烯烴氣體泄漏紅外檢測系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)案例目錄TOC\o"1-3"\h\u29833烯烴氣體泄漏紅外檢測系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)案例 166581.1手機(jī)烯烴氣體泄漏紅外檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 1257031.2手機(jī)烯烴氣體泄漏紅外檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路 1220121.3手機(jī)烯烴氣體泄漏紅外檢測系統(tǒng)的組成 2192971.4本章小結(jié) 41.1手機(jī)烯烴氣體泄漏紅外檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求結(jié)合未來使用中的可能情境，對(duì)手機(jī)烯烴氣體泄漏紅外檢測系統(tǒng)提出了一些設(shè)計(jì)要求，如下：體積要求：進(jìn)行探測的熱成像設(shè)備的體積要小、質(zhì)量要輕，長不能超過5cm，寬厚不能超過4cm。性能要求：進(jìn)行探測的熱成像設(shè)備的功耗要小，且響應(yīng)時(shí)間不能超過1分鐘；通信要求：和手機(jī)的通信要求傳輸穩(wěn)定，采用有線通信方式，利用手機(jī)充電口(MicroUSB口或TypeC口)進(jìn)行通信；功能要求：提供預(yù)覽、實(shí)時(shí)熱圖顯示和采集等必要功能；成本要求：成本不可過高。1.2手機(jī)烯烴氣體泄漏紅外檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路利用紅外手段檢測氣體泄漏，首要的就是要有紅外熱像儀。紅外熱像儀市面上種類很多，在挑選紅外熱像儀時(shí)，需要結(jié)合1.1節(jié)中給出的要求，最終選定?？礖M-TB421-3XF人體測溫機(jī)芯，如圖2-1所示。圖2-1?？礖M-TB421-3XF人體測溫機(jī)芯設(shè)備圖紅外熱像儀將場景的紅外輻射以圖像的形式輸出，接下來需要考慮手機(jī)設(shè)備對(duì)圖像的接收及顯示?，F(xiàn)在市面上手機(jī)端口主要有以下幾種：Type-C、MicroUSB以及iPhone專用的lightning接口。為了方便操作，選擇端口為Type-C的智能手機(jī)。另一方面，現(xiàn)在主流的手機(jī)操作系統(tǒng)有Google

Android和蘋果的iOS，蘋果手機(jī)由于其端口為專用的lightning接口，無法與探測器適配，因此，我們選用Android手機(jī)系統(tǒng)對(duì)紅外圖像進(jìn)行接收及顯示。1.3手機(jī)烯烴氣體泄漏紅外檢測系統(tǒng)的組成由上節(jié)敘述可知，手機(jī)烯烴氣體泄漏紅外檢測系統(tǒng)主要由兩部分組成，分別是圖像采集模塊——手機(jī)紅外熱像儀，終端顯示模塊——Android手機(jī)系統(tǒng)，系統(tǒng)示意圖如圖2-2所示。圖2-2系統(tǒng)示意圖圖像采集模塊即海康HM-TB421-3XF人體測溫機(jī)芯，該模組內(nèi)置高靈敏度紅外探測器，可對(duì)場景中人體進(jìn)行全天候的實(shí)時(shí)溫度監(jiān)測，推測人體的溫度變化，真正實(shí)現(xiàn)快速、高效、精準(zhǔn)測溫。?？礖M-TB421-3XF人體測溫機(jī)芯采用高靈敏度氧化釩非制冷探測器，尺寸小巧，功耗低，性能穩(wěn)定，符合系統(tǒng)的要求。該模組的具體技術(shù)參數(shù)見表2-1。另外，?？礖CUSBCameraSDK為開發(fā)者提供動(dòng)態(tài)庫和聲明文件，即libHCUSBCamera.so、libuvc.so、libusb1.0.so、libjnidispatch.so、和HCUSBCameraSDKByJNA.java，幫助開發(fā)者通過安卓手機(jī)或平板實(shí)現(xiàn)預(yù)覽、抓拍等USB相機(jī)功能。終端顯示模塊選用基于Android10.0系統(tǒng)的華為手機(jī)作為顯示終端。除華為手機(jī)外，其他版本高于5.0的Android操作系統(tǒng)均可作為顯示終端。將探測器模塊和Android手機(jī)用數(shù)據(jù)線連接，即可進(jìn)行USB通信，從而傳輸數(shù)據(jù)。將傳輸?shù)降膱D像加載到設(shè)計(jì)好的APP界面中，即可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)顯示。表2-1?？礖M-TB421-3XF人體測溫機(jī)芯技術(shù)參數(shù)規(guī)格\型號(hào)HM-TB421-3XF成像性能探測器類型氧化釩(VOx)微測輻射熱計(jì)光學(xué)鏡頭焦距3mm，F(xiàn)1.1分辨率120×160視場角37.2°×50°像元間距17μm調(diào)焦方式無熱化定焦鏡頭幀頻25fps圖像處理非均勻性校正自動(dòng)響應(yīng)波段8~14μm背景校正支持NETD≤50mK@25℃，F(xiàn)#1.0亮度、對(duì)比度調(diào)節(jié)支持自動(dòng)、手動(dòng)亮度和對(duì)比度調(diào)節(jié)測溫功能測溫范圍30-45℃極性支持黑熱、白熱等15種偽彩色切換測溫精度±0.5壞點(diǎn)校正支持測溫距離0.3~2m可設(shè)置圖像增強(qiáng)支持工作溫度10-35℃圖像降噪支持3D數(shù)字降噪1.4本章小結(jié)本章主要構(gòu)建了系統(tǒng)的總體框架，提出了總體設(shè)計(jì)方案。本章首先基于實(shí)際使用情境，提出了手機(jī)烯烴氣體泄漏紅外檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求