Повышение производительности двухканальной неохлаждаемой инфракрасной системы обнаружения утечек SF6 с активным температурным контролем на основе термоэлектрического охладителя

SI Wenrong ,  

ZHAO Yingying ,  

FU Chenzhao ,  

LI Yang ,  

LI Ben ,  

YU Yiting ,  

摘要

Для двухканальной инфракрасной системы обнаружения на основе неохлаждаемого инфракрасного детектора, при обнаружении утечки газа гексафторида серы (SF6), ухудшение характеристик вызвано колебаниями температуры детектора. В данном исследовании была разработана и интегрирована активная система температурного контроля на основе термоэлектрического охладителя (TEC) для повышения стабильности. Оптимизация пространственного расположения TEC проведена с использованием экспериментальных измерений и теплового моделирования, и построена система замкнутого температурного контроля на основе PID-алгоритма. Результаты экспериментов показали, что интегрированный температурный модуль значительно улучшил характеристики системы: стандартное отклонение уровня серого при установившемся режиме снизилось на 40,87%, линейная погрешность уменьшилась с 7,2534% до 0,6604%, эквивалентное температурное шумовое различие (NETD) оптимизировано с 14,379 мК до 11,597 мК, улучшение производительности составило 19,35%. В применении для обнаружения газа SF6 средний относительный контраст, отношение сигнал/шум и доля пикселей газа увеличились на 123%, 56% и 77% соответственно. Предложенный метод эффективно подавляет влияние температурных колебаний, одновременно значительно улучшая качество базового изображения и усиливая способности обнаружения газа SF6, что подтверждает его потенциал для инженерных применений, таких как инспекция электрооборудования.

关键词

инфракрасное изображение; гексафторид серы; неохлаждаемый детектор; температурный контроль; термоэлектрический охладитель; двухканальная система

阅读全文