摘要：设计了一项基于红外热成像技术与可见光图像融合的电梯故障检测仪，该仪器能够针对电梯电气设备、安全部件温度的变化，快速检测电梯部件温度异常。通过红外热成像技术融合可见光图像，能够快速、准确地定位故障点，并通过记录数据对比，自动、长时间监控并分析电梯的运行状况，给电梯的检验、检测工作带来方便。
关键词：电梯；融合；温度异常；定位故障点
随着电梯安全越来越受到人们的关注，业界亟需解决电梯故障的快速检测、提高电梯日常巡检的质量、及时发现电梯安全隐患的问题。受工作环境、使用时间、使用频率、工作情况等因素影响，电梯可能会出现电气控制原件老化、机械部件摩擦、电动机过载等情况，随之一些部件出现过热的现象，进一步会导致电梯系统出现故障停用，严重时可能引起电梯事故。
虽然国家对电梯的工作环境作了严格的管理要求，但是，电梯的实际运行环境相对比较恶劣，传统的人工目测检测方法无法满足电梯高频率使用而出现的突发问题，而电梯电气设备及其零部件故障绝大部分情况下都能通过电气表面温度变化反映出来。在本文中，笔者通过红外表面成像技术融合可见光图像，研究一种通用的、方便使用的、能够快速定位故障点的便携式检测仪器，通过记录数据对比，该检测仪器能够自动、长时间监控电梯的运行状况，给电梯的检验、检测带来方便。
1 热成像和可见光融合的应用原理
红外热成像和可见光图像融合，其基本原理是通过红外成像摄像单元和可见光成像摄像单元同时拍摄，然后根据设备识别模型对可见光成像图片中的检测设备进行匹配识别并输出检测设备在图片中的图像坐标，最后根据输出的图像坐标在红外热成像图片中截取对应位置坐标的热分布图像，图像识别单元中的设备热分析模型通过分析所截取的热分布图像判断设备发热是否正常并输出设备的温度信息，从而形成融合图片，即在可见光图像中各个位置点获得温度信息，从而达到准确定位。
本仪器根据电梯安全技术规范对电梯日常检验提出的检测要求和检测工艺流程，结合电梯故障检测现场实际情况，集成多种智能传感器，主要解决现有检测工艺流程中存在的一些缺点：(1) 检测手段单一，多以肉眼查看、手动触摸为主；(2) 缺乏先进的检测工具，检测效率低下；(3) 缺乏在线式长时间的观测和监控，容易疏漏偶发性的故障；(4) 检测过程依赖人员的主观经验，缺乏智能的识别手段；(5) 检测过程缺乏图像、视频、GPS定位等有效的监控，检测结果可追溯性不强。本仪器通过改变传统红外成像装置的结构缺点，研制集成光学、温度、GPS定位、RFID信标、激光测距和二维码扫描等多种智能传感器系统的电梯故障检测仪，通过红外热成像技术与可见光图像的融合，提高行业的质检水平。
2 仪器模块结构功能分析
本仪器基于红外热成像技术和可见光图像的融合，通过表面温度检测，精确定位电梯温度异常部位，诊断故障、隐患原因。检测仪主要针对电梯日常巡查、定期保养和检验、检测过程中目测无法发现的电气故障和主要安全部件的机械故障，提供一个能够实时检测和在线监控诊断的检测和检查方法，及时发现和预判电梯电气元件和安全部件的异常情况，提高电梯运行的可靠性，降低电梯的故障率，为电梯的科学检验检测提供更加便捷、有效的手段。
传统的红外检测设备多为大型仪器、厚重不便携带，并且其调焦装置普遍通过螺栓和调焦环刚性连接镜头，通过调焦环的周向运动来调节焦距，而其结构多不具有限位动能，当旋转过大或者过小时易使镜头脱落或者压紧，这使其可测范围减少，调焦距离小，可调调焦幅度过大，造成采集图像精度较低。笔者研究的检测装置在硬件设计上，克服了传统的红外检测设备固有的缺点，在定焦镜头微动调焦上进行结构设计，固定镜头的同时还对镜头径向移动进行限位，使其径向移动最大位移处不会脱落，较为安全。具体结构如图1所示。
图1 仪器机构图
