在線式網(wǎng)絡(luò)測溫?zé)嵯駜x標(biāo)定方法
【專利摘要】在線式網(wǎng)絡(luò)測溫?zé)嵯駜x標(biāo)定方法；具體為一種工程化應(yīng)用的熱像儀測溫的標(biāo)定方法。本發(fā)明的在線式網(wǎng)絡(luò)測溫?zé)嵯駜x標(biāo)定方法，其特征在于該標(biāo)定方法是把影響測溫型熱像儀測溫精度的主要因素融合到標(biāo)定工藝流程中，把影響因素分解為能在實(shí)驗(yàn)室中通過工程測量方法分別確定的獨(dú)立的參數(shù)，再根據(jù)測溫理論建立標(biāo)定的數(shù)學(xué)模型，由數(shù)學(xué)模型確定具體標(biāo)定實(shí)施方法。本發(fā)明的在線式網(wǎng)絡(luò)測溫?zé)嵯駜x標(biāo)定方法，把影響測溫型熱像儀測溫精度的主要因素融合到標(biāo)定工藝流程中，把影響因素分解為可在實(shí)驗(yàn)室中通過工程測量方法分別確定的獨(dú)立的參數(shù)，再根據(jù)測溫理論建立標(biāo)定的數(shù)學(xué)模型，標(biāo)定過程中，考慮的補(bǔ)償因素接近實(shí)際應(yīng)用環(huán)境，測溫結(jié)果準(zhǔn)確度高。
【專利說明】在線式網(wǎng)絡(luò)測溫?zé)嵯駜x標(biāo)定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種非接觸式溫度測量計(jì)量【技術(shù)領(lǐng)域】，具體為一種工程化應(yīng)用的熱像儀測溫的標(biāo)定方法。
【背景技術(shù)】
[0002]熱像儀測溫為非接觸式溫度測量，具有測溫范圍寬，響應(yīng)快，靈敏度高、空間分辨率高、不需達(dá)到與目標(biāo)物體的熱平衡、不影響目標(biāo)的溫度分布、可以檢測某些不能接觸或禁止接觸的目標(biāo)等特點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于電力行業(yè)、微電子行業(yè)、森林火險(xiǎn)預(yù)警、故障診斷等行業(yè)。
[0003]根據(jù)普朗克分布定律，溫度高于絕對(duì)零度的物體都產(chǎn)生紅外輻射。熱像儀測溫是通過探測器接收被測目標(biāo)的紅外輻射，將接收的輻射能量轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)，對(duì)應(yīng)圖像灰度。通過圖像處理技術(shù)將整個(gè)目標(biāo)不可見的溫度分布特性形成一個(gè)可視的二維圖像呈現(xiàn)在顯示器上。根據(jù)目標(biāo)圖像的灰度值計(jì)算得到被測目標(biāo)的溫度。熱像儀實(shí)際測溫應(yīng)用前，必須經(jīng)過溫度標(biāo)定，才能使它正確地測量出被測目標(biāo)的溫度場。因此，溫度標(biāo)定是熱像儀測溫的基礎(chǔ)，是建立輻射能量與溫度對(duì)應(yīng)關(guān)系的過程，是測溫型熱像儀在設(shè)計(jì)開發(fā)過程中必須考慮的重要環(huán)節(jié)。
[0004]傳統(tǒng)的測溫型熱像儀溫度標(biāo)定是在熱像儀出廠前，利用高精度黑體對(duì)其進(jìn)行標(biāo)定，找出黑體溫度與圖像灰度值之間的關(guān)系，并將這個(gè)關(guān)系用一個(gè)公式或查找表來描述；實(shí)際測溫時(shí)，應(yīng)用上述對(duì)應(yīng)關(guān)系，根據(jù)目標(biāo)物體的輻射能對(duì)應(yīng)的灰度值得到物體的輻射溫度Tk 進(jìn)行換算，計(jì)算物體的真實(shí)溫度。這種標(biāo)定方法簡單易行，但測量精度低。原因是在實(shí)際測溫時(shí)，被測目標(biāo)物體一般不是黑體，受到大氣輻射和反射輻射的影響較大，使用熱像儀進(jìn)行測溫還會(huì)受到各種噪聲的干擾，熱像儀接收的有效輻射能量不但包括被測目標(biāo)自身的輻射、還有環(huán)境反射輻射和大氣輻射等，這些影響因素會(huì)使物體溫度與圖像灰度的對(duì)應(yīng)關(guān)系偏離在實(shí)驗(yàn)室中確定的黑體溫度與圖像灰度值之間的關(guān)系，嚴(yán)重影響熱像儀的測溫精度。此時(shí)，通過黑體標(biāo)定關(guān)系式得到的溫度值并不是目標(biāo)物體的真實(shí)溫度，而是黑體輻射能等于熱像儀接收的總輻射能時(shí)所對(duì)應(yīng)的黑體溫度。
[0005]由于熱像儀測溫為間接測量，測量結(jié)果受被測目標(biāo)表面的發(fā)射率、反射率、環(huán)境溫度、大氣溫度、測量距離和大氣衰減等因素的影響，溫度標(biāo)定過程中，考慮的補(bǔ)償因素越接近實(shí)際應(yīng)用環(huán)境，測溫結(jié)果準(zhǔn)確度就越高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的就是測溫型熱像儀受實(shí)際環(huán)境影響大，測溫精度低的問題，結(jié)合測溫理論模型和溫度標(biāo)定原理，建立一種工程實(shí)際中實(shí)用的測溫型熱像儀標(biāo)定數(shù)學(xué)模型。
[0007]本發(fā)明的在線式網(wǎng)絡(luò)測溫?zé)嵯駜x標(biāo)定方法，其特征在于該標(biāo)定方法是把影響測溫型熱像儀測溫精度的主要因素融合到標(biāo)定工藝流程中，把影響因素分解為能在實(shí)驗(yàn)室中通過工程測量方法分別確定的獨(dú)立的參數(shù)，再根據(jù)測溫理論建立標(biāo)定的數(shù)學(xué)模型，由數(shù)學(xué)模型確定具體標(biāo)定實(shí)施方法，其中影響測溫型熱像儀測溫精度的主要因素為環(huán)境溫度、距離和儀器因子，被測目標(biāo)的輻射溫度Tk的校正公式如下:
【權(quán)利要求】
1.在線式網(wǎng)絡(luò)測溫?zé)嵯駜x標(biāo)定方法，其特征在于該標(biāo)定方法是把影響測溫型熱像儀測溫精度的主要因素融合到標(biāo)定工藝流程中，把影響因素分解為能在實(shí)驗(yàn)室中通過工程測量方法分別確定的獨(dú)立的參數(shù)，再根據(jù)測溫理論建立標(biāo)定的數(shù)學(xué)模型，由數(shù)學(xué)模型確定具體標(biāo)定實(shí)施方法，其中影響測溫型熱像儀測溫精度的主要因素為環(huán)境溫度、距離和儀器因子，被測目標(biāo)的輻射溫度Ir的校正公式如下:
2.如權(quán)利要求1所述的在線式網(wǎng)絡(luò)測溫?zé)嵯駜x標(biāo)定方法，其特征在于所述的在線式網(wǎng)絡(luò)測溫?zé)嵯駜x標(biāo)定方法，具體步驟為: (O首先將三個(gè)校正公式(I)、(2)和(6)存儲(chǔ)在測溫?zé)嵯駜x的數(shù)據(jù)處理模塊中； (2)然后在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)完成以下五個(gè)標(biāo)定步驟:A在相同環(huán)境溫度、固定測量距離的條件下，建立黑體輻射能量與溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系:
【文檔編號(hào)】G01J5/00GK103983361SQ201410249310
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年6月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月6日
【發(fā)明者】廖懷軍, 李曉斌, 李彥生, 任躍, 許渝, 何俊, 趙江來, 鄭文云, 張興頻, 蘇凡 申請人:昆明北方紅外技術(shù)股份有限公司