如圖1所示，儀器主要由微動(dòng)調(diào)焦組件、成像組件、智能顯示終端、紅外模塊，保護(hù)套等構(gòu)成。其結(jié)構(gòu)中后蓋與前蓋固結(jié)在一起，構(gòu)成整個(gè)裝置的主體輪廓，紅外模塊位于整個(gè)裝置的中間部位，以螺釘進(jìn)行固結(jié)，其紅外模塊上的鏡頭與調(diào)焦裝置進(jìn)行旋轉(zhuǎn)固結(jié)，調(diào)焦裝置與鏡頭固結(jié)完成后安裝于裝置的后蓋，與紅外相機(jī)座進(jìn)行固結(jié)。成像裝置安裝于護(hù)罩上且可見光模組與紅外鏡頭在一條直線上，前方護(hù)罩與后蓋進(jìn)行固接，整個(gè)系統(tǒng)四周包裹軟膠套并可包含1/4螺紋接口可以通用于傳統(tǒng)三角架。系統(tǒng)具有微調(diào)焦功能，其主要結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 微動(dòng)調(diào)焦裝置

如圖2所示，微動(dòng)調(diào)焦裝置主要由上限位構(gòu)件、旋轉(zhuǎn)手輪（驅(qū)動(dòng)件）、手輪壓蓋、上下限位膠球、緊定螺釘、從動(dòng)件、限位插銷、下限位構(gòu)件等構(gòu)成。其中，上下限位構(gòu)件構(gòu)成整個(gè)裝置的空腔，上限位構(gòu)件中安裝限位膠球與手輪壓蓋進(jìn)行接觸，限制手輪壓蓋的徑向移動(dòng)，下限位構(gòu)件中安裝限位膠球，限制旋轉(zhuǎn)手輪（驅(qū)動(dòng)件）的徑向移動(dòng)，使其僅僅周向移動(dòng)。手輪壓蓋和旋轉(zhuǎn)手輪（驅(qū)動(dòng)件）滑動(dòng)連接，通過限位膠球的壓縮變形使其固結(jié)一體。從動(dòng)件與鏡頭通過緊定螺釘使其剛性連接一體，從動(dòng)件與旋轉(zhuǎn)手輪（驅(qū)動(dòng)件）滑動(dòng)連接，從動(dòng)件在旋轉(zhuǎn)手輪（驅(qū)動(dòng)件）內(nèi)部可以自由滑動(dòng)；此外，限位插銷與旋轉(zhuǎn)手輪（驅(qū)動(dòng)件）進(jìn)行滑動(dòng)連接，手輪壓蓋進(jìn)行限位，使其在旋轉(zhuǎn)手輪（驅(qū)動(dòng)件）中自由移動(dòng)且對鏡頭的微動(dòng)進(jìn)行限位，限位插銷在下限位構(gòu)件上的螺旋槽內(nèi)進(jìn)行滑動(dòng)。

3 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)原理

系統(tǒng)通過紅外成像技術(shù)與可見光圖像融合，完成電梯電氣系統(tǒng)異常溫度檢測，并能通過定位裝置進(jìn)行異常故障定位。同時(shí)，可利用圖像對比技術(shù)，通過長期數(shù)據(jù)庫的建立，對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而發(fā)現(xiàn)溫度變化規(guī)律，對偏離數(shù)據(jù)進(jìn)行提示和報(bào)障。系統(tǒng)具體實(shí)現(xiàn)原理圖如圖3所示。

智能故障檢測儀集成高清可見光傳感器和高清紅外視覺傳感器，并將二者進(jìn)行很好的匹配與融合，通過與高像素可見光圖像的融合，很好地彌補(bǔ)了傳統(tǒng)紅外傳感器分辨率不足的問題，通過分析能夠快速檢測并識別故障點(diǎn)，本儀器首先在雙目異源光學(xué)系統(tǒng)方面采用創(chuàng)新設(shè)計(jì)，如圖4所示。

圖3 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)原理圖

圖4 可見光與紅外光譜雙光路融合的光路示意圖

系統(tǒng)對實(shí)時(shí)采集到的電梯現(xiàn)場的可見光與紅外熱成像圖等兩類圖像進(jìn)行預(yù)處理并標(biāo)定異源雙目光學(xué)成像系統(tǒng)，讓兩個(gè)相互獨(dú)立的光學(xué)空間建立一對一的映射關(guān)系，最后在終端顯示的圖像效果為“畫中畫”，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)測溫與故障定位。同時(shí)，利用測距傳感器獲得目標(biāo)與傳感器的距離，通過距離與雙光譜圖像融合的函數(shù)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)全量程范圍的可見光圖像與紅外圖像的自動(dòng)融合。圖5所示為該雙光譜光學(xué)系統(tǒng)自動(dòng)融合流程。

系統(tǒng)植入電梯故障排查和質(zhì)檢的工藝流程，操作過程完全符合既有的檢測流程，根據(jù)特種設(shè)備行業(yè)的信息化工作管理系統(tǒng)的規(guī)則，開發(fā)出符合此規(guī)則的終端操作APP軟件。APP軟件在上述符合特種設(shè)備行業(yè)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)融合圖像顯示、故障定位、溫度測量等相關(guān)實(shí)時(shí)信息，體現(xiàn)出特種設(shè)備溫度異常的預(yù)警，大大地提高了日常質(zhì)量巡檢的效率。

圖5 雙光譜圖像自動(dòng)融合流程

4 結(jié)語

筆者研發(fā)了一種基于紅外成像和可見光圖像融合的電梯故障檢測儀，本檢測儀通過調(diào)焦方式和硬件結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，減少了傳統(tǒng)紅外檢測儀體積大、使用不方便、調(diào)焦范圍小等缺點(diǎn)，通過紅外成像技術(shù)和可見光圖像的融合，能夠迅速發(fā)現(xiàn)電梯各部件的溫度異常，并實(shí)時(shí)識別故障位置，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)、消除電梯的安全隱患，預(yù)防電梯事故發(fā)生。

（本文內(nèi)容轉(zhuǎn)載自《中國電梯》2020年第12期，作者：廣東省特種設(shè)備檢測研究院順德檢測院 麥英健，陳永煊，文青山，趙晉）