權(quán)利要求書: 1.一種非制冷測溫?zé)嵯駜x輻射標(biāo)定與溫度測量方法,其特征在于,所述測量方法的實(shí)施過程分為兩個階段:
第一階段為輻射溫度標(biāo)定階段,第二階段為溫度測量階段;
其中,輻射溫度標(biāo)定結(jié)果作為測溫運(yùn)算階段的輸入,需要提前進(jìn)行標(biāo)定;而在進(jìn)行輻射溫度標(biāo)定之前,先在非制冷紅外熱像儀鏡頭上安裝溫度傳感器,通過數(shù)據(jù)線纜與計算機(jī)相連可實(shí)時獲取到鏡頭溫度與非制冷探測器焦平面溫度,為標(biāo)定過程提供硬件設(shè)備保障;
所述輻射溫度標(biāo)定階段包括如下步驟:步驟11:將黑體和紅外成像器放置在溫箱中,根據(jù)非制冷測溫?zé)嵯駜x使用的環(huán)境溫度條件,在其工作溫度范圍內(nèi),每間隔ΔTenv設(shè)置一個標(biāo)定溫度點(diǎn);
步驟12:在每一標(biāo)定溫度點(diǎn)Tenv處,對非制冷測溫?zé)嵯駜x保溫到位;保溫結(jié)束后,將黑體溫度調(diào)整至測溫范圍內(nèi)的某一點(diǎn),記錄此時的黑體溫度Tb',從非制冷測溫?zé)嵯駜x通電開始進(jìn)行計時,每間隔時間Δt,記錄該時刻的鏡頭溫度與焦平面溫度,單位為℃,并采集該時刻的紅外圖像,記錄紅外圖像中黑體目標(biāo)的灰度均值,直至鏡頭溫度與焦平面溫度達(dá)到穩(wěn)定為止,記錄下從開機(jī)至到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)的時間tbalance;
步驟13:在焦平面溫度達(dá)到穩(wěn)定后,根據(jù)所需的測溫范圍以每ΔTblack的間隔調(diào)整黑體溫度,記錄每一黑體溫度處的紅外圖像,以獲取不同目標(biāo)溫度Tblack下的紅外圖像中黑體目標(biāo)的灰度均值GI(Tblack),至此,每個標(biāo)定點(diǎn)都可以得到一條灰度均值GI(Tblack)—黑體溫度Tblack的對應(yīng)關(guān)系;
步驟14:溫箱升溫5℃,重復(fù)步驟12和步驟13,直至完成所有的標(biāo)定溫度點(diǎn)的圖像采集;
所述溫度測量階段包括如下步驟:
步驟21:焦平面溫度穩(wěn)定狀態(tài)下的溫度測量;包括:步驟211:開機(jī)查詢鏡頭溫度TE,認(rèn)為此時的鏡頭溫度等于環(huán)境溫度,選擇最鄰近的三個標(biāo)定的環(huán)境溫度點(diǎn)TE1、TE2、TE3;
針對TE1、TE2、TE3每一標(biāo)定的環(huán)境溫度點(diǎn),在黑體溫度為TBn時,得到對應(yīng)的三個圖像灰度均值,分別為GI1、GI2、GI3;
通過二次插值,計算得到該鏡頭溫度TE下黑體溫度TBn時的圖像灰度均值GIn(TBn);
步驟212:根據(jù)公式(1)得鏡頭溫度TE下,每間隔20℃黑體溫度下的一系列圖像灰度均值,對這些灰度均值進(jìn)行二次多項(xiàng)式擬合,得到鏡頭溫度TE下的一條圖像灰度均值GI——黑體溫度TBTE對應(yīng)曲線TBTE(GI),則可以求得焦平面溫度穩(wěn)定時的場景輻射溫度;
2
假設(shè)TBTE(GI)=a2GI+a1GI+a0則
步驟22:開機(jī)至焦平面溫度穩(wěn)定時的溫度測量;包括:步驟221:對于開機(jī)至焦平面溫度穩(wěn)定的過程中,根據(jù)公式(2)的方法對每一個標(biāo)定環(huán)境溫度,計算出測量的輻射溫度,由此得到一條鏡頭溫度與焦平面溫度差值xn——測量溫度與黑體溫度差值f(xn)關(guān)系曲線,將曲線按照一次函數(shù)擬合處理,根據(jù)最小二乘法,得到曲線f(xn)的斜率kn與截距bn;
f(xn)=knxn+bn(3)步驟222:開機(jī)查詢鏡頭溫度,根據(jù)鏡頭溫度Tl,查詢最鄰近的兩個環(huán)境溫度Tm和Tm+1;
此時,鏡頭溫度與焦平面溫度差值xm和xm+1——測量溫度與黑體溫度差值曲線f(xm)和f(xm+1),通過線性插值,得到該鏡頭溫度處的鏡頭溫度與焦平面溫度差值x——測量溫度與黑體溫度差值曲線f(x),并得到曲線的斜率k,截距b;
f(x)=kx+b(4)步驟223:當(dāng)鏡頭溫度為Tl時,通過曲線f(x)=kx+b,得到,當(dāng)開機(jī)時長tl
從而,求得場景真實(shí)測量溫度為TBl;
TBl=TB(GIl)?kxl?b(5)。
2.如權(quán)利要求1所述的非制冷測溫?zé)嵯駜x輻射標(biāo)定與溫度測量方法,其特征在于,所述步驟11中,所述ΔTenv為5℃。
3.如權(quán)利要求1所述的非制冷測溫?zé)嵯駜x輻射標(biāo)定與溫度測量方法,其特征在于,所述步驟11中,所述Δt為5s。
4.如權(quán)利要求1所述的非制冷測溫?zé)嵯駜x輻射標(biāo)定與溫度測量方法,其特征在于,所述步驟13中,所述ΔTblack為20℃。
5.如權(quán)利要求1所述的非制冷測溫?zé)嵯駜x輻射標(biāo)定與溫度測量方法,其特征在于,所述步驟211中,選擇最鄰近的三個標(biāo)定的環(huán)境溫度點(diǎn)TE1、TE2、TE3,要求滿足:最小。
6.如權(quán)利要求1所述的非制冷測溫?zé)嵯駜x輻射標(biāo)定與溫度測量方法,其特征在于,所述步驟222中,查詢最鄰近的兩個環(huán)境溫度Tm和Tm+1,要求滿足:|(Tm?Tl)|+|(Tm+1?Tl)|最小。
7.如權(quán)利要求1所述的非制冷測溫?zé)嵯駜x輻射標(biāo)定與溫度測量方法,其特征在于,所述公式(4)中,
8.如權(quán)利要求1所述的非制冷測溫?zé)嵯駜x輻射標(biāo)定與溫度測量方法,其特征在于,所述公式(4)中,
說明書: 非制冷測溫?zé)嵯駜x輻射標(biāo)定與溫度測量方法技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明屬于紅外成像測溫應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域,具體是涉及一種非制冷測溫?zé)嵯駜x輻射標(biāo)定與溫度測量方法,該方法可顯著提高輻射測量的精度,減小由于開機(jī)過程中鏡頭溫度
和焦平面溫度的溫差變化導(dǎo)致的測溫誤差,從而使非制冷測溫?zé)嵯駜x具備了開機(jī)快速測溫
能力。
背景技術(shù)[0002] 隨著非制冷型紅外探測器近年來逐漸向低成本、小型化的趨勢發(fā)展,紅外輻射測溫技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于人體溫度測量、電力檢測等領(lǐng)域。紅外輻射測溫技術(shù)相比傳統(tǒng)的測
溫手段具有非接觸、測溫速度快的技術(shù)優(yōu)勢。但是,由于傳統(tǒng)的紅外輻射測溫算法與輻射標(biāo)
定技術(shù)的局限性,使得非制冷測溫?zé)嵯駜x啟動后通常需要長時間的等待才可以準(zhǔn)確地進(jìn)行
輻射溫度測量,這是由于啟動后鏡頭溫度上升較慢而焦平面溫度上升較快所引起的鏡頭與
焦平面的溫差變化而引入的誤差。
發(fā)明內(nèi)容[0003] (一)要解決的技術(shù)問題[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:如何提出一種具有開機(jī)快速測溫能力的紅外輻射溫度測量方法,以改善傳統(tǒng)的非制冷測溫?zé)嵯駜x測溫算法在從開機(jī)至焦平面溫度穩(wěn)定的過程
中,由于鏡頭溫度與焦平面溫度溫差變化引起的誤差,以及節(jié)省需要長時間待機(jī)以達(dá)到焦
平面溫度穩(wěn)定過程中無法測溫的時間。
[0005] (二)技術(shù)方案[0006] 為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供一種非制冷測溫?zé)嵯駜x輻射標(biāo)定與溫度測量方法,所述測量方法的實(shí)施過程分為兩個階段:
[0007] 第一階段為輻射溫度標(biāo)定階段,第二階段為溫度測量階段;[0008] 其中,輻射溫度標(biāo)定結(jié)果作為測溫運(yùn)算階段的輸入,需要提前進(jìn)行標(biāo)定;而在進(jìn)行輻射溫度標(biāo)定之前,先在非制冷紅外熱像儀鏡頭上安裝溫度傳感器,通過數(shù)據(jù)線纜與計算
機(jī)相連可實(shí)時獲取到鏡頭溫度與非制冷探測器焦平面溫度,為標(biāo)定過程提供硬件設(shè)備保
障。
[0009] 其中,所述輻射溫度標(biāo)定階段包括如下步驟:[0010] 步驟11:將黑體和紅外成像器放置在溫箱中,根據(jù)非制冷測溫?zé)嵯駜x使用的環(huán)境溫度條件,在其工作溫度范圍內(nèi),每間隔ΔTenv設(shè)置一個標(biāo)定溫度點(diǎn);
[0011] 步驟12:在每一標(biāo)定溫度點(diǎn)Tenv處,對非制冷測溫?zé)嵯駜x保溫到位;保溫結(jié)束后,將黑體溫度調(diào)整至測溫范圍內(nèi)的某一點(diǎn),記錄此時的黑體溫度Tb',從非制冷測溫?zé)嵯駜x通電
開始進(jìn)行計時,每間隔時間約Δt,記錄該時刻的鏡頭溫度與焦平面溫度,單位為℃,并采集
該時刻的紅外圖像,記錄紅外圖像中黑體目標(biāo)的灰度均值,直至鏡頭溫度與焦平面溫度達(dá)
到穩(wěn)定為止,記錄下從開機(jī)至到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)的時間tbalance;
[0012] 步驟13:在焦平面溫度達(dá)到穩(wěn)定后,根據(jù)所需的測溫范圍以每ΔTblack的間隔調(diào)整黑體溫度,記錄每一黑體溫度處的紅外圖像,以獲取不同目標(biāo)溫度Tblack下的紅外圖像中黑
體目標(biāo)的灰度均值GI(Tblack),至此,每個標(biāo)定點(diǎn)都可以得到一條灰度均值GI(Tblack)—黑體
溫度Tblack的對應(yīng)關(guān)系;
[0013] 步驟14:溫箱升溫5℃,重復(fù)步驟12和步驟13,直至完成所有的標(biāo)定溫度點(diǎn)的圖像采集。
[0014] 其中,所述溫度測量階段包括如下步驟:[0015] 步驟21:焦平面溫度穩(wěn)定狀態(tài)下的溫度測量;包括:[0016] 步驟211:開機(jī)查詢鏡頭溫度TE,認(rèn)為此時的鏡頭溫度等于環(huán)境溫度,選擇最鄰近的三個標(biāo)定的環(huán)境溫度點(diǎn)TE1、TE2、TE3;
[0017] 針對TE1、TE2、TE3每一標(biāo)定的環(huán)境溫度點(diǎn),在黑體溫度為TBn時,得到對應(yīng)的三個圖像灰度均值,分別為GI1、GI2、GI2;
[0018] 通過二次插值,計算得到該鏡頭溫度TE下黑體溫度TBn時的圖像灰度均值GIn(TBn);
[0019][0020] 步驟212:根據(jù)公式(1)得鏡頭溫度TE下,每間隔20℃黑體溫度下的一系列圖像灰度均值,對這些灰度均值進(jìn)行二次多項(xiàng)式擬合,得到鏡頭溫度TE下的一條圖像灰度均值
GI——黑體溫度TBTE對應(yīng)曲線TBTE(GI),則可以求得焦平面溫度穩(wěn)定時的場景輻射溫度;
[0021] 假設(shè)TBTE(GI)=a2GI2+a1GI+a0[0022] 則[0023] 步驟22:開機(jī)至焦平面溫度穩(wěn)定時的溫度測量;包括:[0024] 步驟221:對于開機(jī)至焦平面溫度穩(wěn)定的過程中,根據(jù)公式(2)的方法對每一個標(biāo)定環(huán)境溫度,計算出測量的輻射溫度,由此得到一條鏡頭溫度與焦平面溫度差值xn——測
量溫度與黑體溫度差值f(xn)關(guān)系曲線,將曲線按照一次函數(shù)擬合處理,根據(jù)最小二乘法,
得到曲線f(xn)的斜率kn與截距bn;
[0025] f(xn)=knxn+bn(3)[0026] 步驟222:開機(jī)查詢鏡頭溫度,根據(jù)鏡頭溫度Tl,查詢最鄰近的兩個環(huán)境溫度Tm和Tm+1;
[0027] 此時,鏡頭溫度與焦平面溫度差值xm和xm+1——測量溫度與黑體溫度差值曲線f(xm)和f(xm+1),通過線性插值,得到該鏡頭溫度處的鏡頭溫度與焦平面溫度差值x——測量
溫度與黑體溫度差值曲線f(x),并得到曲線的斜率k,截距b;
[0028] f(x)=kx+b(4)[0029] 步驟223:當(dāng)鏡頭溫度為Tl時,通過曲線f(x)=kx+b,得到,當(dāng)開機(jī)時長tl溫度TB(GIl);
[0030] 從而,求得場景真實(shí)測量溫度為TBl;[0031] TBl=TB(GIl)?kxl?b(5)。[0032] 其中,所述步驟11中,所述ΔTenv為5℃。[0033] 其中,所述步驟11中,所述Δt為5s。[0034] 其中,所述步驟13中,所述ΔTblack為20℃。[0035] 其中,所述步驟211中,選擇最鄰近的三個標(biāo)定的環(huán)境溫度點(diǎn)TE1、TE2、TE3,要求滿足:
[0036] 最小。[0037] 其中,所述步驟222中,查詢最鄰近的兩個環(huán)境溫度Tm和Tm+1,要求滿足:[0038] |(Tm?Tl)|+|(Tm+1?Tl)|最小。[0039] 其中,所述公式(4)中,[0040][0041] 其中,所述公式(4)中,[0042][0043] (三)有益效果[0044] 與現(xiàn)有技術(shù)相比較,本發(fā)明相較于傳統(tǒng)的非制冷測溫?zé)嵯駜x輻射溫度測量方法增加了從開機(jī)至焦平面溫度穩(wěn)定過程中的數(shù)據(jù)標(biāo)定方法,以及從開機(jī)至焦平面溫度穩(wěn)定過程
中的溫度測量方法。傳統(tǒng)的非制冷熱像儀溫度測量方法在開機(jī)后需長時間等待焦平面溫度
穩(wěn)定才可進(jìn)行測溫,本發(fā)明可以在非制冷測溫?zé)嵯駜x開機(jī)后無需等待焦平面溫度穩(wěn)定,從
而立即進(jìn)入測溫工作狀態(tài)。
附圖說明[0045] 圖1為測溫標(biāo)定設(shè)備物理連接示意圖。[0046] 圖2為不同焦平面溫度下的標(biāo)定曲線示意圖。[0047] 圖3為測量溫度值隨焦平面、鏡頭溫度的差值變化曲線示意圖。具體實(shí)施方式[0048] 為使本發(fā)明的目的、內(nèi)容、和優(yōu)點(diǎn)更加清楚,下面結(jié)合附圖和實(shí)施例,對本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0049] 為了解決上述問題,本發(fā)明提出了一種改進(jìn)的非制冷測溫?zé)嵯駜x輻射標(biāo)定與溫度測量方法,具有開機(jī)快速測溫能力,可以顯著提高從開機(jī)至焦平面溫度穩(wěn)定期間的測溫精
度,將測溫誤差控制在±2℃或±2%的精度范圍內(nèi)
[0050] 為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供一種非制冷測溫?zé)嵯駜x輻射標(biāo)定與溫度測量方法,所述測量方法的實(shí)施過程分為兩個階段:
[0051] 第一階段為輻射溫度標(biāo)定階段,第二階段為溫度測量階段;[0052] 其中,輻射溫度標(biāo)定結(jié)果作為測溫運(yùn)算階段的輸入,需要提前進(jìn)行標(biāo)定;而在進(jìn)行輻射溫度標(biāo)定之前,先在非制冷紅外熱像儀鏡頭上安裝溫度傳感器,通過數(shù)據(jù)線纜與計算
機(jī)相連可實(shí)時獲取到鏡頭溫度與非制冷探測器焦平面溫度,為標(biāo)定過程提供硬件設(shè)備保
障。
[0053] 其中,所述輻射溫度標(biāo)定階段包括如下步驟:[0054] 步驟11:將黑體和紅外成像器放置在溫箱中,根據(jù)非制冷測溫?zé)嵯駜x使用的環(huán)境溫度條件,在其工作溫度范圍內(nèi),每間隔ΔTenv(推薦值為5℃)設(shè)置一個標(biāo)定溫度點(diǎn);
[0055] 步驟12:在每一標(biāo)定溫度點(diǎn)Tenv處,對非制冷測溫?zé)嵯駜x保溫到位(推薦為半小時以上);保溫結(jié)束后,將黑體溫度調(diào)整至測溫范圍內(nèi)的某一點(diǎn),記錄此時的黑體溫度Tb',從
非制冷測溫?zé)嵯駜x通電開始進(jìn)行計時,每間隔時間約Δt(推薦值為5s),記錄該時刻的鏡頭
溫度與焦平面溫度,單位為℃,并采集該時刻的紅外圖像,記錄紅外圖像中黑體目標(biāo)的灰度
均值,直至鏡頭溫度與焦平面溫度達(dá)到穩(wěn)定為止,記錄下從開機(jī)至到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)的時間
tbalance;
[0056] 步驟13:在焦平面溫度達(dá)到穩(wěn)定后,根據(jù)所需的測溫范圍以每ΔTblack(推薦值為20℃)的間隔調(diào)整黑體溫度,記錄每一黑體溫度處的紅外圖像,以獲取不同目標(biāo)溫度Tblack下的
紅外圖像中黑體目標(biāo)的灰度均值GI(Tblack),至此,每個標(biāo)定點(diǎn)都可以得到一條灰度均值GI
(Tblack)—黑體溫度Tblack的對應(yīng)關(guān)系;
[0057] 步驟14:溫箱升溫5℃,重復(fù)步驟12和步驟13,直至完成所有的標(biāo)定溫度點(diǎn)的圖像采集。
[0058] 其中,所述溫度測量階段包括如下步驟:[0059] 步驟21:焦平面溫度穩(wěn)定狀態(tài)下的溫度測量;包括:[0060] 步驟211:開機(jī)查詢鏡頭溫度TE,認(rèn)為此時的鏡頭溫度等于環(huán)境溫度,選擇最鄰近的三個標(biāo)定的環(huán)境溫度點(diǎn)TE1、TE2、TE3,滿足
[0061] 最??;[0062] 針對TE1、TE2、TE3每一標(biāo)定的環(huán)境溫度點(diǎn),在黑體溫度為TBn時,得到對應(yīng)的三個圖像灰度均值,分別為GI1、GI2、GI2;
[0063] 通過二次插值,計算得到該鏡頭溫度TE下黑體溫度TBn時的圖像灰度均值GIn(TBn);
[0064][0065] 步驟212:根據(jù)公式(1)得鏡頭溫度TE下,每間隔20℃黑體溫度下的一系列圖像灰度均值,對這些灰度均值進(jìn)行二次多項(xiàng)式擬合,得到鏡頭溫度TE下的一條圖像灰度均值
GI——黑體溫度TBTE對應(yīng)曲線TBTE(GI),則可以求得焦平面溫度穩(wěn)定時的場景輻射溫度;
[0066] 假設(shè)TBTE(GI)=a2GI2+a1GI+a0[0067] 則[0068] 步驟22:開機(jī)至焦平面溫度穩(wěn)定時的溫度測量;包括:[0069] 步驟221:對于開機(jī)至焦平面溫度穩(wěn)定的過程中,根據(jù)公式(2)的方法對每一個標(biāo)定環(huán)境溫度,計算出測量的輻射溫度,由此得到一條鏡頭溫度與焦平面溫度差值xn——測
量溫度與黑體溫度差值f(xn)關(guān)系曲線,將曲線按照一次函數(shù)擬合處理,根據(jù)最小二乘法,
得到曲線f(xn)的斜率kn與截距bn;
[0070] f(xn)=knxn+bn(3)[0071] 步驟222:開機(jī)查詢鏡頭溫度,根據(jù)鏡頭溫度Tl,查詢最鄰近的兩個環(huán)境溫度Tm和Tm+1,滿足|(Tm?Tl)|+|(Tm+1?Tl)|最小;
[0072] 此時,鏡頭溫度與焦平面溫度差值xm和xm+1——測量溫度與黑體溫度差值曲線f(xm)和f(xm+1),通過線性插值,得到該鏡頭溫度處的鏡頭溫度與焦平面溫度差值x——測量
溫度與黑體溫度差值曲線f(x),并得到曲線的斜率k,截距b;
[0073] f(x)=kx+b(4)[0074] 步驟223:當(dāng)鏡頭溫度為Tl時,通過曲線f(x)=kx+b,得到,當(dāng)開機(jī)時長tl溫度TB(GIl);
[0075] 從而,求得場景真實(shí)測量溫度為TBl;[0076] TBl=TB(GIl)?kxl?b(5)。[0077] 其中,所述步驟11中,所述ΔTenv推薦值為5℃。[0078] 其中,所述步驟11中,所述Δt推薦值為5s。[0079] 其中,所述步驟13中,所述ΔTblack推薦值為20℃。[0080] 其中,所述步驟211中,選擇最鄰近的三個標(biāo)定的環(huán)境溫度點(diǎn)TE1、TE2、TE3,要求滿足:
[0081] 最小。[0082] 其中,所述步驟222中,查詢最鄰近的兩個環(huán)境溫度Tm和Tm+1,要求滿足:[0083] |(Tm?Tl)|+|(Tm+1?Tl)|最小。[0084] 其中,所述公式(4)中,[0085][0086] 其中,所述公式(4)中,[0087][0088] 實(shí)施例1[0089] 本實(shí)施例具體內(nèi)容如下:[0090] 1、測溫標(biāo)定設(shè)備[0091] 將黑體和紅外熱像儀放置于溫箱內(nèi),紅外熱像儀面向黑體。將黑體控制器及PC機(jī)放置于溫箱外,其中,黑體控制器用于控制黑體溫度,PC機(jī)用于紅外圖像的采集和與紅外熱
像儀之間的通信,設(shè)備連接圖如圖1所示;
[0092] 2、焦平面溫度穩(wěn)定后的溫度測量[0093] 以積分時間40us的常溫溫度段為例,溫箱溫度分別設(shè)置為0℃、5℃、10℃、15℃、20℃、25℃和30℃,得到了焦平面溫度穩(wěn)定后,焦平面溫度為4℃、8.5℃、12.5℃、18.5℃、23.5
℃、28℃和32.5℃下的標(biāo)定曲線,如圖2所示;
[0094] 在鏡頭溫度為27℃時采用公式(1)~公式(2)中的方法,對黑體溫度為50℃、100℃、150℃、200℃和300℃時采集的圖像灰度值進(jìn)行測量反演,以驗(yàn)證測溫精度,測量情況見
表1。
[0095] 表1.鏡頭溫度為27℃的測溫精度[0096][0097][0098] 3、開機(jī)至焦平面溫度穩(wěn)定時的溫度測量[0099] 步驟一:以黑體60℃,環(huán)境溫度25℃和30℃采集的標(biāo)定數(shù)據(jù)為例,表3列出了從開機(jī)至焦平面溫度穩(wěn)定過程中的前200s時間范圍內(nèi),成像器的鏡頭溫度、焦平面溫度的變化
情況以及使用公式(1)~公式(2)中的方法對60℃黑體的測量溫度值。
[0100] 表2.鏡頭溫度、焦平面溫度及測量溫度隨開機(jī)時間變化[0101] 開機(jī)時間(s) 鏡頭溫度(℃) 焦平面溫度(℃) 溫差(℃) 測量溫度值(℃) 測量誤差(℃)5 24.94 26.42 1.48 68 8
9 24.94 26.6 1.66 66.4 6.4
12 24.94 26.74 1.8 65.4 5.4
15 24.94 26.83 1.89 64.7 4.7
18 24.94 26.92 1.98 64 4
21 24.94 26.99 2.05 63.4 3.4
24 24.94 27.09 2.15 62.7 2.7
27 24.94 27.16 2.22 62 2
31 24.94 27.23 2.29 61.4 1.4
33 24.94 27.29 2.35 60.9 0.9
36 24.94 27.34 2.4 60.4 0.4
41 24.94 27.42 2.48 59.6 ?0.4
46 24.94 27.5 2.56 58.9 ?1.1
52 24.94 27.59 2.65 58.2 ?1.8
59 24.94 27.67 2.73 57.4 ?2.6
70 24.94 27.79 2.85 56.6 ?3.4
79 24.94 27.87 2.93 56 ?4
94 24.94 28 3.06 55.4 ?4.6
107 25 28.06 3.06 54.6 ?5.4
119 25 28.13 3.13 54.1 ?5.9
146 25 28.25 3.25 53.3 ?6.7
174 25.06 28.35 3.29 52.6 ?7.4
201 25.06 28.41 3.35 52.3 ?7.7
[0102] 圖3給出了測量溫度值隨焦平面溫度與鏡頭溫度的差值的變化關(guān)系,在比較窄的溫度范圍內(nèi)測量溫度與焦平面、鏡頭溫度的差值成近似線性關(guān)系。
[0103] 環(huán)境溫度25℃時,鏡頭溫度與焦平面溫度差值——測量溫度與黑體溫度差值曲線為y=?8.02x+8。
[0104] 當(dāng)黑體60℃,環(huán)境溫度30℃時,從開機(jī)至焦平面溫度穩(wěn)定的200s時間范圍內(nèi),成像器的鏡頭溫度、焦平面溫度的變化情況以及使用公式(1)~公式(2)中的方法對60℃黑體的
測量溫度值。
[0105] 表3.鏡頭溫度、焦平面溫度及測量溫度隨開機(jī)時間變化[0106] 開機(jī)時間(s) 鏡頭溫度(℃) 焦平面溫度(℃) 溫差(℃) 測量溫度值(℃) 測量誤差(℃)5 29.97 30.42 0.45 68.1 8.1
9 29.97 30.6 0.63 66.3 6.3
12 29.97 30.72 0.75 65.2 5.2
15 29.97 30.81 0.84 64.6 4.6
18 29.97 30.93 0.96 64.1 4.1
21 29.97 31.00 1.03 63.5 3.5
24 29.97 31.11 1.14 62.7 2.7
27 29.97 31.18 1.21 62.1 2.1
31 29.97 31.23 1.26 61.3 1.3
33 29.97 31.29 1.32 60.8 0.8
36 29.97 31.34 1.37 60.3 0.3
41 29.97 27.42 1.45 59.8 ?0.2
46 29.97 31.5 1.53 58.8 ?1.2
52 29.97 31.59 1.62 58.1 ?1.9
59 29.97 31.67 1.7 57.5 ?2.5
70 29.97 31.79 1.82 56.5 ?3.5
79 29.97 31.87 1.9 55.9 ?4.1
94 29.97 32.02 2.05 55.3 ?4.7
107 30 32.10 2.1 54.7 ?5.3
119 30 32.21 2.21 54 ?6
146 30 32.30 2.3 53.1 ?6.9
174 30 32.38 2.38 52.8 ?7.2
201 30.01 32.41 2.4 52.4 ?7.6
[0107] 環(huán)境溫度30℃時,鏡頭溫度與焦平面溫度差值——測量溫度與黑體溫度差值曲線為y=?8.48x+8.1。
[0108] 步驟二:當(dāng)環(huán)境溫度為28℃時,跟據(jù)公式(4)的方法,鏡頭溫度與焦平面溫度差值——測量溫度與黑體溫度差值曲線為y=?8.25x+8.05。當(dāng)黑體溫度為60℃時,根據(jù)公式
(5)的方法計算得到的測量溫度如表4所示:
[0109] 表4.環(huán)境溫度為28℃時開機(jī)至穩(wěn)定過程中的測溫效果[0110] 開機(jī)時間(s) 測量溫度(℃) 測量誤差(℃)5 60.5 0.5
20 60.12 0.12
40 60.8 0.8
80 60.08 0.08
100 59.8 ?0.2
150 61.2 1.2
200 61.5 1.5
[0111] 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式,應(yīng)當(dāng)指出,對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下,還可以做出若干改進(jìn)和變形,這些改進(jìn)和變形
也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
聲明:
“非制冷測溫?zé)嵯駜x輻射標(biāo)定與溫度測量方法” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)