基于图像合成技术的便携式超声、红外、紫外检测仪制造技术

本发明专利技术涉及一种基于图像合成技术的便携式超声、红外、紫外检测仪，包括：超声波可视模块，用于同步采集超声阵列信号和可见光图像并对超声阵列信号和可见光图像进行合成，获得超声可见光图像；红外检测模块，用于与所述超声波可视模块同步采集红外图像；紫外检测模块，用于与所述超声波可视模块同步采集紫外图像；控制显示模块，分别连接所述超声波可视模块、红外检测模块和紫外检测模块，用于对所获取的超声可见光图像、红外图像和紫外图像进行合成处理并显示；电源，用于对所述超声波可视模块、红外检测模块、紫外检测模块和控制显示模块供电。与现有技术相比，本发明专利技术具有检测精度高、使用方便等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及属于电气设备检测领域，尤其是涉及一种基于图像合成技术的便携式超声、红外、紫外检测仪。
技术介绍
随着电网规模的快速发展，电气设备的数量飞速增长。由于绝大部分高压电气设备为户外布置，受环境影响较大。户外变电设备在发生故障前，往往会发生局部放电，放电源会产生声、电和化学效应。有经验的运行人员往往能够利用超声、紫外及红外设备，提前发现设备隐患杜绝事故的发生。在多年的实践中，超声、紫外和红外等检测设备的有效性已经得到了极大的肯定，但是受检测技术水平的限制，单一原理的检测设备都各有其优缺点。1、利用超声检测放电非常有效，而且可以减少可听声的干扰，但是超声波的指向性较强，在空气中传播容易衰减，往往需要检测设备具有较高的灵敏度，同时需要检测者具有较为丰富的经验；2、常用的非制冷焦平面原理的红外热像仪对发热性缺陷的检出率较高，但对于放电性故障往往无能为力；3、紫外成像仪对于放电的检测灵敏度较高，但是容易被遮挡，对于处于隐蔽部位或内部的放电无能为力。现有上述单一检测设备难以满足更高精度的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种检测精度高、使用方便的基于图像合成技术的便携式超声、红外、紫外检测仪。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于图像合成技术的便携式超声、红外、紫外检测仪，包括：超声波可视模块，用于同步采集超声阵列信号和可见光图像并对超声阵列信号和可见光图像进行合成，获得超声可见光图像；红外检测模块，用于与所述超声波可视模块同步采集红外图像；紫外检测模块，用于与所述超声波可视模块同步采集紫外图像；控制显示模块，分别连接所述超声波可视模块、红外检测模块和紫外检测模块，用于对所获取的超声可见光图像、红外图像和紫外图像进行合成处理并显示；电源，用于对所述超声波可视模块、红外检测模块、紫外检测模块和控制显示模块供电。所述超声波可视模块包括超声传感器阵列、超声放大电路、摄像头、模数转换器、第一图像合成单元和第一显示器，所述超声传感器阵列、超声放大电路和模数转换器依次连接，所述摄像头与模数转换器连接，所述模数转换器、第一图像合成单元和第一显示器依次连接，第一图像合成单元将超声传感器阵列采集的超声阵列信号和摄像头采集的可见光图像进行合成，并显示于第一显示器中。所述超声传感器阵列由16只摆放在不同位置的超声传感器组成；16只所述超声传感器具体摆放位置为：每四个超声传感器构成一组线型阵，形成上、下、左、右四组线型阵，组成二维方形阵。所述超声放大电路为双极放大电路，该双极放大电路的每级电路都采用负反馈放大电路，且两级放大电路之间用电容隔离直流成分。所述第一图像合成单元将超声阵列信号和可见光图像进行合成的具体过程为：S101、将每组线型阵中每个超声传感器采集的超声信号进行叠加生成指向性信号；S102、利用以下公式分别对上下线型阵和左右线型阵的指向信号进行延时相关计算：CTB(n)＝ΣST(t+n)·SB(t)CLR(n)＝ΣSL(t+n)·SR(t)其中，CTB(n)和CLR(n)分别为上下线型阵和左右线型阵指向信号的相关系数，ST(t)、SB(t)、SL(t)和SR(t)为上、下、左、右线型阵的指向性信号；S103、分别选取CTB(n)和CLR(n)的最大值作为超声源位置的垂直坐标和水平坐标；S104、以步骤S103中所述的超声源位置为中心，CTB(n)和CLR(n)的最大值为幅值，生成二维高斯函数，形成二维矩阵；S105、将可见光图像作为背景、步骤S104中所述的二维矩阵作为前景，合成为超声可见光图像并发送给第一显示器进行显示。所述红外检测模块包括将红外辐射能转换为电信号、再将所述电信号进行处理后转换为红外图像序列的红外热像仪。所述紫外检测模块包括将紫外辐射处理形成紫外图像序列的紫外热像仪。所述控制显示模块包括相连接的第二图像合成单元与第二显示器，所述第二图像合成单元分别连接超声波可视模块、红外检测模块和紫外检测模块，利用图像融合算法将所述超声可见光图像、红外图像和紫外图像进行融合并在第二显示器上进行显示。所述第二图像合成单元利用图像融合算法进行融合的具体过程为：S201、提取所述红外图像中的红外目标得到红外目标区域图像，将所述红外目标区域图像、超声可见光图像进行融合得到红外目标图像；S202、对所述超声可见光图像、红外目标图像以及紫外图像进行图像增强；S203、对增强后的图像进行图像配准；S204、对配准后的图像进行融合。所述电源采用4节5V电池供电，每节电池的容量为2500mAh。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：(1)本专利技术检测仪可获得被测对象基于超声、红外、紫外的图像信息，通过综合图像信息进行后续检测，解决了单一设备检测存在的问题，综合了超声、红外、紫外的优点，有效提高了设备检测的精确度，可以及早的发现变电设备的问题，避免发生不必要的损失。(2)本专利技术超声波可视模块利用超声源定位算法估计空间中各个方位的超声强度，同时结合摄像头采集到的空间视觉场景信息共同显示。通过这种方式，检修人员可直接观察到超声源的位置，并判断设备的放电点，尤其适用于需要远距离设备检修，如输电高杆、高压变电站等应用场合。检修人员可以直观地发现异常超声源的产生位置，由不可听的超声信号源成像标识为可视的图像放电点，帮助检修人员直观、快速地判断出故障点。该技术可以实现对目标超声源的定向采集，有效地抑制来自其它方向的噪音，从而克服工作现场的折射、干扰等问题。(3)本专利技术将超声可见光图像、红外图像和紫外图像通过图像融合方法合成为一混合图像，消除了单一检测设备在空间上的位置和角度差异，实现多种图像的选择性重叠，从而进一步提高了检测的精度。(4)本专利技术检测仪可由现场工作人员手持，对各类变电设备进行检测，检测结果包括超声波可视检测结果、红外测温检测结果、紫外放电检测结果以及综合检测结果，使用方便，数据全面。(5)本专利技术检测仪重量轻，绝缘性能好，抗震性能好，电磁兼容性能好。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术超声传感器阵列设计示意图；图3为本专利技术超声信号放大电路示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本实施例以本专利技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于图像合成技术的便携式超声、红外、紫外检测仪，其特征在于，包括：超声波可视模块，用于同步采集超声阵列信号和可见光图像并对超声阵列信号和可见光图像进行合成，获得超声可见光图像；红外检测模块，用于与所述超声波可视模块同步采集红外图像；紫外检测模块，用于与所述超声波可视模块同步采集紫外图像；控制显示模块，分别连接所述超声波可视模块、红外检测模块和紫外检测模块，用于对所获取的超声可见光图像、红外图像和紫外图像进行合成处理并显示；电源，用于对所述超声波可视模块、红外检测模块、紫外检测模块和控制显示模块供电。

【技术特征摘要】
1.一种基于图像合成技术的便携式超声、红外、紫外检测仪，其特征在于，
包括：
超声波可视模块，用于同步采集超声阵列信号和可见光图像并对超声阵列信号
和可见光图像进行合成，获得超声可见光图像；
红外检测模块，用于与所述超声波可视模块同步采集红外图像；
紫外检测模块，用于与所述超声波可视模块同步采集紫外图像；
控制显示模块，分别连接所述超声波可视模块、红外检测模块和紫外检测模块，
用于对所获取的超声可见光图像、红外图像和紫外图像进行合成处理并显示；
电源，用于对所述超声波可视模块、红外检测模块、紫外检测模块和控制显示
模块供电。
2.根据权利要求1所述的基于图像合成技术的便携式超声、红外、紫外检测
仪，其特征在于，所述超声波可视模块包括超声传感器阵列、超声放大电路、摄像
头、模数转换器、第一图像合成单元和第一显示器，所述超声传感器阵列、超声放
大电路和模数转换器依次连接，所述摄像头与模数转换器连接，所述模数转换器、
第一图像合成单元和第一显示器依次连接，第一图像合成单元将超声传感器阵列采
集的超声阵列信号和摄像头采集的可见光图像进行合成，并显示于第一显示器中。
3.根据权利要求2所述的基于图像合成技术的便携式超声、红外、紫外检测
仪，其特征在于，所述超声传感器阵列由16只摆放在不同位置的超声传感器组成；
16只所述超声传感器具体摆放位置为：每四个超声传感器构成一组线型阵，
形成上、下、左、右四组线型阵，组成二维方形阵。
4.根据权利要求2所述的基于图像合成技术的便携式超声、红外、紫外检测
仪，其特征在于，所述超声放大电路为双极放大电路，该双极放大电路的每级电路
都采用负反馈放大电路，且两级放大电路之间用电容隔离直流成分。
5.根据权利要求3所述的基于图像合成技术的便携式超声、红外、紫外检测
仪，其特征在于，所述第一图像合成单元将超声阵列信号和可见光图像进行合成的
具体过程为：
S101、将每组线型阵中每个超声传感器采集的超声信号进行叠加生成指向性

\t信号；
S102、利用以下公式分别对上下线型阵和左右线型阵的指向信号进行延时相
关计算：
CTB(n)＝ΣST(t+n...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐鹏，粟俊，傅晨钊，张佳，高凯，陆启宇，李贤宁，彭明，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司，华东电力试验研究院有限公司，上海艾飞能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31