专利名称：一种自适应扫描的窑炉热像仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及测量仪器，尤其涉及一种红外线遥测仪器，特别是一种自适应扫描的窑炉热像仪。
背景技术：
现有技术中，普遍利用窑炉热像仪检测水泥生产厂的回转窑的胴体温度。窑炉热像仪在线检测胴体温度的变化，实时地以二维温度分布的图像显示在显示器上，能及时地直观地把胴体的温度检测出来。由于胴体炉衬经常发生变化，甚至脱落，胴体的温度变化不断，在炉衬脱落的地方温度特别高，甚至会发生红窑。发生红窑后，如果不及时处理将会使胴体变形，以致不能生产，此外，全窑的胴体温度和炉内耐火砖的侵蚀状况都是控制水泥生产质量的重要信息，所以窑炉热像仪是现代水泥生产所必须具备的检测仪器。现有技术中的窑炉热像仪由扫描头部和计算机处理系统构成，扫描头部安装在窑炉胴体旁边，计算机处理系统安放在中央控制室，两者由电缆相连接，扫描头部由扫描镜、扫描镜位置传感器、主透镜、红外探测器、前置放大器、主放大器和输出驱动电路构成。扫描镜作旋转运动，当旋转在不同角度时，此方向的窑炉胴体发出的红外线进入扫描头部。扫描镜的旋转角度具有一定的范围，相应的扫描头部的扫描角度也具有一定的范围。窑炉胴体发出的红外线由扫描镜反射进入主透镜，然后红外线会聚在红外探测器，红外探测器采用光电转换元件，把红外线转换为电信号，电信号由前置放大器放大，再由主放大器和输出驱动电路输出，经过电缆进入中央控制室内的计算机处理系统，同时，扫描镜位置传感器将扫描镜的位置信号传递到计算机处理系统，由A/D转换器将温度信号依据位置信号转换为数字信号，经过处理后，把胴体的温度分布显示在显示器上。现有技术中的窑炉热像仪的扫描头部的扫描角度的范围固定，而在实际应用中，由于安装位置的限制，扫描角不能全部包含需要的检测部分或者过多地含有用户不要求的检测部分，造成检测部分热图像的欠缺或者显示了不需要的部分。因而，热像仪的应用经常不理想。
发明内容
本实用新型所要解决的现有技术中的缺陷问题是由于现有技术中的窑炉热像仪的扫描头部的扫描角度的范围固定，所以在实际应用中，由于安装位置的限制，扫描角不能全部包含需要的检测部分或者过多地含有用户不要求的检测部分，造成检测部分热图像的欠缺或者显示了不需要的部分。因而，热像仪的应用经常不理想。
本实用新型为解决现有技术中的上述技术问题所采用的技术方案是提供一种自适应扫描的窑炉热像仪，所述的这种自适应扫描的窑炉热像仪由扫描头部和计算机处理装置构成，所述的扫描头部由扫描镜、主透镜、红外探测器、前置放大器、主放大器和输出驱动电路构成，所述的扫描镜设置在所述的主透镜的一侧，所述的扫描镜与一个旋转构件连接，所述的主透镜设置在所述的红外探测器的前端，所述的红外探测器具有一个电信号输出端，所述的电信号输出端与所述的前置放大器电气连接，所述的前置放大器与所述的主放大器和输出驱动电路电气连接，所述的主放大器和输出驱动电路通过电缆与所述的计算机处理装置连接，所述的计算机处理装置中设置有A/D转换器，其中，所述的A/D转换器与一个可变时钟发生器连接，所述的可变时钟发生器中设置有一个计算机接口电路，所述的计算机接口电路与所述的计算机处理装置连接。
进一步的，所述的红外探测器由碲镉汞红外敏感元、半导体制冷器和温度传感器构成。
进一步的，所述的可变时钟发生器可以采用intel公司8254可编程计时计数器。
进一步的，所述的A/D转换器可以采用AD公司的pipelinedAD9221芯片。
本实用新型的工作过程是窑炉胴体发出的红外线由扫描镜反射进入主透镜，然后红外线会聚在红外探测器，红外探测器将红外线转换为温度电信号，此电信号由前置放大器放大，再传递到主放大器和输出驱动电路，通过电缆温度电信号传递到计算机处理装置。计算机处理装置通过可变时钟发生器中的接口电路对可变时钟发生器进行编程，使可变时钟发生器产生不同频率的时钟脉冲，此脉冲输入A/D转换器，触发A/D转换。因此通过对可变时钟发生器的编程，能够控制A/D转换的速率，在扫描镜转速和采样数目不变的情况下，A/D转换速率的改变即等于扫描角度的变化。依据扫描头相对于窑炉胴体的几何位置及所检测的部位，由计算机处理装置计算得到位置数据，A/D转换器的时钟频率以及对可变时钟发生器的编程数据，对可变时钟发生器进行编程，使A/D转换器对检测部位的温度电信号进行数字化，经过处理后，即可得到窑炉胴体的检测部位的温度分布图像。
具体的，所述的可变时钟发生器是一个脉冲发生器，所述的脉冲发生器为触发A/D转换器产生时钟脉冲，其脉冲宽度和极性可根据A/D转换器的要求设定。其脉冲的频率能够改变，并能够采用编程的方式设置脉冲的频率。
进一步的，本实用新型中所述的计算机处理装置、扫描镜、主透镜、红外探测器、前置放大器、主放大器和输出驱动电路、旋转构件、A/D转换器、可变时钟发生器及其接口电路均可采用现有技术中的公知技术来实现，有关计算机处理装置、扫描镜、主透镜、红外探测器、前置放大器、主放大器和输出驱动电路、旋转构件、A/D转换器、可变时钟发生器及其接口电路均在现有技术中的公知技术方案，已为本领域的普通技术人员所熟知，所以在此不再赘述。
本实用新型与已有技术相对照，其效果是积极和明显的。本实用新型一种自适应扫描的窑炉热像仪由计算机处理装置根据扫描头部具体位置计算得到位置数据，利用可变时钟发生器来控制A/D转换的速率，从而根据A/D转换速率的改变确定扫描角度，克服了传统热像仪扫描角度固定的缺陷，它能够在40°～110°的扫描范围内采集温度数据，把所要求检测的胴体部分正好充满画面显示在显示器上。画面的显示分辨率保持不变，即热图像的质量保持不变。因而在实际应用中，几乎可以在所有情况下，都能完美地显示热图像，从而满足了用户的要求。
图1是本实用新型一种自适应扫描的窑炉热像仪的一个优选实施例的功能结构模块示意图。
图2是本实用新型一种自适应扫描的窑炉热像仪的一个优选实施例的原理结构示意图。
具体实施方式
如图1和图2所示，本实用新型一种自适应扫描的窑炉热像仪由扫描头部10和计算机处理装置30构成，所述的扫描头部10由扫描镜1、主透镜2、红外探测器3、前置放大器4、主放大器和输出驱动电路5构成，所述的扫描镜1设置在所述的主透镜2的一侧，所述的扫描镜1与一个旋转构件连接，所述的主透镜2设置在所述的红外探测器3的前端，所述的红外探测器3具有一个电信号输出端，所述的电信号输出端与所述的前置放大器4电气连接，所述的前置放大器4与所述的主放大器和输出驱动电路5电气连接，所述的主放大器和输出驱动电路5通过电缆与所述的计算机处理装置30连接，所述的计算机处理装置30中设置有A/D转换器20，其中，所述的A/D转换器20与一个可变时钟发生器50连接，所述的可变时钟发生器50中设置有一个计算机接口电路60，所述的计算机接口电路60与所述的计算机处理装置30连接，所述的计算机处理装置30连接一个显示器40。
进一步的，所述的红外探测器由碲镉汞红外敏感元、半导体制冷器和温度传感器构成。
进一步的，所述的可变时钟发生器50采用intel公司8254可编程计时计数器。
进一步的，所述的A/D转换器20采用AD公司的pipelinedAD9221芯片。
权利要求1，一种自适应扫描的窑炉热像仪，由扫描头部和计算机处理装置构成，所述的扫描头部由扫描镜、主透镜、红外探测器、前置放大器、主放大器和输出驱动电路构成，所述的扫描镜设置在所述的主透镜的一侧，所述的扫描镜与一个旋转构件连接，所述的主透镜设置在所述的红外探测器的前端，所述的红外探测器具有一个电信号输出端，所述的电信号输出端与所述的前置放大器电气连接，所述的前置放大器与所述的主放大器和输出驱动电路电气连接，所述的主放大器和输出驱动电路通过电缆与所述的计算机处理装置连接，所述的计算机处理装置中设置有A/D转换器，其特征在于所述的A/D转换器与一个可变时钟发生器连接，所述的可变时钟发生器中设置有一个计算机接口电路，所述的计算机接口电路与所述的计算机处理装置连接。
2，如权利要求1所述的自适应扫描的窑炉热像仪，其特征在于所述的红外探测器由碲镉汞红外敏感元、半导体制冷器和温度传感器构成。
3，如权利要求1所述的自适应扫描的窑炉热像仪，其特征在于所述的可变时钟发生器为intel公司8254可编程计时计数器。
4，如权利要求1所述的自适应扫描的窑炉热像仪，其特征在于所述的A/D转换器为AD公司的pipelinedAD9221芯片。
专利摘要一种自适应扫描的窑炉热像仪，由扫描头部和计算机处理装置构成，扫描头部经电缆与计算机处理装置连接。计算机处理装置内设A/D转换器，A/D转换器与可变时钟发生器连接，可变时钟发生器中设置有接口电路，通过接口电路对可变时钟发生器进行编程，使可变时钟发生器产生不同频率时钟脉冲，脉冲输入A/D转换器，触发A/D转换。依据扫描头相对于窑炉胴体的几何位置及所检测部位，由计算机处理装置计算得到位置数据、A/D转换器时钟频率以及对可变时钟发生器的编程数据，对可变时钟发生器编程，对由扫描头传输过来的温度信号进行A/D转换，实现数字化，经处理可得到所检测部位的温度分布图像。本实用新型克服了传统热像仪扫描位置受限的缺陷，显示热图像效果理想。
文档编号G01J5/52GK2711707SQ20042002345
公开日2005年7月20日 申请日期2004年6月7日 优先权日2004年6月7日
发明者郁雷 申请人:上海德运光电技术有限公司