用于热点感测的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于热点感测的装置，该装置包括输入单元、处理单元、以及输出单元。输入单元被配置为向处理单元提供具有热点的对象的图像，其中图像的图像数据包括热点的图像数据，并且其中图像通过相机获取。处理单元被配置为确定图像中与热点的尺寸相对应的像素的数目。处理单元被配置为确定热点的平均温度，该确定包括：利用图像中与热点的尺寸相对应的像素的像素值、以及图像中与热点的尺寸相对应的像素的数目。处理单元被配置为确定图像中的周围温度，该确定包括：利用图像中不同于图像中与热点的尺寸相对应的像素的至少一个像素。处理单元被配置为确定热点的经校正的温度，该确定包括：利用校正因子的值、热点的平均温度、以及周围温度。以及周围温度。以及周围温度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于热点感测的装置


[0001]本专利技术涉及一种用于热点感测的装置、热点感测系统、包括这种系统的低压、中压或高压开关设备、以及热点感测的法。

技术介绍

[0002]红外(IR)热像(IRT)、热成像和热视频是红外成像科学的示例。热图形相机通常检测电磁波谱的长红外范围(大约9,000纳米至14,000纳米或9μm至14μm)中的辐射，并且生成该辐射的图像，称为热分析图。由于根据黑体辐射定律，温度高于绝对零的所有对象都会发射IR辐射，所以热成像可以看到有或没有可见光照明的环境。对象所发射的辐射数量随着温度的升高而增加；因此，热像允许看到要观察的温度变化，还使得能够根据对象表面发射率的假设确定绝对温度。
[0003]红外热像广泛用于电气设备的热点的非接触式温度监测。高分辨率IR相机通常用于零星的手动检查，并且给予足够精确的绝对温度值。此类高分辨率相机过于昂贵，无法永久安装用于电气设备中的在线温度监测(诸如例如检测关键热点)以防止开关设备过热。低分辨率红外相机的价格范围可以用于该任务，但图像质量有限。事实上，降低了所测量的热点的温度的准确性，并且无法准确确定热点的尺寸的准确性。
[0004]必须解决这个问题。

技术实现思路

[0005]因此，采用改进技术来确定诸如低压、中压和高压开关设备之类的电气设备中热点的尺寸和温度会是有利的。
[0006]本专利技术的目的通过独立权利要求的主题解决，其中其他实施例并入从属权利要求中。
[0007]在第一方面中，提供了一种用于热点感测的装置，该装置包括：
[0008]‑
输入单元；
[0009]‑
处理单元；以及
[0010]‑
输出单元；
[0011]输入单元被配置为向处理单元提供具有热点的对象的图像。图像的图像数据包括热点的图像数据，图像通过相机获取。处理单元被配置为确定图像中与热点的尺寸相对应的像素的数目。处理单元被配置为确定热点的最高温度和平均温度。确定平均温度包括：利用图像中与热点的尺寸相对应的像素的像素值；并且包括：利用图像中与热点的尺寸相对应的像素数目。处理单元被配置为确定图像中的周围温度。确定环境温度包括：利用图像中不同于图像中与热点的尺寸相对应的像素的至少一个像素。处理单元被配置为确定热点的经校正的温度。确定经校正的温度包括：利用校正因子的值；包括：利用热点的平均温度；并且包括利用周围温度。
[0012]这样，低分辨率相机可以用于监测电气设备的热点温度。换言之，该装置提高了用
于监测电气设备的热点温度的低分辨率IR相机的准确性。
[0013]在一个示例中，处理单元被配置为确定图像中与热点的最高温度相对应的像素。图像中与热点的尺寸相对应的像素包括图像中与热点的最高温度相对应的像素。
[0014]在一个示例中，处理单元被配置为将图像中与热点的尺寸相对应的像素确定为图像中值在被确定为具有热点的最高温度的像素的值的阈值范围内的像素。
[0015]在一个示例中，确定周围温度包括：利用图像中与图像中对应于热点的尺寸的像素相邻的至少一个周围像素的数目；并且包括：利用至少一个周围像素的至少一个像素值。
[0016]在一个示例中，确定周围温度包括：利用图像中与图像中对应于热点的尺寸的像素不相邻的至少一个周围像素的数目；并且包括：利用至少一个周围像素的至少一个像素值。
[0017]在一个示例中，校正因子具有多个可能值。用于确定热点的经校正的温度的校正因子的值在被确定为图像中与热点的尺寸相对应的像素数目的函数。
[0018]换言之，提供了一种热点的尺寸相关校正算法，即使当使用低分辨率红外相机时，也使得能够减少热点温度测量中的误差。
[0019]在一个示例中，校正因子的多个可能值在由相机和/或与相机基本相同的一个或多个相机获取的一个或多个热点的多个校准图像的基础上、以及在一个或多个热点的一个或多个经测量的温度或参考温度的基础上来确定。
[0020]在一个示例中，热电偶用来提供经测量的温度。
[0021]在一个示例中，确定校正因子的多个可能值包括对于多个校准图像中的每个校准图像，确定校准图像中与热点的尺寸相对应的像素的数目。确定校正因子的多个可能值还包括对于多个校准图像中的每个校准图像，确定校准图像中的热点的平均温度，该确定包括：利用校准图像中与热点的尺寸相对应的像素的像素值和校准图像中与热点的尺寸相对应的像素数目。确定校正因子的多个可能值还包括对于多个校准图像中的每个校准图像，确定校准图像中的周围温度，该确定包括：利用校准图像中不同于校准图像中与热点的尺寸相对应的像素的至少一个像素。
[0022]在一个示例中，校准图像中与热点的尺寸相对应的像素包括校准图像中与热点的最高温度相对应的像素。校准图像中与热点的尺寸相对应的像素被确定为校准图像中值在被确定为具有校准图像中热点的最高温度的像素的值的阈值范围内的像素。
[0023]在一个示例中，确定校正因子的多个可能值包括对于多个校准图像中的每个校准图像，确定误差值。该确定包括：计算作为从校准图像中热点的平均温度减去热点的经测量的温度或参考温度的第一值；并且包括：计算作为从校准图像中热点的平均温度中减去校准图像中热点的周围温度的第二值。然后，误差值被确定为第一值与第二值的比率。
[0024]在一个示例中，确定经校正的温度包括：将校正因子乘以图像中热点的平均温度与图像中的周围温度之间的差；并且包括：从图像中热点的平均温度中减去所得乘积。
[0025]在一个示例中，在处理单元从输入单元接收到图像之后并且在任何进一步处理之前，处理单元被配置为将图像变换为插值图像以供进一步处理。
[0026]这样，在应用校正之前，可以通过插值方法增加原始图像的分辨率来进一步降低温度误差。
[0027]在第二方面中，提供了一种热点感测系统，该系统包括：
[0028]‑
根据第一方面的装置；以及
[0029]‑
相机。
[0030]相机被配置为获取具有热点的对象的图像。
[0031]在第三方面中，提供了一种低压、中压或高压开关设备，包括根据第二方面的至少一个系统。具有热点的对象为开关设备的一部分。
[0032]在第四方面中，提供了一种用于热点感测的方法，该方法包括：
[0033]b)向处理单元提供具有热点的对象的图像，其中该图像的图像数据包括该热点的图像数据，并且其中该图像通过相机获取；
[0034]e)通过处理单元确定图像中与热点的尺寸相对应的像素的数目；
[0035]f)通过处理单元确定热点的平均温度，该确定包括：利用图像中与热点的尺寸相对应的像素的像素值和图像中与热点的尺寸相对应的像素数数目；
[0036]g)通过处理单元确定图像中的周围温度，该确定包括：利用图像中不同于图像中与热点的尺寸相对应的像素的至少一个像素；
[0037]h)通过处理单元确定热点的经校正的温度，该确定包括：利用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于热点感测的装置，所述装置包括：
‑
输入单元；
‑
处理单元；以及
‑
输出单元；其中所述输入单元被配置为向所述处理单元提供具有热点的对象的图像，其中所述图像的图像数据包括所述热点的图像数据，并且其中所述图像通过相机获取；其中所述处理单元被配置为确定所述图像中与所述热点的尺寸相对应的像素的数目；其中所述处理单元被配置为确定所述热点的平均温度，所述确定包括：利用所述图像中与所述热点的所述尺寸相对应的所述像素的像素值、以及所述图像中与所述热点的所述尺寸相对应的所述像素的数目；其中所述处理单元被配置为确定所述图像中的周围温度，所述确定包括：利用所述图像中不同于所述图像中与所述热点的所述尺寸相对应的所述像素的至少一个像素；以及其中所述处理单元被配置为确定所述热点的经校正的温度，所述确定包括：利用校正因子的值、所述热点的所述平均温度、以及所述周围温度。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述处理单元被配置为确定所述图像中与所述热点的最高温度相对应的像素，并且其中所述图像中与所述热点的所述尺寸相对应的所述像素包括：所述图像中与所述热点的所述最高温度相对应的所述像素。3.根据权利要求2所述的装置，其中所述处理单元被配置为将所述图像中与所述热点的所述尺寸相对应的所述像素确定为：所述图像中值在被确定为具有所述热点的最高温度的所述像素的值的阈值范围内的所述像素。4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中所述周围温度的确定包括：利用所述图像中与所述图像中对应于所述热点的所述尺寸的所述像素相邻的至少一个周围像素的数目、以及所述至少一个周围像素的至少一个像素值。5.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中所述周围温度的确定包括：利用所述图像中与所述图像中对应于所述热点的所述尺寸的所述像素不相邻的至少一个周围像素的数目、以及所述至少一个周围像素的至少一个像素值。6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其中所述校正因子具有多个可能值，并且其中用于确定所述热点的所述经校正的温度的所述校正因子的所述值被确定为：所述图像中与所述热点的所述尺寸相对应的所述像素的数目的函数。7.根据权利要求6所述的装置，其中所述校正因子的所述多个可能值在由所述相机和/或与所述相机基本相同的一个或多个相机获取的一个或多个热点的多个校准图像的基础上、以及在所述一个或多个热点的一个或多个经测量的温度或参考温度的基础上来确定。8.根据权利要求7所述的装置，其中热电偶被用来提供所述经测量的温度。9.根据权利要求7至8中任一项所述的装置，其中所述校正因子的所述多个可能值的确定包括：对于所述多个校准图像中的每个校准图像：确定所述校准图像中与所述热点的尺寸相对应的像素的数目；确定所述校准图像中所述热点的平均温度，包括利用所述校准图像中与所述热点的所述尺寸相对应的所述像素的像素值、以及所述校准图像中与所述热点的尺寸相对应的所述像素的数目；以及确定所述校准图像中的周围温度，包括利用所述校准图像中不同于所述校准图像中与所述热点的所述尺寸相对应的所述像素的至少一个像
素。10.根据权利要求9所述的装置，其中所述校准图像中与所述热点的所述尺寸相对应的所述像素包括：所述校准图像中与所述热点的最高温度相对应的像素，并且其中所述校准图像中与所述热点的所述尺寸相对应的所述像素被确定为：所述校准图像中值在被确定为具有所述校准图像中所述热点的最高温度的所述像素的值的阈值范围内的所述像素。11.根据权利要求8至10中任一项所述的装置，其中所述校正因子的所述多个可能值的所述确定包括：对于所述多个校准图像中的每个校准图像，确定误差值，所述确定包括：计算作为从所述校准图像中所述热点的所述平均温度减去所述热点的所述经测量的温度或所述参考温度的第一值、以及计算作为从所述校准图像中所述热点的所述平均温度中减去所述校准图像中所述热点的所述周围温度的第二值，并且其中所述误差值被确定为所述第一值与所述第二值的比率。12.根据权利要求1至11中任一项所述的装置，其中所述经校正的温度的确定包括：将所述校正因子乘以所述图像中所述热点的所述平均温度与所述图像中的所述周围温度之间的差、以及从所述图像中所述热点的所述平均温度中减去所得乘积。13.根据权利要求1至12中任一项所述的装置，其中在所述处理单元从所述输入单元接收到所述图像之后、并且在任何进一步处理之前，所述处理单元被配置为将所述图像变换为插值图像以供进一步处理。14.一种用于热点感测的系统，所述系统包括：
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根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂芬，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份有限公司，
类型：发明
国别省市：