如圖1所示，儀器主要由微動調焦組件、成像組件、智能顯示終端、紅外模塊，保護套等構成。其結構中后蓋與前蓋固結在一起，構成整個裝置的主體輪廓，紅外模塊位于整個裝置的中間部位，以螺釘進行固結，其紅外模塊上的鏡頭與調焦裝置進行旋轉固結，調焦裝置與鏡頭固結完成后安裝于裝置的后蓋，與紅外相機座進行固結。成像裝置安裝于護罩上且可見光模組與紅外鏡頭在一條直線上，前方護罩與后蓋進行固接，整個系統四周包裹軟膠套并可包含1/4螺紋接口可以通用于傳統三角架。系統具有微調焦功能，其主要結構如圖2所示。

圖2 微動調焦裝置

如圖2所示，微動調焦裝置主要由上限位構件、旋轉手輪（驅動件）、手輪壓蓋、上下限位膠球、緊定螺釘、從動件、限位插銷、下限位構件等構成。其中，上下限位構件構成整個裝置的空腔，上限位構件中安裝限位膠球與手輪壓蓋進行接觸，限制手輪壓蓋的徑向移動，下限位構件中安裝限位膠球，限制旋轉手輪（驅動件）的徑向移動，使其僅僅周向移動。手輪壓蓋和旋轉手輪（驅動件）滑動連接，通過限位膠球的壓縮變形使其固結一體。從動件與鏡頭通過緊定螺釘使其剛性連接一體，從動件與旋轉手輪（驅動件）滑動連接，從動件在旋轉手輪（驅動件）內部可以自由滑動；此外，限位插銷與旋轉手輪（驅動件）進行滑動連接，手輪壓蓋進行限位，使其在旋轉手輪（驅動件）中自由移動且對鏡頭的微動進行限位，限位插銷在下限位構件上的螺旋槽內進行滑動。

3 系統功能實現原理

系統通過紅外成像技術與可見光圖像融合，完成電梯電氣系統異常溫度檢測，并能通過定位裝置進行異常故障定位。同時，可利用圖像對比技術，通過長期數據庫的建立，對檢測數據進行分析，從而發現溫度變化規律，對偏離數據進行提示和報障。系統具體實現原理圖如圖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，很好地彌補了傳統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，本儀器首先在雙目異源光學系統方面采用創新設計，如圖4所示。

圖3 系統功能實現原理圖

圖4 可見光與紅外光譜雙光路融合的光路示意圖

系統對實時采集到的電梯現場的可見光與紅外熱成像圖等兩類圖像進行預處理并標定異源雙目光學成像系統，讓兩個相互獨立的光學空間建立一對一的映射關系，最后在終端顯示的圖像效果為“畫中畫”，實現了實時測溫與故障定位。同時，利用測距傳感器獲得目標與傳感器的距離，通過距離與雙光譜圖像融合的函數關系，實現全量程范圍的可見光圖像與紅外圖像的自動融合。圖5所示為該雙光譜光學系統自動融合流程。

系統植入電梯故障排查和質檢的工藝流程，操作過程完全符合既有的檢測流程，根據特種設備行業的信息化工作管理系統的規則，開發出符合此規則的終端操作APP軟件。APP軟件在上述符合特種設備行業的基礎上實現融合圖像顯示、故障定位、溫度測量等相關實時信息，體現出特種設備溫度異常的預警，大大地提高了日常質量巡檢的效率。

圖5 雙光譜圖像自動融合流程

4 結語

筆者研發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，本檢測儀通過調焦方式和硬件結構的改進，減少了傳統紅外檢測儀體積大、使用不方便、調焦范圍小等缺點，通過紅外成像技術和可見光圖像的融合，能夠迅速發現電梯各部件的溫度異常，并實時識別故障位置，便于及時發現、消除電梯的安全隱患，預防電梯事故發生。

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