分布式热成像装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种分布式热成像装置。


背景技术：

2.配电箱作为电力行业最常使用的设备之一，内部放置了大量的开关、刀闸以及接线端子等元器件。在设备运行过程中，需要使用温度传感器实时监测这些元器件的温度，以便及时发现异常。传统的接触式温度传感器如热敏电阻、热电偶等，都只能监测单点的温度信息，在实际使用中，为了达到高的覆盖率，需要布置非常多的传感器，安装复杂，布线繁琐，随着布点数量的增多，整个系统的可靠性将急剧下降。此外，在很多场合，由于接触式的测温手段会影响器件本身的正常工作，测温工作根本无法实施。
3.相比之下，红外热成像技术作为一种非接触式的测温手段，在测量器件温度时，不会影响到器件的正常工作，而且由于采用了面阵传感器，因此可以监测一个区域内的所有目标的温度，测量效率远高于单点的测温传感器。所以，近年来，红外热成像技术开始逐步在配电箱上推广应用。
4.但随着应用的推广，如图1所示，现有的红外热成像测温仪暴露出诸多缺点，严重阻碍了其在配电箱上的使用。
5.一方面，配电箱尺寸有限，在安装上开关、刀闸、接线端子等元器件之后，留给红外热像仪的安装空间非常小，这就要求红外热像仪的尺寸尽可能做小。但红外热像仪内部需要包含光学镜头、探测器、采集电路、处理电路等必须的组成部分才能实现测温功能，其尺寸一般做到长宽5-7厘米，厚度2-3cm后，就很难进一步缩小了。这么小的尺寸，对于热像仪的散热是极大的考验，安装时的散热处理不好就会造成热像仪可靠性的降低。而且对于安装到空间狭小的配电箱内，这个尺寸还是显得过大。
6.在配电箱深度方向，从红外热像仪安装面到被测目标之间的典型距离是20-30cm，而配电箱内要监测的区域范围往往至少需要1平方米，通过简单的计算就可以得出这需要红外热像仪的视场角达到130
°
以上。由于红外材料价格比普通玻璃昂贵得多，而且红外热像仪尺寸有限，在体积、成本受限的情况下，如此广角的镜头设计是非常困难的。
7.另外，不同的配电箱，内部的元器件的分布位置差别非常大，对于很多配电箱，元器件分布得比较分散，往往一个配电箱内拥有多个1米见方的区域需要监测，如果要实现整个配电箱的全覆盖，需要4-8台红外热成像设备，如此多的红外热成像设备，其成本也是现阶段配电箱监测方案所无法承受的。


技术实现要素：

8.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种分布式热成像装置，可以解决当前在配电箱内使用红外热成像仪对元器件进行测温时，安装不便、覆盖率低、成本高等问题。
9.为了解决以上技术问题，本实用新型提供了一种分布式热成像装置，包括：处理模块；n个采集模块，所述n为大于等于1的正整数；所述每一个采集模块与处理模块相连接；所
述每一个采集模块对应采集箱体内设定区域发热器件的热图像。
10.本实用新型所述分布式热成像装置的有益效果在于：相比于现有的配电柜热像仪每一台都具有完整的一整套处理电路，本实用新型所述分布式热成像装置只需要在处理模块上配置一套完整的处理电路。在例如配电箱这类需要布置多个采集模块的应用场景中，可以大大降低部署成本，提高检测的覆盖率。此外，完整的处理电路，其功耗比较大，其安装位置不需要受到待测目标位置的限制，因此可以选取对散热有利的位置进行安装。
11.优选的，所述采集模块与处理模块通过有线方式连接。
12.优选的，所述采集模块包含镜头、探测器、驱动时序部件和模数转换采样部件；所述处理模块至少包括信号处理部件，通信部件。
13.优选的，所述采集模块通过usb连接线连接到处理模块。
14.优选的，所述箱体为配电箱箱体；所述采集模块和处理模块均位于配电箱箱体内；所述采集模块的镜头朝向配电箱内发热器件。
15.优选的，所述处理模块接入配电柜内的无线无源测温模块。
16.优选的，处理模块对所有采集模块传来数据进行校正、变换、映射、拼接后，通过通讯接口，将处理过的数据发送到控制台。
17.优选的，所述处理模块采用以太网、wifi、4g、5g网络将数据传输到上位机或云服务器。
附图说明
18.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。
19.图1是现有热成像装置的示意图；
20.图2是本实用新型所述的分布式热成像装置示意图；
21.图3是本实用新型所述采集模块示意图；
22.图4是本实用新型所述处理模块示意图；
23.图5是本实用新型所述处理模块另一角度示意图。
24.图中各附图标记说明：
25.101、采集模块，102、镜头，103、usb接口，104、处理模块。
具体实施方式
26.实施例一、
27.如图2所示，本实用新型所述分布式热成像装置，包括：
28.处理模块104；处理模块104可以对应多个采集模块101，处理模块104主要包括信号处理电路，通信电路以及在电路上运行的程序。处理模块104对所有采集模块101过来的数据进行校正、变换、映射、拼接等操作后，通过有线网口、wifi、蓝牙等通讯接口，将处理过的数据发送到控制台的客户端。所述处理模块104可以采用以太网、wifi、4g、5g网络将数据传输到上位机或云服务器。
29.n个采集模块101，所述n为大于等于1的正整数；红外热成像温度采集模块101包含镜头102、探测器以及驱动传感器所必须的电路，如驱动时序电路、模数转换采样电路。
30.所述每一个采集模块101与处理模块104相连接；所述采集模块101与处理模块104
可以通过有线方式连接。本实施例中，采集模块101通过usb接口103，将采集到的经过简单处理的红外原始数据传输至处理模块104。采用有线方式连接时，可以采用带有屏蔽功能的线材，有效屏蔽配电箱内的电磁干扰。所述处理模块104可以是一个独立的装置，也可以接入配电柜内的其他无线无源测温模块。
31.本实施例所述分布式热成像装置优选的应用在配电箱箱体；所述采集模块101和处理模块104均位于配电箱箱体内；所述采集模块101的镜头102朝向配电箱内发热器件。当然，本实施例所述分布式热成像装置也可以应用在其他需要箱体内热成像的场合。
32.本实用新型所述分布式热成像装置相比于现有的配电柜热像仪每一台都具有完整的一整套处理电路，本实用新型提出的方案只需要在处理模块104上配置一套完整的处理电路。在配电箱内需要布置多个采集模块101的情况下，本实用新型的方案可以大大降低部署成本，提高检测的覆盖率。此外，完整的处理电路，其功耗比较大，本方案的处理模块104，其安装位置不需要受到待测目标位置的限制，因此可以选取对散热有利的位置进行安装。
33.采集模块101只包含必须的部分，如镜头102、探测器、必要的驱动时序芯片和模数转换采样芯片。复杂的计算，交由处理模块104来完成。采集模块101采用这种方式，可以将体积做到最小，方便安装到配电箱监测所需的各种位置。此外，这样的设计可以使采集模块101的功耗降到最低，在实际工作中电子器件的温度能控制到合理的水平，大大提高了可靠性。
34.相比于现有的配电柜热像仪每一台都具有完整的一整套处理电路，本实用新型提出的方案只需要在处理模块104上配置一套完整的处理电路。在配电箱内需要布置多个采集模块101的情况下，本实用新型的方案可以大大降低部署成本，提高检测的覆盖率。此外，完整的处理电路，其功耗比较大，本方案的处理模块104，其安装位置不需要受到待测目标位置的限制，因此可以选取对散热有利的位置进行安装，如果有必要，还可以针对性地施加其他散热手段，提高整个系统的稳定性和可靠性。由于处理模块104散热条件较好，对功耗相对不敏感，可以内置更强大的处理器和神经网络加速芯片，以便完成更复杂的图像处理工作，如多个采集模块101之间的图像拼接，开关、刀闸、接头等电力元器件的自动识别和标注等，使整套系统更加自动化和智能化。
35.本实用新型提出的用于配电箱温度检测的分布式红外热成像测温方案，采集模块101体积小巧、功耗极低，便于在狭窄的配电箱内安装到便于监测的位置。此外，采集模块101采用了最小化的设计思路，相对于现有的配电箱用红外热像仪具有明显的成本优势，可以通过在配电箱内布置多个采集模块101，来实现对多个目标区域的温度监测，在用户能够承受的预算范围之内，大大提高配电箱温度监测的覆盖率。
36.如图3所示是本实用新型的一个具体实施方式，采集模块101只包含了镜头102、探测器、必要的电路芯片以及外壳，整体尺寸只有4cm*2cm*2cm大小，功耗只有0.35w，在狭窄的配电箱内部，如此小的尺寸便于采集模块101安装到有利于温度检测的任何位置。采集模块101通过usb连接线连接到处理模块104，通过使用一根usb连接线，同时实现了采集模块的信号传输和对采集模块的供电，简化了布线，usb连接线可以长达数米，这样处理模块104就可以放置在有利于散热的位置，便于提高整个系统的稳定性和可靠性。
37.处理模块104的一个实施例如图4-5所示，该处理模块104包含了6个usb接口103，
可以接入多达6个采集模块101。处理模块104对采集模块101输入的红外温度数据进行校正、变换、拼接、识别等处理之后，通过以太网接口，发送到客户端进行显示和分析。
38.本实用新型实施例所述处理模块104包括有一个或一个以上计算机可读存储介质的存储器、包括有一个或者一个以上处理核心的处理器、以及电源等部件。本领域技术人员可以理解，本实施例示出的处理模块104结构并不构成对处理模块104的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
39.处理模块104内的存储器可用于存储软件程序以及模块，处理器通过运行存储在存储器的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理。存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作存储介质、至少一个功能所需的应用程序等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，相应地，存储器还可以包括存储器控制器，以提供处理器对存储器的访问。
40.处理器是处理模块104的控制中心，利用各种接口和线路连接整个分布式热成像装置的各个部分，通过运行或执行存储在存储器内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，执行处理模块104的各种功能和处理数据，从而对分布式热成像装置进行整体监控。可选的，处理器可包括一个或多个处理核心。处理模块104还包括给各个部件供电的电源(比如电池)，电源可以通过电源管理存储介质与处理器逻辑相连，从而通过电源管理存储介质实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。电源还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电存储介质、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。
41.本实用新型并不限于上文讨论的实施方式。以上对具体实施方式的描述旨在于为了描述和说明本实用新型涉及的技术方案。基于本实用新型启示的显而易见的变换或替代也应当被认为落入本实用新型的保护范围。以上的具体实施方式用来揭示本实用新型的最佳实施方法，以使得本领域的普通技术人员能够应用本实用新型的多种实施方式以及多种替代方式来达到本实用新型的目的。