一种即插即用的红外成像测温传感器及红外成像测温系统技术方案

本发明专利技术公开了一种即插即用的红外成像测温传感器，包括：红外探头，其采集被检测对象的红外图像；驱动板，其与所述红外探头连接，所述驱动板上设有温度控制模块、A/D转换模块和偏置电压模块；其中所述偏置电压模块为红外探头提供电压；所述A/D转换模块将红外探头传输的图像信号转换为数字图像信号；所述温度控制模块控制所述红外探头的焦平面阵列的温度；FPGA板，其与所述驱动板连接，所述FPGA板上设有FPGA模块、存储模块和即插即用接口驱动模块，其中所述存储模块和即插即用接口驱动模块均与FPGA模块连接，其中FPGA模块给所述红外探头和A/D转换模块输出驱动时钟信号。此外，本发明专利技术还公开了一种红外成像测温系统。

A Plug-and-Play Infrared Imaging Temperature Sensor and Infrared Imaging Temperature Measurement System

The invention discloses a Plug-and-Play infrared imaging temperature sensor, which comprises an infrared probe, which collects infrared images of the detected object; a driving board connected with the infrared probe, which is provided with a temperature control module, an A/D conversion module and a bias voltage module; the bias voltage module provides a voltage for the infrared probe; and the A/D conversion module will provide a voltage for the infrared probe. The image signal transmitted by the infrared probe is converted into digital image signal; the temperature control module controls the temperature of the focal plane array of the infrared probe; the FPGA board is connected with the driving board, and the FPGA board is equipped with an FPGA module, a storage module and a plug-and-play interface driver module. The storage module and the plug-and-play interface driver module are connected with the FPGA module. The middle FPGA module outputs the driving clock signal to the infrared probe and A/D conversion module. In addition, the invention also discloses an infrared imaging temperature measuring system.

【技术实现步骤摘要】
一种即插即用的红外成像测温传感器及红外成像测温系统
本专利技术涉及一种测温传感器及测温系统，尤其涉及一种红外成像的测温传感器及测温系统。
技术介绍
温度是表征电气设备运行状态的一个重要参数。实际运行经验和理论分析表明，母排、电缆接头处发生的各类故障并不是一个突发的过程，因为设备局部温度不断升高，使绝缘逐步老化、泄漏电流逐渐增加，到达一定程度后再发生击穿，是一个由量变到质变的过程。因此，连续地监测设备温度的变化，就可以掌握其运行状况，根据情况适时进行停电检修。通过电气设备实时在线测温，对电气设备运行状态进行监控和评估，是保证电气设备安全运行的有效手段之一。而目前针对电力设备现场温度测量的差异化，现有技术中的在线测温方式主要采用接触式的温度传感器进行温度变换，这种方式在电气设备电压等级较高时具有一定的安全隐患。而传统的红外检测方法采用红外测温仪、红外行扫描仪、红外热像仪，定期对电力设备进行检测。现场应用情况表明，当前的红外测温成像仪，工作模式较为单一，影响了电力设备测温密度和便捷及时率，不能很好适应现场电力设备温度状态评估的差异化需求。基于此，期望获得一种红外成像测温传感器，该红外成像测温传感器工作模式多样，提高传感器的可移植性，信号传输方式多样，从而满足电力设备现场温度测量的差异化需要。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种即插即用的红外成像测温传感器，所述的红外成像测温传感器可以与各种智能终端配合使用，极大提高了红外成像测温传感器的可移植性，并且所述的红外成像测温传感器的便携性与普及性大大优于现有的传统红外传感器。此外，本专利技术所述的即插即用的红外成像测温传感器测温分辨率高、测温范围广，准确度精度高。为了达到上述专利技术的目的，本专利技术提供了一种即插即用的红外成像测温传感器，包括：红外探头，其采集被检测对象的红外图像；驱动板，其与所述红外探头连接，所述驱动板上设有温度控制模块、A/D转换模块和偏置电压模块；其中所述偏置电压模块为红外探头提供电压；所述A/D转换模块将红外探头传输的图像信号转换为数字图像信号；所述温度控制模块控制所述红外探头的焦平面阵列的温度；FPGA板，其与所述驱动板连接，所述FPGA板上设有FPGA模块、存储模块和即插即用接口驱动模块，其中所述存储模块和即插即用接口驱动模块均与FPGA模块连接，其中FPGA模块给所述红外探头和A/D转换模块输出驱动时钟信号，以使其开始工作，A/D转换模块将所述数字图像信号传输给FPGA模块进行处理，FPGA模块将处理后的数字图像信号写入所述存储模块；所述即插即用接口驱动模块上设有即插即用接口，当所述即插即用接口外接设备时，所述FPGA模块从所述存储模块调取数据并将其经由即插即用接口传输给所述设备。在本专利技术所述的技术方案中，红外探头用于采集被检测对象的红外图像，并且所述红外探头可以采用模拟电源和数字电源同时供电，红外探头通过捕捉电力设备热辐射形成热像图或热像视频并转化为图像信号输出给驱动板中的A/D转换模块，A/D转换模块将红外探头输出的图像信号转换为有序的数字图像信号后，进一步传输给FPGA模块进行处理，随后，FPGA模块将处理后的数字图像信号写入所述存储模块。需要说明的是，FPGA模块对于数字图像信号的处理包括数字信号的矫正处理以及其他本领域内的技术人员所熟知的数据处理方式，由于数据处理方式属于本领域内的技术人员所知晓的常规技术手段，因而，在此不再赘述。而当FPGA模块中的即插即用接口外接设备时，FPGA模块从所述存储模块调取数据并将其经由即插即用接口传输给所述设备。在工作过程中，温度控制模块用于控制所述红外探头的焦平面阵列的温度，温控控制模块通过调节温控电路的电流大小和方向，实现对红外探头加热或制冷达到稳定温度的作用，而采用偏置电压模块是由于直流偏置电压值相差较大，且对电压源噪声要求较高，因此，采用基准源与运算放大器相结合的模式来构成偏置电压模块为红外探头提供所需电压。而FPGA模块在电路通路后加载FPGA程序，并可以对红外探头和A/D转换模块输出驱动时钟信号，驱动红外探头和A/D转换模块工作。需要说明的是，在本专利技术所述的技术方案中，FPGA是指现场可编程门阵列(Field－ProgrammableGateArray)。进一步地，在本专利技术所述的即插即用的红外成像测温传感器中，所述即插即用接口为USB接口。进一步地，在本专利技术所述的即插即用的红外成像测温传感器中，所述存储模块为SRAM。需要说明的是，在本专利技术所述的技术方案中，把数字图像信号写入所述存储模块时，数字图像信号包括行频、帧频信号进行同步，同步后的信号在静态随机存储器(即SRAM，以下简称SRAM)的控制下在SRAM中缓存。可以想到的是，在一些其他的实施方式中，也可以采用其他本领域内的技术人员所知晓的存储模块实现存储信号的功能，例如DRAM。进一步地，在本专利技术所述的即插即用的红外成像测温传感器中，所述存储模块至少包括两个子模块，经过处理的数字图像信号被交替写入该至少两个子模块中。采用至少两个子模块有利于提高图像存储的效率以及图像存储空间。进一步地，在本专利技术所述的即插即用的红外成像测温传感器中，所述红外探头为非制冷型红外探头，所述非制冷型红外探头包括非制冷微测辐射热计焦平面阵列、读出电路、热电制冷器和温度传感器，所述热电制冷器和温度传感器与所述驱动板的温度控制模块连接，以实现温度控制模块对所述非制冷微测辐射热计焦平面阵列的温度控制。上述方案中，非制冷型红外探头可以采用384×288阵列的长波红外探头，该长波红外探头对8～14μm长波段光辐射敏感，是一种可靠度高、体积小、重量轻、功耗低的光电转换元件。所采用的非制冷微测辐射热计焦平面阵列可以为384列×288行的二维阵列组成，阵列与读出电路相连，以脉冲方式对所述的非制冷微测辐射热计焦平面阵列的上的象素信号逐行读出和积分。此外，由于非制冷微测辐射热计焦平面阵列需要保持自身温度的平稳，才能得到高质量的红外图像，因而其和温度传感器与温度控制模块连接，实现了非制冷微测热计焦平面阵列的温度控制。相应地，本专利技术的另一目的在于提供一种即插即用的红外成像测温系统，所述的红外成像测温系统能够采用多种工作模式对电力设备现场进行数据采集，可以具备多种信号传输通道，例如通过miniUSB、3G/4G或wifi接口，以满足独立工作、组网在线工作的需求。为了达到上述专利技术的目的，本专利技术提供了一种即插即用的红外成像测温系统，包括：至少一个便携式红外探测终端，其中每一个便携式红外探测终端均包括上述的红外成像测温传感器和与红外成像测温传感器即插即用地连接的便携式智能终端，所述便携式智能终端上装载有红外探测管理模块，所述红外探测管理模块对传输自所述红外成像测温传感器的数据进行分析和处理；至少一个在线监测终端，其中每一个在线监测终端均包括上述的红外成像测温传感器和与所述红外成像测温传感器即插即用地连接的在线监测交互控制装置；后台管理系统，其与所述在线监测交互控制装置连接，所述在线监测交互控制装置将接收自与其连接的红外成像测温传感器的数据传输给后台管理系统，以对与该在线监测终端对应的检测点进行实时在线监测。在本专利技术所述的红外成像测温传感器中，在所述的便携式红外探测终端中，便携式智能终本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种即插即用的红外成像测温传感器，其特征在于，包括：红外探头，其采集被检测对象的红外图像；驱动板，其与所述红外探头连接，所述驱动板上设有温度控制模块、A/D转换模块和偏置电压模块；其中所述偏置电压模块为红外探头提供电压；所述A/D转换模块将红外探头传输的图像信号转换为数字图像信号；所述温度控制模块控制所述红外探头的焦平面阵列的温度；FPGA板，其与所述驱动板连接，所述FPGA板上设有FPGA模块、存储模块和即插即用接口驱动模块，其中所述存储模块和即插即用接口驱动模块均与FPGA模块连接，其中FPGA模块给所述红外探头和A/D转换模块输出驱动时钟信号，以使其开始工作，A/D转换模块将所述数字图像信号传输给FPGA模块进行处理，FPGA模块将处理后的数字图像信号写入所述存储模块；所述即插即用接口驱动模块上设有即插即用接口，当所述即插即用接口外接设备时，所述FPGA模块从所述存储模块调取数据并将其经由即插即用接口传输给所述设备。

【技术特征摘要】
1.一种即插即用的红外成像测温传感器，其特征在于，包括：红外探头，其采集被检测对象的红外图像；驱动板，其与所述红外探头连接，所述驱动板上设有温度控制模块、A/D转换模块和偏置电压模块；其中所述偏置电压模块为红外探头提供电压；所述A/D转换模块将红外探头传输的图像信号转换为数字图像信号；所述温度控制模块控制所述红外探头的焦平面阵列的温度；FPGA板，其与所述驱动板连接，所述FPGA板上设有FPGA模块、存储模块和即插即用接口驱动模块，其中所述存储模块和即插即用接口驱动模块均与FPGA模块连接，其中FPGA模块给所述红外探头和A/D转换模块输出驱动时钟信号，以使其开始工作，A/D转换模块将所述数字图像信号传输给FPGA模块进行处理，FPGA模块将处理后的数字图像信号写入所述存储模块；所述即插即用接口驱动模块上设有即插即用接口，当所述即插即用接口外接设备时，所述FPGA模块从所述存储模块调取数据并将其经由即插即用接口传输给所述设备。2.如权利要求1所述的即插即用的红外成像测温传感器，其特征在于，所述即插即用接口为USB接口。3.如权利要求1所述的即插即用的红外成像测温传感器，其特征在于，所述存储模块为SRAM。4.如权利要求1所述的即插即用的红外成像测温传感器，其特征在于，所述存储模块至少包括两个子模块，经过处理的数字图像信号被交替写入该至少两个子模块中。5.如权利要求1所述的即插即用的红外成像测温传感器，其特征在于，所述红外探头为非制冷型红外探头，所述非制冷型红外探头包括非制冷微测辐射热计焦平面阵列、读出电路、热电制冷器和温度传感器，所述热电制冷器和温度传感器与所述驱动板的温度控制模块连...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋池剑，陈勤，叶炜敏，戴建军，朱佳，李雪强，何莲，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网新源控股有限公司，华东桐柏抽水蓄能发电有限责任公司，上海慕荣电气有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11