检测。

图像融合器204可以由逻辑电路搭建而成；其中，逻辑电路可以包括：FPGA(FieldProgrammable Gate Array，现场可编程门阵列)、PLC(Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器)、或者逻辑门电路等。

更优地，本实用新型实施例的检测装置中，可采用一种小型的紫外成像仪，实现整个检测装置的小型化，从而可以实现在现场进行设备故障的检测。事实上，在现有技术中，通常是利用红外热成像技术拍摄红外图像，利用紫外成像法拍摄紫外图像后，将拍摄到的图像拿回实验室或基地进行处理分析后，才能确定是否有故障，非常繁琐。而本实用新型小型化后的检测装置，则可即拍即显示设备故障信息，使得检测人员在现场就可以检测出设备的故障，及时进行检修工作。

上述紫外成像仪203的一种内部结构可以如图2所示，包括：紫外CCD(ChargeCoupled Device，电荷藕合器件图像传感器)301、水平驱动信号产生单元302、垂直驱动信号产生单元303、偏置电压产生电路304、模拟视频信号处理单元305。进一步，紫外成像仪203还可以包括视频数据处理单元306，以及设置于紫外CCD301前面的紫外光学镜头，设置于紫外光学镜头与紫外CCD301之间的滤光片。

其中，紫外CCD301用于将接收到的紫外光子信号转换为模拟电信号输出；

水平驱动信号产生单元302与紫外CCD301相连接，用于为所述紫外CCD301提供水平驱动信号；

垂直驱动信号产生单元303与紫外CCD301相连接，用于为所述紫外CCD301提供垂直驱动信号；

偏置电压产生电路304与水平驱动信号产生单元302，以及垂直驱动信号产生单元303相连接，用于为所述水平驱动信号产生单元，以及垂直驱动信号产生单元输出的电压提供偏置电压；

模拟视频信号处理单元305与紫外CCD301相连接，用于对所述紫外CCD301输出的模拟电信号进行CDS(Correlated Double Sampling，相关双采样)、增益调整后，转换为数字信号输出；

视频数据处理单元306与模拟视频信号处理单元305相连接，用于将所述模拟视频信号处理单元输出的数字信号进行格式转换，以便于传输或显示。

其中，所述水平驱动信号产生单元302具体包括：水平驱动时序发生子单元311水平电压驱动电路312。

其中，水平驱动时序发生子单元311输出水平时序信号。水平电压驱动电路312与水平驱动时序发生子单元311相连接，用于将水平时序信号转换为符合紫外CCD301驱动电压要求的水平驱动信号。

所述垂直驱动信号产生单元303具体包括：垂直驱动时序发生子单元321、垂直电压驱动电路322。

垂直驱动时序发生子单元321输出垂直时序信号。垂直电压驱动电路322与垂直驱动时序发生子单元321相连接，用于将垂直时序信号转换为符合紫外CCD301驱动电压要求的垂直驱动信号。

水平驱动信号和垂直驱动信号驱动紫外CCD301进行紫外光到电子的转换，产生模拟视频信号。进而由模拟视频信号处理单元305对模拟视频信号进行CDS、增益调整及AD变换等模拟信号处理产生数字图像信号。

事实上，现有技术的紫外成像装置通常需要设置像增强器，其主要功能是将微弱的紫外光照射下的景物，通过光电转换、电子倍增和电光转换，完成紫外辐射图像的增强，之后在像增强器后设置一个普通的CCD实现紫外线的探测。然而，设置了像增强器会使得紫外成像装置体积很大，不便携。

而本实用新型中采用高灵敏度紫外CCD进行紫外光到电子的转换，而没有采用像增强器，实现了紫外成像仪的小型化，同时也就使得整个检测装置小型化，具有便携性。

更优地，为进一步实现小型化，上述的水平驱动时序发生子单元311、垂直驱动时序发生子单元321，以及所述模拟视频信号处理单元305集成于一个芯片中，例如，全集成AFE(Analog Front End，模拟前端)芯片中。

更优地，上述垂直驱动时序发生子单元321，以及视频数据处理单元306也可集成于一个逻辑器件芯片中，例如FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)芯片中。

所述装置内部设置有温湿度传感器，能够实时显示温湿度情况。

所述紫外成像仪包括紫外镜头，所述紫外镜头为可工作在全光圈、F4.5f＝105mm的高精度紫外镜头。

虽然本文是以电力行业的电力设备的检测为例说明技术方案，显然，本实用新型的技术方案也可用于其它行业的设备检测中。

本实用新型实施例的技术方案中，针对被检测的设备同时进行红外、紫外光拍摄，并从拍摄的紫外图像中分析出故障隐患的紫外光斑图像，进而将紫外光斑图像和拍摄的红外图像进行融合并输出，用于检测所述设备的故障。这样，融合的图像中可以体现红外光拍摄的温度异常现象，反映光晕或电弧等故障隐患现象的紫外光斑图像的信息，综合这些信息可以更全面地反映设备当前的状况，可以更全面地检测电力设备的故障，更便于检测人员进行设备故障的检测。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本实用新型的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本实用新型的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种红外紫外可见光图像融合的一体化巡检仪，包括：

拍摄并输出红外图像的红外成像仪；

拍摄并输出紫外图像的紫外成像仪；

拍摄并输出可见光图像的可见光成像仪；

与所述紫外成像仪连接的紫外光斑分析仪，用于分析所述紫外成像仪所拍摄的紫外图像并输出其中包含的故障隐患的紫外光斑图像；

与所述红外成像仪、所述紫外光斑分析仪和所述可见光成像仪相连接的图像融合器，用于融合所述红外成像仪输出的所述红外图像、所述可见光图像输出的所述可见光图像和所述紫外光斑分析仪输出的故障隐患的所述紫外光斑图像。

2.根据权利要求1所述的巡检仪，其特征在于，所述紫外成像仪包括：

用于将接收到的紫外光子信号转换为模拟电信号的紫外CCD；

与所述紫外CCD相连接的水平驱动信号产生单元，用于为所述紫外CCD提供水平驱动电压；

与所述紫外CCD相连接的垂直驱动信号产生单元，用于为所述紫外CCD提供垂直驱动电压；

与所述水平、垂直驱动信号产生单元相连接的偏置电压产生电路，用于为所述水平、垂直驱动信号产生单元输出的电压提供偏置电压。

3.根据权利要求2所述的巡检仪，其特征在于，所述紫外成像仪还包括：

与所述紫外CCD相连接的模拟视频信号处理单元，用于对所述紫外CCD输出的模拟电信号进行相关双采样、增益调整，并转换为数字信号输出。

4.根据权利要求3所述的巡检仪，其特征在于，所述紫外成像仪还包括：

与所述模拟视频信号处理单元相连接的视频数据处理单元，用于将所述模拟视频信号处理单元输出的数字信号进行格式转换。

5.根据权利要求4所述的巡检仪，其特征在于，所述水平驱动信号产生单元包括：

用于输出水平时序信号的水平驱动时序发生子单元；

与所述水平驱动时序发生子单元相连接的水平电压驱动电路，用于将水平时序信号转换为符合紫外CCD驱动电压要求的水平驱动信号。

6.根据权利要求5所述的巡检仪，其特征在于，所述垂直驱动信号产生单元包括：

用于输出垂直时序信号的垂直驱动时序发生子单元；

与所述垂直驱动时序发生子单元相连接的垂直电压驱动电路，用于将垂直时序信号转换为符合紫外CCD驱动电压要求的垂直驱动信号。

7.根据权利要求5所述的巡检仪，其特征在于，

所述水平驱动时序发生子单元，以及所述模拟视频信号处理单元集成于一个芯片中。

8.根据权利要求6所述的巡检仪，其特征在于，

所述垂直驱动时序发生子单元，以及所述视频数据处理单元集成于FPGA芯片中。

9.根据权利要求1-3任一所述的巡检仪，其特征在于，所述图像融合器由逻辑电路搭建而成，所述逻辑电路包括FPGA、PLC或逻辑门电路。