[发明专利]一种气体成像装置

权利要求书

1.一种气体成像装置，其特征在于，所述装置包括：

图像传感器（1）、成像透镜（2）、滤波片转盘（3）、驱动电机（4）、控制器（5）和外壳（6）；

所述图像传感器（1）、所述成像透镜（2）、所述滤波片转盘（3）、所述驱动电机（4）和所述控制器（5）均设置于所述外壳（6）内；

所述图像传感器（1）和所述驱动电机（4）分别与所述控制器（5）连接；

所述图像传感器（1）具有图像信号获取和处理功能，所述图像传感器（1）内包括探测器和处理器，所述探测器用于探测待测目标反射的光信号，所述处理器用于处理光信号；

所述成像透镜（2）设置于所述图像传感器（1）和所述滤波片转盘（3）之间，用于汇聚由所述滤波片转盘（3）传输的光至所述图像传感器（1）；

所述滤波片转盘（3）上均匀设置多个带通滤波片，且所述带通滤波片的尺寸大于所述图像传感器（1）接收光的部件的尺寸；

所述滤波片转盘（3）与所述驱动电机（4）电连接，其中，所述驱动电机（4）带动所述滤波片转盘（3）转动的频率与所述滤波片转盘（3）内带通滤波片数量的乘积，与所述图像传感器（1）的帧频一致；

所述图像传感器（1）接收光的通路、所述成像透镜（2）的光轴以及所述滤波片转盘（3）上当前使用的带通滤波片的光轴相重合；

所述处理器处理光信号包括：所述光信号对应于所述多个带通滤波片，通过循环积分测量增强所述光信号的信号值，以及通过背景平衡补偿函数消除所述光信号中的背景信号，得到图像叠加信号；

其中，所述处理器获取图像叠加信号的步骤包括：

获取所述图像传感器（1）对应所述滤波片转盘（3）上全部带通滤波片的图像信号；

按照图片信号获得时间从前到后的顺序，编码所述图片信号；

计算每个编码后图片信号与预设正弦调制信号的乘积，得到每个编码后图片信号傅里叶变换后的信号值；

计算全部编码后图片信号所对应傅里叶变换后的信号值的加和，得到图像叠加信号。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：第一凸透镜（7）和第二凸透镜（8）；

所述第一凸透镜（7）与所述第二凸透镜（8）均设置于所述外壳（6）内；

所述第一凸透镜（7）、所述第二凸透镜（8）以及所述成像透镜（2）的光轴重合；

所述第一凸透镜（7）设置于所述滤波片转盘（3）与所述外壳（6）内壁之间，所述第一凸透镜（7）用于汇聚待测目标的光至所述滤波片转盘（3）中当前光轴与所述第一凸透镜（7）的光轴重合的带通滤波片上；

所述第二凸透镜（8）设置于所述成像透镜（2）与所述滤波片转盘（3）之间，所述第二凸透镜（8）用于汇聚由所述滤波片转盘（3）传输的光至所述成像透镜（2）上。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，

根据所述待测目标的信息，获取所述待测目标中气体种类；

根据所述气体种类和与所述气体种类对应的吸收光谱，确定所述滤波片转盘（3）上的带通滤波片的半高宽数值。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，

根据所述气体种类对应的吸收光谱中的谱线强度和所述气体种类对应的吸收线型，生成所述气体种类的气体吸收截面曲线；

根据所述气体吸收截面曲线，确定所述滤波片转盘（3）上的带通滤波片的数量。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，

以所述滤波片转盘（3）顺时针方向，按照中心波长从高到低的顺序，在所述滤波片转盘（3）上分布带通滤波片，并且所述驱动电机（4）带动所述滤波片转盘（3）按顺时针方向转动；

或者，以所述滤波片转盘（3）逆时针方向，按照中心波长从高到低的顺序，在所述滤波片转盘（3）上分布带通滤波片，并且所述驱动电机（4）带动所述滤波片转盘（3）按顺时针方向转动。