[發明專利]一種可測量物體發熱面積的紅外熱像儀及其測量方法

有效

• 申請號: 201210176858.4
• 申請日: 2012-06-01
• 公開（公告）號: CN102680111A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 盛明時
• 申請（專利權）人: 呼和浩特市海瑞節能環保科技服務有限責任公司
• 主分類號: G01J5/10
• 分類號: G01J5/10;G01B11/28
• 代理公司: 北京捷誠信通專利事務所(普通合伙) 11221
• 代理人: 魏殿紳;龐炳良

技術領域

本發明涉及紅外光電子技術領域，具體來講是一種可測量物體發熱面積的紅外熱像儀及其測量方法。

背景技術

紅外熱像儀是一種接受被測目標的紅外輻射能量，從而獲得紅外熱像圖的儀器，這種熱像圖與物體表面的熱分布場相對應。通俗來講，紅外熱像儀就是將物體發出的不可見紅外能量，轉變為可見的熱圖像，讓人們直觀地觀測到物體表面溫度的分布情況。

隨著生產力水平的飛速發展，紅外熱像儀已經在越來越多的行業得到廣泛應用，而環保節能產業因其巨大的經濟和社會效益，日益受到政府的重視。環保節能產業關注的核心是能耗，而能耗普遍是以熱的形式來表現，紅外熱像儀因其將熱現象可視化并可測溫的功能，已經成為環保節能評估和合同能源管理工作中重要的檢測儀器。但是僅僅獲得溫度參數是無法計算出能耗的，另一個必要參數就是物體表面特定溫度區域的面積。

由于溫度區域是用肉眼無法觀測的，即使用紅外熱像儀觀測，有些溫度區域受到溫度和其他限制，如帶電、高溫等，人們無法接觸溫度區域，因此沒有辦法用常規的測量工具進行測量；另外我們所關心的溫度區域，即溫域，通常是一個不規則幾何圖形，并不容易與熱像圖中其他相對比較規則的圖形進行比較，因此采用比較的方法測量溫度面積，誤差也較大。目前國內外普遍的紅外熱像儀種類繁多，部分紅外熱像儀可做到測量整個熱圖中任何一個像元點的溫度，但是都無法直接從紅外熱像儀上測量出物體表面特定溫度區域的面積。

發明內容

針對現有技術中存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種可測量物體發熱面積的紅外熱像儀及其測量方法，能夠在測量物體紅外熱像圖的同時，測量并顯示出物體表面特定溫度區間的區域面積，且結果比較準確，誤差較小。

為達到以上目的，本發明提供一種可測量物體發熱面積的紅外熱像儀，包括相連的紅外探測部分和成像測量部分，所述紅外探測部分包括鏡頭和與其連接的紅外探測器，成像測量部分包括與紅外探測器相連的成像運算模塊，還包括分別與成像運算模塊連接的激光測距儀、角度測量組件、驅動電路，所述驅動電路還連接一個顯示電路。

在上述技術方案的基礎上，所述成像運算模塊包括信號處理電路、成像電路及運算電路。

在上述技術方案的基礎上，所述驅動電路驅動所述顯示電路，顯示電路設有位于紅外熱像儀外表面的顯示器，激光測距儀設有測距鏡頭。

在上述技術方案的基礎上，所述角度測量組件包括水平定角旋轉盤和垂直轉角測量模塊，水平定角ω_定是定值。

本發明還提供一種基于上述紅外熱像儀的測量方法，包括如下步驟：S1.紅外探測部分將目標物體的紅外輻射轉變為電信號，并傳入成像運算模塊中，成像運算模塊將電信號轉變為圖形信號；S2.角度測量組件包括的水平定角旋轉盤，利用水平定角旋轉盤和激光測距儀，測量計算出目標物體與紅外熱像儀的水平垂直距離L；S3.角度測量組件測量出所述紅外熱像儀與目標物體之間的垂直轉角γ，激光測距儀測量目標物體到所述紅外熱像儀之間的距離L_測，結合水平垂直距離L計算出紅外熱像儀與測量目標的水平轉角ω；S4.成像運算模塊內部的運算電路根據所述水平垂直距離L和水平轉角ω，再結合該紅外熱像儀參數，計算出目標物體表面指定溫度發熱區域面積S5.所述成像運算模塊將圖形信號和目標物體表面指定溫度發熱區域面積，分別經過驅動電路后，通過顯示電路中的顯示器顯示。

在上述技術方案的基礎上，所述水平定角旋轉盤的水平定角ω_定是定值。

在上述技術方案的基礎上，所述步驟S2的詳細步驟為：S21.將所述紅外熱像儀旋轉至水平定角旋轉盤一則，并通過激光測距儀測量目標物體到所述紅外熱像儀之間的距離，標記為L_測1，并將L_測1存入成像運算模塊；S22.將所述紅外熱像儀旋轉至水平定角旋轉盤另一則，并通過激光測距儀測量目標物體到所述紅外熱像儀之間的距離，標記為L_測2，并將L_測2存入成像運算模塊；S23.成像運算模塊計算出目標物體與紅外熱像儀的水平垂直距離L的公式為L＝

在上述技術方案的基礎上，所述步驟S3中水平轉角ω的計算公式為

在上述技術方案的基礎上，所述運算電路計算目標物體表面，在指定溫度下的發熱區域面積公式為：