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手持式動物體溫監(jiān)控裝置及其數(shù)據(jù)處理方法_3

文檔序號:9570124閱讀:來源:國知局
還可用于輸入環(huán)境參數(shù),所述 環(huán)境參數(shù)包括所述監(jiān)控裝置與被測動物體之間的距離和/或大氣溫度;
[0068] 所述處理模塊還用于根據(jù)所述環(huán)境參數(shù),對所述動物體表溫度進行補償。
[0069] 由于在不同的環(huán)境參數(shù)下,即便相同的動物體溫,所檢測出的體表溫度也有可能 不同,因此需要消除不同環(huán)境參數(shù)對檢測結(jié)果的影響,進一步提高體表溫度檢測的準確性。
[0070] 可選的,本發(fā)明提供的監(jiān)控裝置中,所述觸摸屏模塊還用于拍攝動物的體表紅外 照片。
[0071] 參照該體表紅外照片,觀看動物體表任意位置處的溫度,更加直觀和立體。
[0072] 本發(fā)明中的觸摸屏模塊具有顯示、輸入?yún)?shù)、拍照等功能,功能集中、結(jié)構(gòu)簡單。
[0073] 可選的,本發(fā)明提供的監(jiān)控裝置中,如圖2所示,所述第一驅(qū)動單元和第二驅(qū)動單 元可均包括:驅(qū)動電機、與所述驅(qū)動電機傳動連接的絲杠及與所述絲杠連接的托盤,所述驅(qū) 動電機的動力輸出端和所述絲杠之間通過齒輪換向器連接;
[0074] 所述標定擋片固定在所述第一驅(qū)動單元的托盤上,所述濾光片固定在所述第二驅(qū) 動單元的托盤上。
[0075] 第一驅(qū)動單元的驅(qū)動電機用標記10表示,第二驅(qū)動單元的驅(qū)動電機用標記11表 示,第一驅(qū)動單元的絲杠用標記8表示,第二驅(qū)動單元的絲杠用標記9表示,第一驅(qū)動單元 的齒輪換向器用標記17表示,第一驅(qū)動單元的托盤用標記18表示,第一驅(qū)動單元的固定滑 塊用標記16表示。圖2示出的是標定模塊的結(jié)構(gòu)示意圖,濾光模塊的結(jié)構(gòu)與其類似。
[0076] 第一驅(qū)動單元或第二驅(qū)動單元的驅(qū)動過程大致為:
[0077] 驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動,通過齒輪換向器帶動絲杠轉(zhuǎn)動,絲杠的轉(zhuǎn)動帶動托盤向光路靠近, 使標定擋板或濾光片切入或切出光路。
[0078] 其中,托盤和絲杠之間通過固定滑塊連接。
[0079] 驅(qū)動電機可以采用精準電機,例如步進電機。
[0080] 可選的,所述標定擋片的材質(zhì)可為硫化鋅或硒化鋅。
[0081] 其中,處理模塊可以采用FPGA。
[0082] 第二方面,本發(fā)明還提供一種以上監(jiān)控裝置的數(shù)據(jù)處理方法,該方法包括:
[0083] 獲取在所述濾光片未切入所述光路的情況下,所述標定擋片切入所述光路時所述 紅外探測器所轉(zhuǎn)化成的第一電信號和所述標定擋片未切入所述光路時所述紅外探測器所 轉(zhuǎn)化成的第二電信號;
[0084] 根據(jù)所述第一電信號,對所述第二電信號進行修正處理,得到第一修正信號;
[0085] 獲取在所述濾光片切入所述光路的情況下,所述標定擋片切入所述光路時所述紅 外探測器所轉(zhuǎn)化成的第三電信號和所述標定擋片未切入所述光路時所述紅外探測器所轉(zhuǎn) 化成的第四電信號;
[0086] 根據(jù)所述第三電信號,對所述第四電信號進行修正處理,得到第二修正信號;
[0087] 獲取所述熱電偶檢測到的環(huán)境溫度;
[0088] 根據(jù)所述第一修正信號、第二修正信號及所述環(huán)境溫度,分析動物體表溫度。
[0089] 該方法利用第一電信號對第二電信號進行修正處理,及利用第三電信號對第四電 信號進行修正處理,便消除了非均勻性帶來的誤差。利用第一修正信號、第二修正信號、環(huán) 境溫度便可在不清楚動物體表紅外發(fā)射率的前提下計算動物體表溫度。具體的解釋或說明 可以參考本發(fā)明提供的監(jiān)控裝置的相應部分。
[0090] 可選的,所述第一修正信號或所述第二修正信號采用下式計算:
[0092] 其中,若Υ^(Φ)為所述紅外探測器第i行第j列的探測元的所述第一修正信號, 貝IJX 1,.,(①)為所述紅外探測器第i行第j列的探測元對應的所述第二電信號,X1J(^1)為 所述紅外探測器第i行第j列的探測元對應的所述第一電信號,為所述紅外探測器所 有探測元對應的所述第一電信號的平均值;
[0093] 若Y1^(O)為所述紅外探測器第i行第j列的探測元的所述第二修正信號,則 X1,.,(Φ)為所述紅外探測器第i行第j列的探測元對應的所述第四電信號,X1, JO1)為所述 紅外探測器第i行第j列的探測元對應的所述第三電信號,Y(O1)為所述紅外探測器所有 探測元對應的所述第三電信號的平均值。
[0094] 其中,Φi為在切入標定擋片時對應探測元接收的輻射量,Φ為在未切入標定擋片 時對應探測元接收的福射量。
[0095] 可選的,所述尤(Φ〇可采用下式計算:
[0097] 其中,m為所述紅外探測器中探測元的行數(shù),η為所述紅外探測器中探測元的列 數(shù)。
[0098] 上述公式的建立過程解釋如下:
[0099] 當標定擋片切入光路時,其產(chǎn)生的均勻輻射為O1,那么對于mXn的探測器,平均 輸出電信號為:
[0101] 則第i行第j列的探測元的校正系數(shù)為:
[0103] 那么,在任意輻射Φ下,第i行第j列的探測元的輸出電信號可以校正為:
[0106] 至此,得到修正信號的計算公式。
[0107] 可選的,采用下式公式組分析動物體表溫度:
[0109] 其中,T1^1為第一修正信號對應的溫度值,1\ 2為第二修正信號對應的溫度值,T ,為 環(huán)境溫度,T。為所求的動物體表溫度,ε為動物體表紅外光發(fā)射率,nl為所述濾光片未切 入光路時表征所述紅外探測器響應波長范圍的常數(shù),n2為所述濾光片切入光路時表征所述 紅外探測器響應波長范圍的常數(shù)。
[0110] 這里,nl、n2體現(xiàn)了紅外探測器的響應波長范圍,即波段。當濾光片未切入光路時 紅外探測器有一個響應波段,此時對應的常數(shù)為nl。當濾光片切入光路時紅外探測器的響 應波段發(fā)生變化。當響應波段發(fā)生變化時,nl變?yōu)閚2,即此時對應的常數(shù)為n2。可見,當 響應波段變化時,η值發(fā)生變化。當響應波段不變時,η值為一常數(shù)。因此用η的大小表征 波長范圍。
[0111] 上述公式組的建立過程如下:
[0112] 紅外探測器的工作波段在AJP λ 2之間,那么其輻射亮度
如下:
[0114] 其中,Q、(:2均為輻射常數(shù)。
[0115] 那么,探測器接受到動物的表觀溫度Ir(T),由普朗克定律知:
[0117] 其中,T是實際溫度,Ra是紅外探測器的光譜響應度。當波段為(λ i,λ2)時,對 應的常數(shù)為η,可見常數(shù)η、表觀溫度和實際溫度還滿足公式(2)。實際溫度可以為總溫度, 那表觀溫度即為總溫度對應的表觀溫度。實際溫度還可以為目標溫度,那表觀溫度即為目 標溫度對應的表觀溫度。
[0118] 當紅外探測器的紅外鏡頭放置于動物體表前,那么進入鏡頭的紅外光線包括目標 輻射、環(huán)境反射和大氣輻射。對于近距離測量,大氣輻射可以忽略,那么:
[0120] 其中,?;為紅外探測器接受到的總溫度,T。為需要求的目標溫度即動物體表溫度, Tu為環(huán)境溫度,τ a為大氣透射率(對于近距離檢測,該值為1),ε為動物體表紅外發(fā)射率, α為吸收率(對于動物
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