摘要：設計了一項基于紅外熱成像技術與可見光圖像融合的電梯故障檢測儀，該儀器能夠針對電梯電氣設備、安全部件溫度的變化，快速檢測電梯部件溫度異常。通過紅外熱成像技術融合可見光圖像，能夠快速、準確地定位故障點，并通過記錄數據對比，自動、長時間監控并分析電梯的運行狀況，給電梯的檢驗、檢測工作帶來方便。

關鍵詞：電梯；融合；溫度異常；定位故障點

隨著電梯安全越來越受到人們的關注，業界亟需解決電梯故障的快速檢測、提高電梯日常巡檢的質量、及時發現電梯安全隱患的問題。受工作環境、使用時間、使用頻率、工作情況等因素影響，電梯可能會出現電氣控制原件老化、機械部件摩擦、電動機過載等情況，隨之一些部件出現過熱的現象，進一步會導致電梯系統出現故障停用，嚴重時可能引起電梯事故。

雖然國家對電梯的工作環境作了嚴格的管理要求，但是，電梯的實際運行環境相對比較惡劣，傳統的人工目測檢測方法無法滿足電梯高頻率使用而出現的突發問題，而電梯電氣設備及其零部件故障絕大部分情況下都能通過電氣表面溫度變化反映出來。在本文中，筆者通過紅外表面成像技術融合可見光圖像，研究一種通用的、方便使用的、能夠快速定位故障點的便攜式檢測儀器，通過記錄數據對比，該檢測儀器能夠自動、長時間監控電梯的運行狀況，給電梯的檢驗、檢測帶來方便。

1 熱成像和可見光融合的應用原理

紅外熱成像和可見光圖像融合，其基本原理是通過紅外成像攝像單元和可見光成像攝像單元同時拍攝，然后根據設備識別模型對可見光成像圖片中的檢測設備進行匹配識別并輸出檢測設備在圖片中的圖像坐標，最后根據輸出的圖像坐標在紅外熱成像圖片中截取對應位置坐標的熱分布圖像，圖像識別單元中的設備熱分析模型通過分析所截取的熱分布圖像判斷設備發熱是否正常并輸出設備的溫度信息，從而形成融合圖片，即在可見光圖像中各個位置點獲得溫度信息，從而達到準確定位。

本儀器根據電梯安全技術規范對電梯日常檢驗提出的檢測要求和檢測工藝流程，結合電梯故障檢測現場實際情況，集成多種智能傳感器，主要解決現有檢測工藝流程中存在的一些缺點：(1) 檢測手段單一，多以肉眼查看、手動觸摸為主；(2) 缺乏先進的檢測工具，檢測效率低下；(3) 缺乏在線式長時間的觀測和監控，容易疏漏偶發性的故障；(4) 檢測過程依賴人員的主觀經驗，缺乏智能的識別手段；(5) 檢測過程缺乏圖像、視頻、GPS定位等有效的監控，檢測結果可追溯性不強。本儀器通過改變傳統紅外成像裝置的結構缺點，研制集成光學、溫度、GPS定位、RFID信標、激光測距和二維碼掃描等多種智能傳感器系統的電梯故障檢測儀，通過紅外熱成像技術與可見光圖像的融合，提高行業的質檢水平。

2 儀器模塊結構功能分析

本儀器基于紅外熱成像技術和可見光圖像的融合，通過表面溫度檢測，精確定位電梯溫度異常部位，診斷故障、隱患原因。檢測儀主要針對電梯日常巡查、定期保養和檢驗、檢測過程中目測無法發現的電氣故障和主要安全部件的機械故障，提供一個能夠實時檢測和在線監控診斷的檢測和檢查方法，及時發現和預判電梯電氣元件和安全部件的異常情況，提高電梯運行的可靠性，降低電梯的故障率，為電梯的科學檢驗檢測提供更加便捷、有效的手段。

傳統的紅外檢測設備多為大型儀器、厚重不便攜帶，并且其調焦裝置普遍通過螺栓和調焦環剛性連接鏡頭，通過調焦環的周向運動來調節焦距，而其結構多不具有限位動能，當旋轉過大或者過小時易使鏡頭脫落或者壓緊，這使其可測范圍減少，調焦距離小，可調調焦幅度過大，造成采集圖像精度較低。筆者研究的檢測裝置在硬件設計上，克服了傳統的紅外檢測設備固有的缺點，在定焦鏡頭微動調焦上進行結構設計，固定鏡頭的同時還對鏡頭徑向移動進行限位，使其徑向移動最大位移處不會脫落，較為安全。具體結構如圖1所示。

圖1 儀器機構圖