如图1所示，仪器主要由微动调焦组件、成像组件、智能显示终端、红外模块，保护套等构成。其结构中后盖与前盖固结在一起，构成整个装置的主体轮廓，红外模块位于整个装置的中间部位，以螺钉进行固结，其红外模块上的镜头与调焦装置进行旋转固结，调焦装置与镜头固结完成后安装于装置的后盖，与红外相机座进行固结。成像装置安装于护罩上且可见光模组与红外镜头在一条直线上，前方护罩与后盖进行固接，整个系统四周包裹软胶套并可包含1/4螺纹接口可以通用于传统三角架。系统具有微调焦功能，其主要结构如图2所示。
图2 微动调焦装置
如图2所示，微动调焦装置主要由上限位构件、旋转手轮（驱动件）、手轮压盖、上下限位胶球、紧定螺钉、从动件、限位插销、下限位构件等构成。其中，上下限位构件构成整个装置的空腔，上限位构件中安装限位胶球与手轮压盖进行接触，限制手轮压盖的径向移动，下限位构件中安装限位胶球，限制旋转手轮（驱动件）的径向移动，使其仅仅周向移动。手轮压盖和旋转手轮（驱动件）滑动连接，通过限位胶球的压缩变形使其固结一体。从动件与镜头通过紧定螺钉使其刚性连接一体，从动件与旋转手轮（驱动件）滑动连接，从动件在旋转手轮（驱动件）内部可以自由滑动；此外，限位插销与旋转手轮（驱动件）进行滑动连接，手轮压盖进行限位，使其在旋转手轮（驱动件）中自由移动且对镜头的微动进行限位，限位插销在下限位构件上的螺旋槽内进行滑动。
3 系统功能实现原理
系统通过红外成像技术与可见光图像融合，完成电梯电气系统异常温度检测，并能通过定位装置进行异常故障定位。同时，可利用图像对比技术，通过长期数据库的建立，对检测数据进行分析，从而发现温度变化规律，对偏离数据进行提示和报障。系统具体实现原理图如图3所示。
智能故障检测仪集成高清可见光传感器和高清红外视觉传感器，并将二者进行很好的匹配与融合，通过与高像素可见光图像的融合，很好地弥补了传统红外传感器分辨率不足的问题，通过分析能够快速检测并识别故障点，本仪器首先在双目异源光学系统方面采用创新设计，如图4所示。
图3 系统功能实现原理图
图4 可见光与红外光谱双光路融合的光路示意图
系统对实时采集到的电梯现场的可见光与红外热成像图等两类图像进行预处理并标定异源双目光学成像系统，让两个相互独立的光学空间建立一对一的映射关系，最后在终端显示的图像效果为“画中画”，实现了实时测温与故障定位。同时，利用测距传感器获得目标与传感器的距离，通过距离与双光谱图像融合的函数关系，实现全量程范围的可见光图像与红外图像的自动融合。图5所示为该双光谱光学系统自动融合流程。
系统植入电梯故障排查和质检的工艺流程，操作过程完全符合既有的检测流程，根据特种设备行业的信息化工作管理系统的规则，开发出符合此规则的终端操作APP软件。APP软件在上述符合特种设备行业的基础上实现融合图像显示、故障定位、温度测量等相关实时信息，体现出特种设备温度异常的预警，大大地提高了日常质量巡检的效率。
图5 双光谱图像自动融合流程
4 结语
笔者研发了一种基于红外成像和可见光图像融合的电梯故障检测仪，本检测仪通过调焦方式和硬件结构的改进，减少了传统红外检测仪体积大、使用不方便、调焦范围小等缺点，通过红外成像技术和可见光图像的融合，能够迅速发现电梯各部件的温度异常，并实时识别故障位置，便于及时发现、消除电梯的安全隐患，预防电梯事故发生。
（本文内容转载自《中国电梯》2020年第12期，作者：广东省特种设备检测研究院顺德检测院 麦英健，陈永煊，文青山，赵晋）
