一種可用于熱紅外成像的樣品檢測室的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種可用于熱紅外成像的樣品檢測室，包括透明的腔室，所述腔室安裝有CCD相機和熱紅外相機；其中，所述腔室的頂部設有旋轉支架，CCD相機和熱紅外相機安裝在旋轉支架上并可交替使用；腔室內設有采集信息用的溫度傳感器和濕度傳感器，以及用于室內環境調控的制冷器、干濕風裝置和制熱器；腔室的四周設置可開啟的雙層玻璃，并配置可升降的卷簾；腔室內的頂部兩側分別設置LED光源，腔室中間安裝有可旋轉升降平移的位移臺。本實用新型可以根據采集圖像的不同實現不同相機的切換，且具有樣品到熱紅外成像儀的檢測裝置距離可調、腔室內部溫度、濕度、光源可控，避免了熱紅外成像儀在檢測樣品的過程中受環境影響而造成的實驗誤差。
【專利說明】
一種可用于熱紅外成像的樣品檢測室
技術領域
[0001]本實用新型涉及熱紅外成像檢測技術，具體涉及一種可用于熱紅外成像的樣品檢測室。【背景技術】
[0002]熱紅外成像運用光電技術檢測物體熱輻射的紅外線特定波段信號，將該信號轉換成可供人類視覺分辨的圖像和圖形，并可以進一步計算出溫度值。隨著圖像處理及熱成像精度的提高，熱紅外成像技術越來越多的應用于農產品的檢測，如果蔬品質分級、植物病蟲害檢測，并且取得了較好的效果。
[0003]隨著應用范圍的拓寬，熱紅外在小溫差實驗檢測中的缺陷也越來越突出，由于農產品自身損傷或病害與完好部分所存在的溫差較小，導致實驗結果易受環境影響，造成誤差。
[0004]針對上述的問題，當前解決問題的主要方法是對農產品進行加熱或冷藏處理，人為的制造誤差，但這種處理往往造成農產品內部組織結構和營養成分的破壞，所以實現樣品室內部溫濕度的控制調節，維持實驗所需溫濕度對熱紅外圖像的采集具有重要意義。
[0005]除此，熱紅外圖像在采集的過程需要與RGB圖像配套同時采集，做到保證靶樣品同位置同姿態采集需要多傳感器的配合，目前已有的設備中雖有些可以做到RGB圖像和熱紅外圖像同機拍攝，但是因攝像頭焦距及視場角的差異無法實現圖像的完全吻合，對后期圖像處理帶來問題。而且熱紅外相機在拍攝靶樣品室，因樣品大小不一、形態各異造成相機對焦不準確，識別不清晰等問題。【實用新型內容】
[0006]為了解決【背景技術】中存在的問題，本實用新型的目的在于提供一種適用于熱紅外成像的樣品檢測室，該裝置既可以實現兩個相機同位置拍攝，實現靶樣品到相機距離的三維自動調節，又可以實現腔室內溫濕度的調節控制，避免了熱紅外成像儀在檢測樣品的過程中受環境影響而造成的實驗誤差。
[0007]為了達到上述目的，本實用新型采用的技術方案是:
[0008]—種可用于熱紅外成像的樣品檢測室，包括圖像采集單元、溫濕度控制裝置單元、 腔體裝置部分；
[0009]圖像信息采集單元:包括PC機、CCD相機、熱紅外相機、DSP控制器，其中CCD相機、熱紅外相機與PC機相連，PC機與DSP控制器電連接，DSP控制器分別與位移臺控制箱、舵機驅動單元相連，進行調控；
[0010]溫濕度控裝置單元:包括采集模塊(溫濕度傳感器)、調控模塊(制冷器、干濕風裝置、加熱器)、PLC控制器及繼電器，將采集模塊與調控模塊通過PLC控制器連接，調控模塊通過繼電器控制開閉；
[0011]腔體裝置單元:可開啟的透明密閉雙層玻璃腔室，腔室的四周設置可升降的卷簾，在腔室的頂部兩側分別設置LED光源，腔室中間安裝有可旋轉升降平移的圓柱形位移臺，位移臺上安裝有可分裝拆卸的樣品盤，樣品盤上設卡位凹槽，實現多形態樣品的放置，腔室的頂部安裝有舵機驅動單元。
[0012]本實用新型中的樣品檢測室設有溫濕控制裝置，腔室內部環境進行調控，可以實現靶樣品和環境溫度的差異的設置，舵機驅動單元驅動圓形旋轉支架可以實現CCD相機和熱紅外相機的切換，完成RGB圖像和熱紅外圖像的采集。
[0013]所述CCD相機和熱紅外相機分別安裝在腔室的圓形旋轉支架上，在采集過程中通過舵機驅動單元實現相機的交替使用，分別獲取RGB圖像和熱紅外圖像，且將拍攝的圖像傳輸到PC機，通過軟件判定靶樣品是否采集正確及其成像效果，并將判別結果傳輸至DSP控制器，DSP控制器根據靶樣品的判定結果控制三維位移臺，實現樣品的三維精確定位。
[0014]所述舵機驅動單元:包括舵機、第一齒輪和第二齒輪、圓形旋轉支架，舵機輸出軸裝配有第一齒輪，第二齒輪與圓形多孔旋轉支架的一端通過軸承相連，圓形多孔旋轉支架的另一端通過螺栓與舵機相固定。
[0015]所述圓形多孔旋轉支架的圓周上有兩個口徑相同的螺紋孔角度相差90°，螺紋孔中裝配有同直徑的螺栓用來安裝固定成像裝置。
[0016]所述腔室為透明密閉的雙層腔室，具有與外界溫度隔絕且保持腔室內部溫度恒定的功能。
[0017]所述腔室的四周設置可升降的卷簾，可控制腔室內部的明暗環境，為不同的實驗設置背景。
[0018]本實用新型中，所述位移臺上設有深度呈階梯式變化的凹槽，用于固定類球形物體。
[0019]本實用新型具有的有益效果是:
[0020] (1)實現了舵機驅動的多相機切換，為RGB圖像和熱紅外圖像的采集提供了條件；
[0021] (2)實現了樣品室內部溫度的控制，有利于熱紅外相機對靶樣品的采集；
[0022] (3)可以根據靶樣品的不同大小及形態調節位移臺的位置，實現靶樣品的三維定位。【附圖說明】
[0023]圖1是本實用新型的結構主視剖面圖；
[0024]圖2是本實用新型的溫濕度控制單元剖面圖；[〇〇25]圖3是舵機驅動裝置三維結構圖；
[0026]圖4是航機驅動裝置的另一視圖；
[0027]圖5是圓形旋轉支架結構示意圖；[〇〇28]圖6是溫濕度控制單元工作原理圖；[〇〇29]圖中:1、DSP控制器，2、溫度傳感器，3、制冷器，4、熱紅外相機，5、圓柱形位移臺，6、 位移臺電控箱，7、PC機，8、LED燈，9、CCD相機，10、加熱器，11、PLC控制器，12、濕度傳感器， 13、舵機驅動單元，14、干濕風裝置，15、繼電器，16、卷簾，17、第一齒輪，18、第二齒輪，19、圓形旋轉支架，20、舵機支架，21、舵機。
【具體實施方式】
[0030]下面結合附圖和實施例對本實用新型的樣品檢測室作進一步說明。
[0031]如圖1?圖6所示，本實施例的多功能樣品室包括圖像信息采集單元、腔體裝置單元和溫濕度控裝置單元。
[0032]圖像信息采集單元:包括PC機7、CCD相機9、熱紅外相機4、DSP控制器1，其中CCD相機9、熱紅外相機4與PC機7相連，PC機與DSP控制器I電連接，DSP控制器I分別與位移臺控制箱6、舵機驅動單元13相連，進行調控。
[0033]溫濕度控裝置單元:包括采集模塊、調控模塊、PLC控制器11及繼電器15，將采集模塊與調控模塊通過PLC控制器11連接，調控模塊通過繼電器控制開閉。采集模塊包括一個溫度傳感器2和一個濕度傳感器12。調控模塊包括制冷器3、干濕風裝置14和加熱器10。
[0034]腔體裝置單元:具有可開啟的透明密閉雙層玻璃腔室，腔室的四周設置可升降的卷簾16，在腔室的頂部兩側分別設置LED光源8，腔室中間安裝有可旋轉升降平移的圓柱形位移臺5，位移臺5上安裝有可分裝拆卸的樣品盤，樣品盤上設卡位凹槽，實現多形態樣品的放置，腔室的頂部安裝有舵機驅動單元。
[0035]CXD相機9和熱紅外相機4分別安裝在腔室的圓形旋轉支架19上，在采集過程中通過舵機驅動單元實現相機的交替使用，分別獲取RGB圖像和熱紅外圖像，且將拍攝的圖像傳輸到PC機7，通過軟件判定靶樣品是否采集正確及其成像效果，并將判別結果傳輸至DSP控制器I，DSP控制器I根據靶樣品的判定結果控制圓柱形位移臺5，實現樣品的三維精確定位。
[0036]如圖3和圖4所示，舵機驅動單元包括舵機支架20、舵機21、第一齒輪17和第二齒輪18、圓形旋轉支架19，舵機輸出軸裝配有第一齒輪17，第二齒輪18與圓形多孔旋轉支架19的一端通過軸承相連，圓形多孔旋轉支架19的另一端通過螺栓與舵機21相固定。
[0037]如圖5所示，圓形多孔旋轉支架19的圓周上有兩個口徑相同的螺紋孔角度相差90°，螺紋孔中裝配有同直徑的螺栓用來安裝固定成像裝置;腔室為透明密閉的雙層腔室，具有與外界溫度隔絕且保持腔室內部溫度恒定的功能。
[0038]腔室的四周設置可升降的卷簾，可控制腔室內部的明暗環境，為不同的實驗設置背景。
[0039]如圖6所示，本實用新型的工作原理如下:
[0040]使用時，將溫濕度控制裝置打開，實驗前通過PC機7上的控制軟件設定實驗所需溫度值，再通過溫濕度傳感器采集腔室內的溫濕度值，將采集到的溫濕度信號通過信號線傳輸到PLC控制器11，PLC控制器11將實驗設定的溫濕度值與實時采集到的溫濕度值進行分析比較，若兩者差值大于設定的溫濕度差值，則PLC控制器11將設定的溫濕度信息傳輸給繼電器，通過繼電器15來控制制冷器3、干濕風裝置的濕風工作；若兩者差值小于設定的溫濕度差值，則PLC控制器將設定的溫濕度信息傳輸給繼電器，通過繼電器來控制加熱器10和干濕風裝置14的干風工作，實現腔室溫濕度的自動調節。
[0041 ]調節好腔室內的溫濕度值后，將旋轉安裝有CCD相機9和熱紅外相機4的圓形旋轉支架19上，先將熱紅外相機9正對圓柱形位移臺5上的樣品盤，采集置于樣品盤的靶樣品的圖像，將圖像信息傳輸到PC機7并通過軟件判定靶樣品是否采集正確及其成像效果，并將判別結果傳輸至DSP控制器1，DSP控制器I根據靶樣品的判定結果控制圓形位移臺5，實現樣品的三維精確定位;將采集完成的熱紅外圖像傳輸給PC機7，通過圖像處理技術確定圖像的清晰和完整，PC機7將熱紅外相機工作完成的指令傳輸給DSP控制器I，DSP控制器I根據完成指令，驅動舵機單元13實現CCD相機9和熱紅外相機4的切換，完成RGB圖像的采集。
[0042]舵機22根據DSP控制器I的指令通過第一齒輪17帶動第二齒輪18轉動90°角，從而使圓形多孔裝置以固定不動的轉軸為軸心轉動相同角度，將CCD相機9與熱紅外相機4進行切換，CCD相機9和熱紅外相機4通過USB接口與PC機7相連，當兩者之間完成切換后，只需要更換與PC機7相連的USB接口即可。
[0043]以上所述僅為本實用新型的較佳實施舉例，并不用于限制本實用新型，凡在本實用新型精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種可用于熱紅外成像的樣品檢測室，包括透明的腔室，所述腔室安裝有CCD相機和 熱紅外相機;其特征在于:所述腔室的頂部設有旋轉支架，CCD相機和熱紅外相機安裝在旋轉支架上并可交替使 用；腔室內設有采集信息用的溫度傳感器和濕度傳感器，以及用于室內環境調控的制冷 器、干濕風裝置和制熱器；腔室的四周設置可開啟的雙層玻璃，并配置可升降的卷簾，腔室內的頂部兩側分別設 置LED光源，腔室中間安裝有可旋轉升降平移的位移臺。2.如權利要求1所述的樣品檢測室，其特征在于，所述旋轉支架的周面設有兩個呈90° 角分布的螺紋孔，螺紋孔中分別裝配有螺栓用于固定所述的CCD相機和熱紅外相機。3.如權利要求1所述的樣品檢測室，其特征在于，所述腔室的頂部設有驅動旋轉支架轉 動的舵機驅動單元，所述舵機驅動單元包括舵機、第一齒輪和第二齒輪，第一齒輪安裝在舵 機的輸出軸上，且第一齒輪與第二齒輪嚙合，第二齒輪與所述的旋轉支架聯動。4.如權利要求1所述的樣品檢測室，其特征在于，所述位移臺上安裝有可拆卸的樣品 盤，樣品盤上設有固定樣品用的卡位凹槽。5.如權利要求1所述的樣品檢測室，其特征在于，所述位移臺上設有深度呈階梯式變化 的凹槽，用于固定類球形物體。6.如權利要求1所述的樣品檢測室，其特征在于，所述的溫度傳感器和濕度傳感器均安 裝有兩個。7.如權利要求1所述的樣品檢測室，其特征在于，通過繼電器控制所述的制冷器、干濕 風裝置和制熱器。
【文檔編號】G01N21/01GK205607842SQ201620175139
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年3月8日
【發明人】陳欣欣, 何勇, 劉子毅
【申請人】浙江大學