一种用于红外热像仪的防太阳灼伤机构的制作方法

1.本发明涉及红外摄像技术领域，具体涉及一种用于红外热像仪的防太阳灼伤机构。


背景技术：

2.红外热像仪是利用景物发出或反射的红外波段的光线，通过光学系统成像在红外焦平面上，利用红外探测器和读出电路，将景物显示出来。太阳等高温光源发出的红外线强度极高，聚焦到红外探测器后很容易对探测器造成不可逆的损伤，通常这种损伤被称为“灼伤”，因此在户外使用时，应尽量避免红外热像仪被太阳灼伤。在热像仪的使用场景中，太阳等高温目标经常不可避免地进入热像仪观测范围内，为此，产生了红外热像仪防灼伤技术。
3.目前防太阳灼伤的方法主要有两种：1.利用红外快门的关闭来截断外部光源；2.利用云台或机器人等装置，通过移动热像仪躲避高强度红外线。其中，利用红外快门关闭来截断外部光源的方法，是利用红外快门将整个光路阻断，这样的后果就是红外探测器无法采集到外部光源，从而导致热像仪无法正常使用；而利用云台或机器人等装置，通过移动热像仪来躲避高强度红外线的方法，虽然红外热像仪还能看到外部图像，但已经不是所需观测目标的图像，即影响了热像仪的正常使用。因此，现有技术的两种防灼伤方法都有其使用局限性。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术存在的上述技术问题，本发明提供了一种用于红外热像仪的防太阳灼伤机构，以在红外探测器检测到太阳光带来的高强度红外线照射后，通过局部遮挡来阻止高强度红外线的照射，同时保持对观测目标的图像获取，以解决现有防灼伤方法存在使用局限性的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供了一种用于红外热像仪的防太阳灼伤机构，其包括：壳体，设有内部空间，以及与所述内部空间导通的入光窗口；红外探测器，安装于所述内部空间并与所述入光窗口相对，以用于采集经所述入光窗口射入的红外线；直线模组，安装于所述内部空间并位于所述红外探测器的侧面；以及挡光条，安装于所述内部空间并与所述直线模组传动连接，且所述挡光条的宽度小于所述红外探测器的感光窗口宽度，当所述红外探测器的探测场景中出现太阳光时，所述直线模组用于带动所述挡光条平移以遮挡住探测场景中太阳光，同时该探测场景中除太阳光之外未被挡光条遮挡的红外线能被红外探测器采集。
6.作为本发明的进一步优选技术方案，所述直线模组设置于所述红外探测器的一侧，所述红外探测器的另一侧设有导向滑槽，所述挡光条一端与所述直线模组传动连接，所述挡光条的另一端设置于所述导向滑槽内。
7.作为本发明的进一步优选技术方案，所述红外探测器与所述挡光条之间设有框架
结构的保护罩，所述保护罩用于将所述红外探测器与所述挡光条隔开。
8.作为本发明的进一步优选技术方案，所述保护罩的一侧连接有导向盖板，所述导向盖板与所述保护罩之间预留的夹缝用于形成所述导向滑槽。
9.作为本发明的进一步优选技术方案，所述直线模组包括与所述壳体固定连接的安装座、设置在安装座上的丝杆、螺纹配合设置在所述丝杆上的滑块，以及与所述丝杆一端传动连接的步进电机，所述安装座上还设有与所述丝杆平行的导向杆，所述滑块与所述导向杆滑动配合，所述步进电机用于驱动所述丝杆转动并带动所述滑块沿所述导向杆滑动，所述挡光条的一端与所述滑块固定连接。
10.作为本发明的进一步优选技术方案，所述壳体内还设有与所述直线模组配合的限位模块，所述限位模块的两端分别设有限位开关，所述挡光条上凸起形成有位于两个所述限位开关之间的限位挡墙，两个所述限位开关用于对所述挡光条随滑块运动的行程进行限制。
11.作为本发明的进一步优选技术方案，所述壳体上设有热像仪处理电路，所述红外探测器和所述直线模组均受控于所述热像仪处理电路。
12.作为本发明的进一步优选技术方案，所述壳体包括后盖和前盖，所述后盖和所述前盖连接并围合形成所述内部空间，所述入光窗口开设于所述前盖的端面，所述前盖的内侧还设有关闭或打开所述入光窗口的红外快门，所述红外探测器设置于所述后盖的内侧并与所述入光窗口相对，所述直线模组于所述红外探测器的侧面并与所述后盖固定连接。
13.本发明的用于红外热像仪的防太阳灼伤机构，结构简单，能够实现自动化控制，使用方便；通过设置宽度比红外探测器的感光窗口窄的挡光条，并由高精度的直线模组控制平移，以在检测到太阳光（高强度红外线）照射后，直线模组可带动挡光条对红外探测器的感光窗口进行局部遮挡，从而阻挡该高强度红外线照射到红外探测器上，从而有效防止了红外探测器被太阳光灼伤，同时不影响其余的红外光照射到红外探测器上并能在红外焦平面上正常成像，即可实现不间断地对观测目标的图像获取。
附图说明
14.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
15.图1为本发明用于红外热像仪的防太阳灼伤机构提供的一实施例的结构示意图；图2为本发明用于红外热像仪的防太阳灼伤机构的内部装配示意图；图3为本发明中的直线模组的结构示意图；图4为本发明用于红外热像仪的防太阳灼伤机构的另一内部装配示意图。
16.图中：1、直线模组，2、后盖，3、前盖，4、限位模块，5、挡光条，6、导向盖板，7、保护罩，8、红外探测器，9、热像仪处理电路，10、红外快门，11、步进电机，12、安装座，13、滑块，14、丝杆，15、导向杆，16、限位挡墙，17、限位开关。
17.本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
18.下面将结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述。较佳实施例中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等用语，仅为便于叙述的明了，而非用以限定
本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
19.如图1-4所示，本发明提供了一种用于红外热像仪的防太阳灼伤机构，用作红外热像仪的一部分，以提供防太阳灼伤的保护功能来辅助红外热像仪进行红外图像的获取，其具体包括：壳体、红外探测器8、直线模组1和挡光条5，壳体用于形成密闭的光学通道，红外探测器8位于壳体内以采集经过该光学通道射入的红外线（又称红外辐射，介于可见光和微波之间、波长范围为0.76-1000微米的红外波段的电磁波），在检测到太阳光（高强度红外线）照射后，直线模组1用于带动挡光条5对红外探测器8的感光窗口进行局部遮挡，以阻挡该高强度红外线照射到红外探测器8上，同时不影响其余的红外光照射到红外探测器8上并能在红外焦平面上正常成像，从而实现不间断地对观测目标的图像获取，即有效防止了红外探测器8被太阳光灼伤。
20.具体地，壳体设有内部空间、与所述内部空间导通的用作光学通道的入光窗口，以及打开或关闭所述入光窗口的红外快门10；红外探测器8安装于所述内部空间并与所述入光窗口相对，以用于采集经所述入光窗口射入的红外线；直线模组1安装于所述内部空间并位于所述红外探测器8的侧面；挡光条5安装于所述内部空间并与所述直线模组1传动连接，且所述挡光条5的宽度小于所述红外探测器8的感光窗口宽度，当所述红外探测器8的探测场景中出现太阳光时，所述直线模组1用于带动所述挡光条5横向或纵向平移以遮挡住探测场景中太阳光，同时红外探测器8还可采集该探测场景中除太阳光之外的未被遮挡的红外线。
21.实际应用中，挡光条的宽度可通过以下方式计算确定，取太阳视直径约为0.5
°
，根据红外热像仪成像系统的视场角，计算出挡光条在红外热像仪成像系统中挡住0.5
°
视场角理论所需的最小宽度，挡光条的实际宽度取理论所需最小宽度的1.2倍至1.5倍。根据红外热像仪成像系统的总视场角来计算需要遮挡的视场角的宽度，属于光学领域的常规技术，在此不做举例说明。
22.本发明用于红外热像仪的防太阳灼伤机构的工作原理如下：红外探测器8根据采集到的红外线形成红外图像，先通过红外图像灰度值检测得到太阳光带来的高强度红外光照射后，再通过红外线ad值的强弱差异判断高强度红外光在红外探测器8上的照射位置，最后控制直线模组1运行，使挡光条5移动并挡住太阳的高强度红外光，从而避免红外探测器8被灼伤。由于挡光条5为局部遮挡，未被挡住的红外线能在红外焦平面上正常成像。
23.在此需要说明的是，根据红外图像对应的灰度值来判断红外热像仪观测场景中是否存在太阳光，以及根据红外探测器8上不同位置所采集到的红外线的强弱差异来判断太阳光照射到红外探测器8上的位置，均属于现有技术，因此，其具体原理在此不做赘述。
24.所述壳体上还设有热像仪处理电路9，所述红外探测器8和所述直线模组1均受控于所述热像仪处理电路9。
25.优选地，所述壳体包括后盖2和前盖3，所述后盖2和所述前盖3连接并围合形成所述内部空间，所述入光窗口开设于所述前盖3的端面，所述红外快门10设置于所述前盖3的内侧，所述红外探测器8设置于所述后盖2的内侧并与所述入光窗口相对，所述直线模组1于所述红外探测器8的侧面并与所述后盖2固定连接。采用后盖2和前盖3的连接结构，结构紧
凑，便于组装及拆卸。红外快门10可根据需要将入光窗口关闭，来截断外部光源，以便在挡光条5失效后使用，进一步提高了防太阳灼伤的可靠性。
26.在一实施例中，所述直线模组1设置于所述红外探测器8的一侧，所述红外探测器8的另一侧设有导向滑槽，所述挡光条5一端与所述直线模组1传动连接，所述挡光条5的另一端设置于所述导向滑槽内，通过设置导向滑槽，使得挡光条5平行时更平滑。所述红外探测器8与所述挡光条5之间设有框架结构的保护罩7，所述保护罩7用于将所述红外探测器8与所述挡光条5隔开，保护罩7主要作用是保护红外探测器8的感光窗口，以防被移动的挡光条5刮坏、刮花。所述保护罩7的一侧连接有导向盖板6，所述导向滑槽由所述导向盖板6与所述保护罩7之间预留的夹缝形成。
27.在另一实施例中，所述直线模组1包括与所述壳体固定连接的安装座12、设置在安装座12上的丝杆14、螺纹配合设置在所述丝杆14上的滑块13，以及与所述丝杆14一端传动连接的步进电机11，所述安装座12上还设有与所述丝杆14平行的导向杆15，所述滑块13与所述导向杆15滑动配合，所述步进电机11用于驱动所述丝杆14转动并带动所述滑块13沿所述导向杆15滑动，所述挡光条5的一端与所述滑块13固定连接。采用步进电机11，并由丝杆14转动来调节滑块13移动，不仅控制精度高，响应速度快，而且能使挡光条5准确移动到指定位置，可靠性高。
28.具体地，所述壳体内还设有与所述直线模组1配合的限位模块4，限位模块4固定在前盖3的内侧，所述限位模块4的两端分别设有限位开关17，所述挡光条5上凸起形成有位于两个所述限位开关17之间的限位挡墙16，两个所述限位开关17用于对挡光条5随滑块13运动的行程进行限制。实际应用中，限位开关17可选取为机械限位或电子限位开关17，以确保滑块13在设定的行程内带动挡光条5移动，从而提高了安全性及可靠性。
29.虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域熟练技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对本实施方式做出多种变更或修改，而不背离本发明的原理和实质，本发明的保护范围仅由所附权利要求书限定。