Verbesserung der Leistung des doppelkanaligen nicht gekühlten Infrarot-SF6-Leckageerkennungssystems durch aktiven Temperaturregelung mit thermoelektrischem Kühler
Für ein doppelkanaliges Infrarot-Erkennungssystem basierend auf einem nicht gekühlten Infrarotdetektor wurde zur Lösung des Leistungsabfalls durch Temperaturschwankungen des Detektors bei der Erkennung von Schwefelhexafluorid (SF6)-Gasleckagen ein aktives Temperaturregelsystem auf Basis eines thermoelektrischen Kühlers (TEC) entwickelt und integriert, um die Stabilität zu verbessern. Die räumliche Anordnung des TEC wurde durch Kombination von experimentellen Messungen und thermischen Simulationen optimiert, und es wurde ein geschlossenes Temperaturregelsystem basierend auf einem PID-Algorithmus aufgebaut. Die experimentellen Ergebnisse zeigen, dass das integrierte Temperaturregelsystem die Systemleistung signifikant verbessert: Die Standardabweichung des Grauwerts im stationären Zustand wurde um 40,87% reduziert, der lineare Fehler verringerte sich von 7,2534% auf 0,6604%, die äquivalente Rauschtemperaturdifferenz (NETD) wurde von 14,379 mK auf 11,597 mK optimiert, was einer Leistungssteigerung von 19,35% entspricht. Bei der Anwendung zur SF6-Erkennung wurden der durchschnittliche relative Kontrast, das Signal-Rausch-Verhältnis und der Anteil von Gaspixeln um 123%, 56% bzw. 77% verbessert. Die vorgeschlagene Methode unterdrückt effektiv die Auswirkungen von Temperaturschwankungen und verbessert gleichzeitig die Grundbildqualität erheblich sowie die SF6-Gaserkennungskapazität, wodurch ihr Anwendungspotenzial in Bereichen wie der Inspektion von elektrischen Anlagen bestätigt wird.
关键词
Infrarotbildgebung; Schwefelhexafluorid; nicht gekühlter Detektor; Temperaturregelung; thermoelektrischer Kühler; doppelkanaliges System