Контрольное устройство миллиметрового диапазона
Использование: для контроля человеческого тела посредством волн миллиметрового диапазона. Сущность изобретения заключается в том, что устройство обнаружения миллиметровых волн включает в себя оптические устройства (30, 50, 60), используемые для приема излучения миллиметровых волн от обнаруживаемого объекта и сбора принимаемых миллиметровых волн; радиометрическое приемное устройство (80), используемое для приема энергии собранных миллиметровых волн и преобразования энергии миллиметровых волн в электрический сигнал; и устройство формирования изображения, используемое для формирования температурного изображения обнаруживаемого объекта в соответствии с электрическим сигналом. Технический результат: обеспечение возможности безопасного контроля человека посредством устройства, имеющего простую и компактную конструкцию. 18 з.п. ф-лы, 9 ил.
ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ
По этой заявке испрашивается приоритет по заявке №201010223333.2 на патент Китая, поданной 30 июня 2010 года в государственное ведомство по охране интеллектуальной собственности Китая, раскрытие которой включено в эту заявку путем ссылки.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к устройству личного контроля (контроля человеческого тела) для безопасности, более конкретно к контрольному устройству миллиметрового диапазона, предназначенному для контроля человеческого тела.
Уровень техники
Из предшествующего уровня техники известно, что устройства личного контроля для безопасности в основном включают в себя металлодетекторы, оборудование для контроля следов элементов, а также рентгеновское просвечивающее устройство. В частности, металлодетекторы чувствительны только к металлическим предметам; оборудование для контроля следов элементов является эффективным только при проверке на взрывчатые вещества и наркотики, и только рентгеновское просвечивающее устройство позволяет обнаруживать металлические/неметаллические изделия, взрывчатые вещества и наркотики и т.д. Кроме того, рентгеновское просвечивающее устройство может иметь относительно высокое пространственное разрешение и соответствующую скорость сканирования, но в определенной степени является опасным для организма человека вследствие ионизирующего излучения рентгеновских лучей. Поэтому его использование ограничено личным контролем для безопасности.
Для удовлетворения необходимости в личном контроле для безопасности без нанесения вреда организму человека существенно важным является обеспечение контрольного устройства миллиметрового диапазона, которое позволит по меньшей мере ослабить или полностью исключить по меньшей мере одну из упомянутых выше технических проблем.
Раскрытие изобретения
С учетом приведенных выше недостатков предшествующего уровня техники задача настоящего изобретения заключается в смягчении по меньшей мере одного аспекта изложенных выше проблем и недостатков.
Соответственно, одна задача настоящего изобретения заключается в создании контрольного устройства миллиметрового диапазона для выполнения контроля (досмотра) человека для безопасности.
Согласно одному объекту настоящего изобретения предложено контрольное устройство миллиметрового диапазона. Контрольное устройство миллиметрового диапазона включает в себя оптические устройства, сконфигурированные для приема энергии миллиметровых волн, излучаемой от контролируемого объекта, и фокусирования принимаемой энергии миллиметровых волн; радиометрическое приемное устройство, сконфигурированное для приема сфокусированной энергии миллиметровых волн и преобразования энергии миллиметровых волн в электрический сигнал; и устройство формирования изображения, сконфигурированное для создания температурного изображения контролируемого объекта в соответствии с электрическим сигналом.
В одном варианте осуществления оптическое устройство дополнительно включает в себя качающееся отражательное устройство, сконфигурированное для приема и отражения энергии миллиметровых волн от контролируемого объекта; выпуклое линзовое устройство, сконфигурированное для фокусирования энергии миллиметрового диапазона от качающегося отражательного устройства; и искривляющее траекторию отражательное пластинчатое устройство, сконфигурированное для искривления траектории распространения сфокусированной энергии миллиметровых волн.
В одном варианте осуществления качающееся отражательное устройство содержит опорную раму, качающуюся отражательную пластину, которая с возможностью поворота закреплена на опорной раме; и первый приводной двигатель, который соединен с качающейся отражательной пластиной, чтобы качать качающуюся отражательную пластину вперед и назад.
Предпочтительно, чтобы опорная рама содержала первую опорную пластину, вторую опорную пластину, которая расположена параллельно первой опорной пластине и напротив нее, и множество позиционирующих стержней одинаковой длины, один конец которых прикреплен к первой опорной пластине, тогда как другой конец их прикреплен ко второй опорной пластине, при этом множество позиционирующих стержней параллельны друг другу и перпендикулярны к первой и второй опорным пластинам.
В другом варианте осуществления качающееся отражательное устройство дополнительно содержит механизм ограничения положения качания для задания диапазона угла качания качающейся отражательной пластины, который содержит качающийся элемент, один конец которого соединен с приводным двигателем, и пару упорных деталей, которые расположены на второй опорной пластине, причем другой конец качающегося элемента ограничен в качании между парой упорных деталей.
Предпочтительно, чтобы поворотный вал был образован на одном конце качающейся отражательной пластины и с возможностью поворота закреплен на первой опорной пластине с помощью подшипника; и чтобы при этом другой конец качающейся отражательной пластины был соединен с качающимся элементом для синхронного поворота с качающимся элементом.
В еще одном варианте осуществления искривляющее траекторию отражательное пластинчатое устройство содержит отражательную пластину; механизм регулировки угла, сконфигурированный для регулировки угла отражательной пластины; и механизм регулировки высоты, сконфигурированный для регулировки высоты отражательной пластины.
В частности, механизм регулировки высоты содержит первый болт с двойной нарезкой, закрепленный на несущей раме контрольного устройства миллиметрового диапазона; второй болт с двойной нарезкой, имеющий направление вращения, противоположное направлению вращения первого болта с двойной нарезкой; резьбовую втулку, которая имеет нижний участок, соединяемый резьбой с первым болтом с двойной нарезкой, и верхний участок, соединяемый резьбой со вторым болтом с двойной нарезкой, при этом высота отражательной пластины регулируется поворотом резьбовой втулки; и стопорную гайку, которая способна фиксировать высоту механизма регулировки высоты.
В одном варианте осуществления механизм регулировки угла содержит поворотный вал, посредством которого отражательная пластина соединена с возможностью поворота с верхней частью второго болта с двойной нарезкой.
В другом варианте осуществления искривляющее траекторию отражательное устройство дополнительно включает в себя механизм ограничения положения для предотвращения поворота отражательной пластины при повороте резьбовой втулки.
В частности, механизм ограничения положения содержит первую ограничивающую положение пластину, которая имеет верхний конец, соединенный с отражательной пластиной, и нижний конец с пазом; и вторую ограничивающую положение пластину, которая имеет нижний участок, закрепленный на несущей раме контрольного устройства миллиметрового диапазона, и верхний участок, вводимый в паз на нижнем конце первой ограничивающей положение пластины.
В одном варианте осуществления выпуклое линзовое устройство представляет собой двояковыпуклую линзу.
В другом варианте осуществления радиометрическое приемное устройство содержит линейную матрицу радиометров; первую и вторую позиционирующие пластины, между которыми радиометры закреплены первой крепежной деталью; и опорную раму, сконфигурированную для обеспечения угла радиометров.
В другом варианте осуществления контрольное устройство миллиметрового диапазона дополнительно содержит устройство калибровки температуры радиометров, которое содержит механизм калибровки нормальной температуры, имеющий калибровочную температуру, равную текущей окружающей температуре, для калибровки начального значения радиометра; и механизм калибровки высокой температуры, имеющий калибровочную температуру, более высокую, чем температура окружающей среды, для совместной работы с механизмом калибровки нормальной температуры для калибровки усиления радиометра.
В частности, механизм калибровки нормальной температуры содержит поворотный полый цилиндрический узел калибровки нормальной температуры и второй приводной двигатель, установленный на кронштейне, для приведения в непрерывное вращение полого цилиндрического узла калибровки нормальной температуры вокруг радиометра.
Предпочтительно, чтобы механизм калибровки высокой температуры содержал полукруговой пластинчатый узел калибровки высокой температуры и третий приводной двигатель, установленный на кронштейне, для приведения в непрерывное качание полукругового пластинчатого узла калибровки высокой температуры вокруг радиометра.
В еще одном варианте осуществления полый цилиндрический узел калибровки нормальной температуры и полукруговой пластинчатый узел калибровки высокой температуры поворачиваются вокруг одной и той же оси, причем один конец механизма калибровки нормальной температуры прикреплен к поворотному валу, который, в свою очередь, соединен с выходным валом второго приводного двигателя, причем конец вала поворотного вала выполнен с отверстием под вал, в котором предусмотрена шпонка, а выходной вал второго приводного двигателя введен в отверстие под вал поворотного вала, в результате чего между ними достигается непосредственное соединение.
В одном варианте осуществления контрольное устройство миллиметрового диапазона дополнительно содержит управляющее устройство для управления работой контрольного устройства миллиметрового диапазона.
В другом варианте осуществления контрольное устройство миллиметрового диапазона включает в себя несущую раму, а оптические устройства и радиометрическое приемное устройство установлены на несущей раме.
В еще одном варианте осуществления контрольное устройство миллиметрового диапазона дополнительно включает в себя камеру, которая регистрирует оптическое изображение контролируемого объекта.
Поскольку в настоящем изобретении для выполнения контроля для безопасности (досмотра) используются миллиметровые волны, то по сравнению с предшествующим уровнем техники настоящее изобретение может обеспечивать следующий технический результат: благодаря использованию пассивной технологии миллиметровых волн для личного контроля для безопасности, контроль не является опасным для здоровья человека; а запрещенные предметы, скрытые в одежде человека, могут надежно и эффективно обнаруживаться. Кроме того, используется такая конструкция искривляющего траекторию средства, что контрольное устройство миллиметрового диапазона становится более компактным.
Краткое описание чертежей
Эти и/или другие аспекты и преимущества поясняются в нижеследующем описании предпочтительного варианта осуществления изобретения в сочетании с сопровождающими чертежами, на которых:
Фиг.1А и 1В - схематичные перспективные виды структуры контрольного устройства миллиметрового диапазона согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;
фиг.1С - схематичный перспективный вид структуры контрольного устройства миллиметрового диапазона по фиг.1А и 1В при выполнении личного контроля для безопасности, согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;
фиг.2 - схематичный перспективный вид структуры качающегося отражательного устройства контрольного устройства миллиметрового диапазона согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;
фиг.3 - схематичный перспективный вид структуры искривляющего траекторию отражательного пластинчатого устройства контрольного устройства миллиметрового диапазона согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;
фиг.4 - схематичный перспективный вид структуры радиометрического приемного устройства контрольного устройства миллиметрового диапазона согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;
фиг.5 - сечение по линии А-А из фиг.4;
фиг.6 - схематичный перспективный вид структуры устройства калибровки высокой и нормальной температур контрольного устройства миллиметрового диапазона согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения; и
фиг.7 - местный вид сверху в сечении устройства калибровки высокой и нормальной температур по фиг.6.
Осуществление изобретения
Ниже с обращением к конкретным примерам будут подробно описаны конкретные варианты осуществления настоящего изобретения. Очевидно, что из раскрытия нижеследующего варианта осуществления специалистам в данной области техники будут понятны конфигурации, преимущества и функциональные возможности настоящего изобретения.
Кроме того, настоящее изобретение может быть реализовано или воплощено в других различных вариантах осуществления. Различные подробности описания могут быть модифицированы или изменены на основании различных концепций и применений без отступления от сущности настоящего изобретения.
Кроме того, приложенные чертежи являются упрощенными видами, предназначенными для схематичного представления основной концепции настоящего изобретения. Поэтому чертежи только иллюстрируют узлы, имеющие отношения к настоящему изобретению, без ограничения количества, конфигураций и размеров реализуемых узлов. При реализации настоящего изобретения конфигурации, количество и масштаб могут изменяться в случае необходимости и могут становиться более сложными.
Далее настоящее изобретение будет описано более полно с обращением к сопровождающим чертежам, на которых показаны различные варианты осуществления изобретения.
На фиг.1А и 1В показано контрольное устройство миллиметрового диапазона согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения. В частности, контрольное устройство миллиметрового диапазона включает в себя оптические устройства 30, 50, 60, сконфигурированные для приема энергии миллиметровых волн, излучаемой от контролируемого объекта, и фокусирования принимаемой энергии миллиметровых волн; радиометрическое приемное устройство 80, сконфигурированное для приема сфокусированной энергии миллиметровых волн и преобразования энергии миллиметровых волн в электрический сигнал; и устройство формирования изображения (не показанное), сконфигурированное для создания температурного изображения контролируемого объекта в соответствии с электрическим сигналом. Кроме того, контрольное устройство миллиметрового диапазона также включает в себя устройство 110 калибровки температуры радиометров, которое будет подробно описано ниже.
Должно быть понятно, что контрольное устройство миллиметрового диапазона также включает в себя управляющее устройство 150 для управления работой контрольного устройства миллиметрового диапазона. В частности, управляющее устройство 150 посылает управляющие команды, предназначенные для управления различными компонентами контрольного устройства миллиметрового диапазона. Устройство формирования изображения преобразует электрический сигнал, получаемый радиометрическим приемным устройством 80, в изобразительную информацию, предназначенную для обнаружения и идентификации. Очевидно, что устройство формирования изображения может быть осуществлено в различных формах, таких как компьютеры, микропроцессоры и устройства отображения.
В дополнение к этому, контрольное устройство миллиметрового диапазона также включает в себя несущую раму 20, которая используется для защиты и поддержания различных компонентов контрольного устройства миллиметрового диапазона. Например, оптические устройства 30, 50, 60 и радиометрическое приемное устройство 80 могут быть установлены на несущей раме 20. Устройство формирования изображения можно объединять с несущей рамой 20 для образования единого устройства. Кроме того, для передачи изображений на расстояние устройство формирования изображения можно электрически соединять с другими компонентами. Должно быть понятно, что устройство формирования изображения может быть интегрировано в несущую раму 20, чтобы непосредственно наблюдать получаемое температурное изображение. Кроме того, при необходимости устройство формирования изображения можно также располагать в других устройствах в составе контрольного устройства миллиметрового диапазона или отдельно от контрольного устройства миллиметрового диапазона.
В одном варианте осуществления, показанном на фиг.1С, контрольное устройство миллиметрового диапазона также включает в себя камеру 10, которая регистрирует оптическое изображение контролируемого объекта. Оптическое изображение объекта, регистрируемое камерой 10 в качестве справочной информации, относящейся к личному контролю для безопасности, может быть ассоциировано с его температурным изображением, получаемым контрольным устройством миллиметрового диапазона.
В частности, оптическое устройство 30, 50, 60 также включает в себя качающееся отражательное устройство 30, сконфигурированное для приема и отражения энергии миллиметровых волн от контролируемого объекта; выпуклое линзовое устройство 50, сконфигурированное для фокусирования энергии миллиметровых волн от качающегося отражательного устройства 30; и искривляющее траекторию отражательное пластинчатое устройство 60, сконфигурированное для искривления траектории распространения сфокусированной энергии миллиметровых волн.
В варианте осуществления выпуклое линзовое устройство 50 представляет собой двояковыпуклую линзу.
Ниже со ссылкой на фиг.2 и 3 описаны качающееся отражательное устройство 30 и искривляющее траекторию отражательное устройство 60 контрольного устройства миллиметрового диапазона согласно настоящему изобретению.
Как показано на фиг.2, качающееся отражательное устройство 30, представленное в настоящем изобретении, применено в контрольном устройстве миллиметрового диапазона. Однако следует заметить, что качающееся отражательное устройство 30 также пригодно для применения в других устройствах или для других применений.
На фиг.2 представлен схематичный перспективный вид структуры качающегося отражательного устройства 30 согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг.2, согласно варианту осуществления, качающееся отражательное устройство 30 в основном включает в себя опорную раму 31, качающуюся отражательную пластину 32, которая с возможностью поворота закреплена на опорной раме 31; и приводной двигатель 35, который соединен с качающейся отражательной пластиной 32 так, чтобы качать качающуюся отражательную пластину 32 вперед и назад.
Опорная рама 31 включает в себя первую опорную пластину 40 и вторую опорную пластину 42, которые расположены параллельно и напротив друг друга. Первая опорная пластина 40 и вторая опорная пластина 42 прикреплены к несущей раме 20 контрольного устройства миллиметрового диапазона резьбовыми соединительными элементами, такими как винты.
В одном предпочтительном варианте осуществления множество позиционирующих стержней 41 одинаковой длины предусмотрено для гарантии параллельности первой опорной пластины 40 и второй опорной пластины 42. Как показано на фиг.2, один конец каждого позиционирующего стержня 41 прикреплен к первой опорной пластине 40, тогда как другой конец прикреплен ко второй опорной пластине 42.
Как показано на фиг.2, три позиционирующих стержня 41, имеющих одинаковую длину, предусмотрены в настоящем предпочтительном варианте осуществления. Три позиционирующих стержня 41 взаимно параллельны и перпендикулярны к первой и второй опорным пластинам 40 и 42. Но должно быть понятно, что количество позиционирующих стержней 41 не ограничено указанным здесь количеством, и, например, в других осуществлениях можно предусматривать два, три, четыре или большее количество позиционирующих стержней 41. Отверстие под подшипник (не показано), в котором установлен подшипник 39, предусмотрено в первой опорной пластине 40. Качающаяся отражательная пластина 32 имеет поворотный вал (не показан) на одном конце, который поддерживается подшипником 39, в результате чего она поддерживается с возможностью поворота в первой опорной пластине 40.
Для предотвращения попадания посторонних веществ, таких как пыль, в подшипник 39 в одном предпочтительном варианте осуществления торцевая крышка 38 расположена на внешней поверхности первой опорной пластины 40. Для изоляции отверстия под подшипник, в котором установлен подшипник 39, торцевая крышка 38 прикреплена к первой опорной пластине 40 винтами.
В одном предпочтительном варианте осуществления качающееся отражательное устройство также содержит механизм 36, 37 ограничения положения качания для задания диапазона угла качания качающейся отражательной пластины 32. В предпочтительном варианте осуществления, показанном на фиг.2, механизм ограничения положения качания включает в себя качающийся элемент 36 и пару упорных деталей 37.
Как показано на фиг.2, приводной двигатель 35 непосредственно прикреплен к внутренней стороне второй опорной пластины 42 резьбовыми соединительными элементами, такими как винты. Как вариант приводной двигатель 35 может быть помещен на вторую опорную пластину 42 и прикреплен к ней. Это целесообразно делать для снижения общего объема качающегося отражательного устройства 30.
В одном предпочтительном варианте осуществления один конец качающегося элемента 36 непосредственно соединен с приводным двигателем 35.
Что касается фиг.2, то пара упорных деталей 37 расположена на второй опорной пластине 42, а поворот другого конца качающегося элемента 36 ограничен между парой упорных деталей 37.
Более предпочтительно, чтобы пара упорных деталей 37 могла быть парой выпуклых упорных стоек.
Более предпочтительно, чтобы упругие втулки были предусмотрены на паре упорных деталей 37 и/или поворотном элементе 36 для ослабления или исключения удара и шума.
Как показано на фиг.2, в одном предпочтительном варианте осуществления качающийся элемент 36 имеет круговой диск 36b на одном конце качающегося элемента 36 и поворотный стержень 36а на другом конце качающегося элемента 36.
Как показано на фиг.2, в настоящем предпочтительном варианте осуществления поворотный диск образован на роторе приводного двигателя 35. Круговой диск 36b качающегося элемента 36 непосредственно и жестко соединен с поворотным диском приводного двигателя 35, в результате чего достигается синхронный поворот, совместно с качающимся элементом.
Как показано на фиг.2, качающаяся отражательная пластина 32 имеет соединительный круговой диск на другом конце. Соединительный круговой диск качающейся отражательной пластины 32 непосредственно и жестко соединен с круговым диском 36b качающегося элемента 36 винтами, в результате чего достигается непосредственное и жесткое соединение с приводным двигателем 35.
Поскольку в приведенном выше предпочтительном варианте осуществления качающаяся отражательная пластина 32 непосредственно и жестко соединена с приводным двигателем 35 без каких-либо других передаточных механизмов, ее структура является простой. В дополнение к этому приводной двигатель 35 способен приводить в движение качающуюся отражательную пластину 32, чтобы она качалась вперед и назад с высокой скоростью.
В другом предпочтительном варианте осуществления приводной двигатель 35 представляет собой торсионный двигатель. Однако настоящее изобретение не ограничено этим. Возможны двигатели других видов, такие как шаговый двигатель.
Кроме того, на фиг.3 представлен схематичный перспективный вид структуры искривляющего траекторию отражательного пластинчатого устройства 60 контрольного устройства миллиметрового диапазона согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.
В частности, искривляющее траекторию отражательное пластинчатое устройство 60 включает в себя отражательную пластину 61; механизм 64 регулировки угла, сконфигурированный для регулировки угла отражательной пластины 61; и механизм 65, 67, 68 регулировки высоты, сконфигурированный для регулировки высоты отражательной пластины 61.
Кроме того, механизм 65, 67, 68 регулировки высоты включает в себя первый болт 68 с двойной нарезкой, закрепленный на несущей раме 20 контрольного устройства миллиметрового диапазона; и второй болт 65 с двойной нарезкой, имеющий направление вращения, противоположное направлению вращения первого болта 68 с двойной нарезкой. Механизм регулировки высоты также включает в себя резьбовую втулку 67, которая имеет нижний участок, соединяемый резьбой с первым болтом 68 с двойной нарезкой, и верхний участок, соединяемый резьбой со вторым болтом 65 с двойной нарезкой, при этом высота отражательной пластины 61 регулируется поворотом резьбовой втулки 67. В дополнение к этому механизм регулировки высоты также включает в себя стопорную гайку 66, которая способна фиксировать высоту механизма регулировки высоты.
Кроме того, механизм 64 регулировки угла включает в себя поворотный вал 64, посредством которого отражательная пластина 61 соединена с возможностью поворота с верхней частью второго болта 65 с двойной нарезкой. В частности, поворотный вал 64 снабжен резьбой. Когда он отпущен, угол отражательной пластины 61 можно регулировать в определенном пределе.
В одном предпочтительном варианте осуществления искривляющее траекторию отражательное устройство 60 также включает в себя механизм 62, 63 ограничения положения для предотвращения поворота отражательной пластины 61 при повороте резьбовой втулки 67. В частности, механизм 62, 63 ограничения положения включает в себя первую ограничивающую положение пластину 62, которая имеет верхний конец, соединенный с отражательной пластиной 61, и нижний конец с пазом; и вторую ограничивающую положение пластину 63, которая имеет нижний участок, закрепленный на несущей раме 20 контрольного устройства миллиметрового диапазона, и верхний участок, вводимый в паз на нижнем конце первой ограничивающей положение пластины 62. Таким образом, вторая ограничивающая положение пластина 63 вставляется в паз первой ограничивающей положение пластины 62 для предотвращения поворота отражательной пластины 61 при повороте резьбовой втулки 67.
Должно быть понятно, что при повороте резьбовой втулки 67 первый болт 68 с двойной нарезкой и второй болт 65 с двойной нарезкой одновременно перемещаются в противоположных направлениях, в результате чего скорость поднятия или опускания удваивается.
На фиг.4 показано радиометрическое приемное устройство 80 контрольного устройства миллиметрового диапазона согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения. Радиометрическое приемное устройство 80 включает в себя линейную матрицу радиометров 83; первую и вторую позиционирующие пластины 82, 84, между которыми радиометры закреплены первой крепежной деталью (не показано, например винтами); и опорную раму 81, сконфигурированную для обеспечения (заданного) угла радиометров 83.
В частности, опорная рама 81 снабжена направляющим отверстием 810, а радиометрическое приемное устройство 80 также содержит вторую крепежную деталь 811. Вторая крепежная деталь 811 проходит через направляющее отверстие 810 и соединяет опорную раму 81 с криволинейной планкой первой позиционирующей пластины 82, так что вторая крепежная деталь 811 может скользить в направляющем отверстии 810 для регулировки угла первой позиционирующей пластины 82 и тем самым для регулировки ориентации радиометра 83 относительно опорной рамы 81.
Кроме того, вентилятор 91 расположен на внутренней стороне криволинейной планки первой позиционирующей пластины 82, а вентиляционные отверстия 97, соответствующие вентилятору 91, предусмотрены на криволинейной планке.
В дополнение к этому на фиг.5 представлено сечение по линии А-А из фиг.4.
Поверхности первой и второй позиционирующих пластин 82 и 84 соответственно снабжены множеством рассеивающих тепло ребер 95. Радиометрическое приемное устройство 80 также содержит обшивочные панели 89, 90 воздушных каналов, сконфигурированные для ограждения рассеивающих тепло ребер 95 с образованием воздушных каналов. Радиометрическое приемное устройство 80 также содержит экранирующий цилиндр 92, который ограждает первую и вторую позиционирующие пластины 82 и 84, а также радиометры 83, при этом остается зазор в направлении приема радиометров 83.
Понятно, что радиометрическое приемное устройство 80 также включает в себя усилители 85 высоких частот и кронштейн 86 усилителей высоких частот, сконфигурированный для крепления усилителей 85 высоких частот, и прижимающую кронштейн пластину 87. Кронштейн 86 усилителей высоких частот содержит ячейки, причем каждый из усилителей 85 высоких частот установлен в каждой из ячеек.
В дополнение к этому радиометрическое приемное устройство 80 также содержит плату 88 выборки данных, которая установлена на второй позиционирующей пластине 84.
Должно быть понятно, что радиометры 83 располагаются под определенным углом, зависящим от схемы траектории излучения. Первая и вторая позиционирующие пластины 82, 84 совместно с рассеивающими тепло ребрами 95 и обшивочными панелями 89, 90 воздушных каналов задают теплоотводящие воздушные каналы, и теплота, создаваемая радиометрами 83, отводится вентилятором 91 для предотвращения влияния окружающей температуры на радиометры 83.
На фиг.6 представлен схематичный перспективный вид структуры устройства калибровки высокой и нормальной температур контрольного устройства миллиметрового диапазона согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения. На фиг.7 представлен местный вид сверху в сечении устройства калибровки высокой и нормальной температур из фиг.6.
Как показано на фиг.6 и 7, устройство 110 калибровки температуры радиометров, показанное в предпочтительном варианте осуществления, включает в себя механизм калибровки нормальной температуры и механизм калибровки высокой температуры. Поэтому в этой заявке такое устройство калибровки температуры радиометров названо устройством калибровки высокой и низкой температур. В частности, механизм калибровки нормальной температуры имеет калибровочную температуру, равную текущей окружающей температуре, для калибровки начального значения радиометра 83. Для калибровки усиления радиометра 83 во взаимодействии с механизмом калибровки нормальной температуры механизм калибровки высокой температуры имеет калибровочную температуру, более высокую, чем текущая окружающая температура.
Как показано на фиг.6 и 7, в одном примерном предпочтительном варианте осуществления механизм калибровки нормальной температуры в основном включает в себя поворотный полый цилиндрический узел 111 калибровки нормальной температуры и второй приводной двигатель 118. Как показано на фиг.7, второй приводной двигатель 118 установлен на кронштейне 129 для приведения полого цилиндрического узла 111 калибровки нормальной температуры в непрерывное вращение вокруг радиометра 83.
Как показано, механизм калибровки высокой температуры в основном включает в себя полукруговой пластинчатый узел 130 калибровки высокой температуры и третий приводной двигатель 142.
Как показано на фиг.7, третий приводной двигатель 142 установлен на кронштейне 129 для приведения полукругового пластинчатого узла 130 калибровки высокой температуры в непрерывное качание вокруг радиометра 83.
Как показано на фиг.6 и 7, полукруговой пластинчатый узел 130 калибровки высокой температуры расположен с наружной стороны полого цилиндрического узла 111 калибровки нормальной температуры и отделен заданным воздушным зазором от полого цилиндрического узла 111 калибровки нормальной температуры для предотвращения переноса тепла между ними. Альтернативно, механизм калибровки нормальной температуры и механизм калибровки высокой температуры также можно термически изолировать друг от друга теплоизолирующими материалами.
Как показано на фиг.7, в другом варианте осуществления полый цилиндрический узел 111 калибровки нормальной температуры и полукруговой пластинчатый узел 130 калибровки высокой температуры поворачиваются вокруг одной и той же оси I.
Как показано на фиг.6, в предпочтительном варианте осуществления кронштейн 129 имеет переднюю стенку и заднюю стенку, противоположную передней стенке. Передняя стенка и задняя стенка соединены друг с другом, на одном конце, для образования U-образного кронштейна.
Как показано на фиг.7, передняя стенка кронштейна 129 образована с гнездом 128 под подшипник. Поворотный вал 116 поддерживается с возможностью вращения подшипником 117 в сквозном отверстии гнезда 128 под подшипник, а подшипник 117 заделан уплотнением 139.
В одном показанном предпочтительном варианте осуществления один конец механизма 111 калибровки нормальной температуры прикреплен к поворотному валу 116, который снабжен фланцевым диском. Поворотный вал 116 соединен с выходным валом второго приводного двигателя 118. Предпочтительно выполнять конец вала поворотного вала 116 с отверстием под вал, в котором предусматривать шпонку, а выходной вал второго приводного двигателя 118 вводить в отверстие под вал поворотного вала 116, в результате чего будет достигаться непосредственное соединение между ними.
Как показано на фиг.6, в одном предпочтительном варианте осуществления механизм калибровки нормальной температуры также содержит датчик 120 температуры для обнаружения температуры полого цилиндрического узла 111 калибровки нормальной температуры. Предпочтительно, чтобы датчик 120 температуры был закреплен на верхней части кронштейна 129. Более предпочтительно, чтобы датчик 120 температуры представлял собой инфракрасный датчик температуры. Альтернативно, в настоящем изобретении можно использовать датчики температуры других видов.
На фиг.6 механизм калибровки нормальной температуры также содержит датчик 121 положения для обнаружения начального положения полого цилиндрического узла 111 калибровки нормальной температуры. Предпочтительно, чтобы датчик 121 положения представлял собой переключатель приближения и был установлен на кронштейне 129. Наряду с этим, выступ, соответствующий датчику 121 положения, предусмотрен на полом цилиндрическом узле 111 калибровки нормальной температуры. Когда полый цилиндрический узел 111 калибровки нормальной температуры находится в начальном положении, датчик 121 положения находится прямо напротив выступа, при этом обеспечивается обнаружение начального положения полого цилиндрического узла 111 калибровки нормальной температуры.
Как показано на фиг.7, полый цилиндрический узел 111 калибровки нормальной температуры в основном включает в себя полый цилиндр 112 и поглощающий волны материал 113, расположенный внутри полого цилиндра 112.
Как показано на фиг.7, в одном предпочтительном варианте осуществления механизм калибровки нормальной температуры также включает в себя теплоизолирующие устройства 114, 115. Теплоизолирующие устройства 114, 115 расположены между поворотным валом 116 и одним концом 103 полого цилиндрического узла 111 калибровки нормальной температуры для предотвращения передачи теплоты, создаваемой вторым приводным двигателем 118, к полому цилиндрическому узлу 111 калибровки нормальной температуры посредством поворотного вала 116.
Как показано на фиг.6 и 7, один конец полукругового пластинчатого узла 130 калибровки высокой температуры закреплен на первом синхронизирующем зубчато-ременном шкиве 138 с помощью секторообразного кронштейна 137. Первый синхронизирующий зубчато-ременный шкив 138 поддерживается с возможностью вращения на поворотном валу 116 с помощью подшипника и соединен со вторым синхронизирующим зубчато-ременным шкивом 141 на выходном валу третьего приводного двигателя 142 с помощью синхронизирующего зубчатого ремня 140.
Как показано на фиг.7, в одном предпочтительном варианте осуществления полукруговой пластинчатый узел 130 калибровки высокой температуры включает в себя, последовательно от внутренней стороны к наружной стороне, изолирующую втулку 131, поглощающий волны материал 113, теплопроводящую пластину 133, резистивную нагревательную пленку 134, сохраняющий температуру материал 135 и теплоизолирующую пластину 136.
Как показано на фиг.7, в одном предпочтительном варианте осуществления механизм калибровки высокой температуры также включает в себя датчик 132 температуры. Датчик 132 температуры расположен внутри полукругового пластинчатого узла 130 калибровки высокой температуры и находится в контакте с резистивной нагревательной пленкой 134 для обнаружения температуры полукругового пластинчатого узла 130 калибровки высокой температуры.
Как показано на фиг.7, в одном предпочтительном варианте осуществления механизм калибровки высокой температуры также содержит два датчика 122 ограничения положения для ограничения диапазона качания полукругового пластинчатого узла 130 калибровки высокой температуры, так что полукруговой пластинчатый узел 130 калибровки высокой температуры может качаться в диапазоне, определяемом парой датчиков 122 ограничения положения. Предпочтительно, чтобы датчик 122 ограничения положения представлял собой ограничивающий положение переключатель приближения.
Как показано на фиг.6, в одном предпочтительном варианте осуществления механизм калибровки высокой температуры также включает в себя натяжной шкив 143 для регулировки растягивающей силы синхронизирующего зубчатого ремня 140. Как показано на фиг.6, натяжной шкив 143 закреплен на кронштейне 129 и прижат к синхронизирующему зубчатому ремню 140, так что синхронизирующий зубчатый ремень 140 может поддерживаться в натянутом состоянии.
Хотя настоящее изобретение описано в сочетании с сопровождающими чертежами, вариант осуществления, раскрытый в сопровождающих чертежах, является поясняющим примерным предпочтительным вариантом осуществления и не ограничивает настоящее изобретение.
Хотя показаны и пояснены некоторые варианты осуществления общей концепции изобретения, специалистам в данной области техники должно быть понятно, что в этих вариантах осуществления могут быть сделаны модификации и изменения без отступления от принципов и сущности раскрытия общей концепции изобретения, объем которого определен формулой изобретения и ее эквивалентами.
1. Контрольное устройство миллиметрового диапазона, при этом контрольное устройство миллиметрового диапазона содержит:
оптические устройства (30, 50, 60), сконфигурированные для приема энергии миллиметровых волн, излучаемой от контролируемого объекта, и фокусирования принимаемой энергии миллиметровых волн;
радиометрическое приемное устройство (80), сконфигурированное для приема сфокусированной энергии миллиметровых волн и преобразования энергии миллиметровых волн в электрический сигнал;
устройство формирования изображения, сконфигурированное для создания температурного изображения контролируемого объекта в соответствии с электрическим сигналом;
при этом оптическое устройство (30, 50, 60) дополнительно включает в себя:
качающееся отражательное устройство (30), сконфигурированное для приема и отражения энергии миллиметровых волн от контролируемого объекта;
выпуклое линзовое устройство (50), сконфигурированное для фокусирования энергии миллиметровых волн от качающегося отражательного устройства (30); и
искривляющее траекторию отражательное пластинчатое устройство (60), сконфигурированное для искривления траектории распространения сфокусированной энергии миллиметровых волн.
2. Контрольное устройство миллиметрового диапазона по п.1, в котором качающееся отражательное устройство (30) содержит:
опорную раму (31),
качающуюся отражательную пластину (32), которая с возможностью поворота закреплена на опорной раме (31); и
первый приводной двигатель (35), который соединен с качающейся отражательной пластиной (32), чтобы качать качающуюся отражательную пластину (32) вперед и назад.
3. Контрольное устройство миллиметрового диапазона по п.2, в котором опорная рама (31) содержит:
первую опорную пластину (40),
вторую опорную пластину (42), которая расположена параллельно первой опорной пластине (40) и напротив нее, и
множество позиционирующих стержней (41) одинаковой длины, один конец которых прикреплен к первой опорной пластине (40), тогда как другой конец их прикреплен ко второй опорной пластине (42), при этом множество позиционирующих стержней (41) параллельны друг другу и перпендикулярны к первой и второй опорным пластинам (40, 42).
4. Контрольное устройство миллиметрового диапазона по п.3, в котором качающееся отражательное устройство (30) дополнительно содержит:
механизм ограничения положения качания для задания диапазона угла качания качающейся отражательной пластины (32), который содержит качающийся элемент (36), один конец которого соединен с приводным двигателем (35), и пару упорных деталей (37), которые расположены на второй опорной пластине (42), причем другой конец качающегося элемента (36) ограничен в качании между парой упорных деталей (37).
5. Контрольное устройство миллиметрового диапазона по п.4, в котором поворотный вал образован на одном конце качающейся отражательной пластины (32) и с возможностью поворота закреплен на первой опорной пластине (40) с помощью подшипника (39); причем другой конец качающейся отражательной пластины (32) соединен с качающимся элементом (36) для синхронного поворота с качающимся элементом (36).
6. Контрольное устройство миллиметрового диапазона по п.1, в котором искривляющее траекторию отражательное пластинчатое устройство (60) содержит:
отражательную пластину (61);
механизм (64) регулировки угла, сконфигурированный для регулировки угла отражательной пластины (61); и
механизм (65, 67, 68) регулировки высоты, сконфигурированный для регулировки высоты отражательной пластины (61).
7. Контрольное устройство миллиметрового диапазона по п.6, в котором механизм (65, 67, 68) регулировки высоты содержит:
первый болт (68) с двойной нарезкой, закрепленный на несущей раме (20) контрольного устройства миллиметрового диапазона;
второй болт (65) с двойной нарезкой, имеющий направление вращения, противоположное направлению вращения первого болта (68) с двойной нарезкой;
резьбовую втулку (67), которая имеет нижний участок, соединяемый резьбой с первым болтом (68) с двойной нарезкой, и верхний участок, соединяемый резьбой со вторым болтом (65) с двойной нарезкой, при этом высота отражательной пластины (61) регулируется поворотом резьбовой втулки (67); и
стопорную гайку (66), которая способна фиксировать высоту механизма регулировки высоты.
8. Контрольное устройство миллиметрового диапазона по п.7, в котором механизм (64) регулировки угла содержит:
поворотный вал (64), посредством которого отражательная пластина (61) соединена с возможностью поворота с верхней частью второго болта (65) с двойной нарезкой.
9. Контрольное устройство миллиметрового диапазона по п.7, в котором искривляющее траекторию отражательное устройство (60) дополнительно включает в себя механизм (62, 63) ограничения положения для предотвращения поворота отражательной пластины (61) при повороте резьбовой втулки (67).
10. Контрольное устройство миллиметрового диапазона по п.9, в котором механизм (62, 63) ограничения положения содержит:
первую ограничивающую положение пластину (62), которая имеет верхний конец, соединенный с отражательной пластиной (61), и нижний конец с пазом; и
вторую ограничивающую положение пластину (63), которая имеет нижний участок, закрепленный на несущей раме (20) контрольного устройства миллиметрового диапазона, и верхний участок, вводимый в паз на нижнем конце первой ограничивающей положение пластины (62).
11. Контрольное устройство миллиметрового диапазона по п.1, в котором выпуклое линзовое устройство (50) представляет собой двояковыпуклую линзу.
12. Контрольное устройство миллиметрового диапазона по п.1, в котором радиометрическое приемное устройство (80) содержит:
линейную матрицу радиометров (83);
первую и вторую позиционирующие пластины (82, 84), между которыми радиометры закреплены первой крепежной деталью; и
опорную раму (81), сконфигурированную для обеспечения угла радиометров (83).
13. Контрольное устройство миллиметрового диапазона по п.1, причем контрольное устройство миллиметрового диапазона дополнительно содержит устройство (110) калибровки температуры радиометров, которое содержит:
механизм калибровки нормальной температуры, имеющий калибровочную температуру, равную текущей окружающей температуре, для калибровки начального значения радиометра (83); и
механизм калибровки высокой температуры, имеющий калибровочную температуру, более высокую, чем текущая окружающая температура, для совместной работы с механизмом калибровки нормальной температуры для калибровки усиления радиометра (83).
14. Контрольное устройство миллиметрового диапазона по п.13, в котором механизм калибровки нормальной температуры содержит поворотный полый цилиндрический узел (111) калибровки нормальной температуры и второй приводной двигатель (118), установленный на кронштейне (129), для приведения полого цилиндрического узла (111) калибровки нормальной температуры в непрерывное вращение вокруг радиометра (83).
15. Контрольное устройство миллиметрового диапазона по п.14, в котором механизм калибровки высокой температуры содержит полукруговой пластинчатый узел (130) калибровки высокой температуры и третий приводной двигатель (142), установленный на кронштейне (129), для приведения полукругового пластинчатого узла (130) калибровки высокой температуры в непрерывное качание вокруг радиометра (83).
16. Контрольное устройство миллиметрового диапазона по п.15, в котором
полый цилиндрический узел (111) калибровки нормальной температуры и полукруговой пластинчатый узел (130) калибровки высокой температуры поворачиваются вокруг одной и той же оси, причем один конец механизма (111) калибровки нормальной температуры прикреплен к поворотному валу (116), который, в свою очередь, соединен с выходным валом второго приводного двигателя (118), причем конец вала поворотного вала (116) выполнен с отверстием под вал, в котором предусмотрена шпонка, а выходной вал второго приводного двигателя (118) введен в отверстие под вал поворотного вала (116), в результате чего между ними достигается непосредственное соединение.
17. Контрольное устройство миллиметрового диапазона по п.1, причем контрольное устройство миллиметрового диапазона дополнительно содержит управляющее устройство (150) для управления работой контрольного устройства миллиметрового диапазона.
18. Контрольное устройство миллиметрового диапазона по п.1, причем контрольное устройство миллиметрового диапазона включает в себя несущую раму (20), а оптические устройства (30, 50, 60) и радиометрическое приемное устройство (80) установлены на несущей раме (20).
19. Контрольное устройство миллиметрового диапазона по п.1, причем контрольное устройство миллиметрового диапазона дополнительно включает в себя камеру (10), которая регистрирует оптическое изображение контролируемого объекта.
