Mejora del rendimiento del sistema de detección de fugas SF6 infrarrojo sin refrigeración de doble canal mediante control térmico activo con enfriador termoeléctrico
Para un sistema de detección infrarroja de doble canal basado en un detector infrarrojo sin refrigeración, este estudio aborda la degradación del rendimiento causada por las fluctuaciones de temperatura del detector en la detección de fugas de gas hexafluoruro de azufre (SF6). Se diseñó e integró un módulo de control térmico activo basado en un enfriador termoeléctrico (TEC) para mejorar su estabilidad. La optimización de la disposición espacial del TEC se realizó combinando mediciones experimentales con simulaciones del campo térmico, y se construyó un sistema de control térmico en bucle cerrado basado en un algoritmo PID. Los resultados experimentales muestran que el módulo de control térmico integrado mejora significativamente el rendimiento del sistema: la desviación estándar de la escala de grises en estado estable se redujo en un 40,87%, el error lineal bajó del 7,2534% al 0,6604%, la diferencia de temperatura equivalente al ruido (NETD) se optimizó de 14,379 mK a 11,597 mK, con una mejora de rendimiento del 19,35%. En la aplicación de detección de gas SF6, el contraste relativo promedio, la relación señal-ruido y la proporción de píxeles de gas aumentaron un 123%, 56% y 77%, respectivamente. Este método de mejora suprime eficazmente el efecto de las fluctuaciones de temperatura, mejora significativamente la capacidad de detección del gas SF6 al tiempo que mejora la calidad básica de la imagen, validando su potencial para aplicaciones en campos como la inspección de equipos eléctricos.
关键词
imágenes infrarrojas; hexafluoruro de azufre; detector sin refrigeración; control de temperatura; enfriador termoeléctrico; sistema de doble canal