[發明專利]非接觸式溫度測量方法

有效

• 申請號: 201210554778.8
• 申請日: 2012-12-19
• 公開（公告）號: CN103852186B
• 公開（公告）日: 2016-11-16
• 發明（設計）人: 陳佳鴻;鄭儀誠
• 申請（專利權）人: 財團法人工業技術研究院
• 主分類號: G01K11/00
• 分類號: G01K11/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

技術領域

本發明涉及一種溫度測量方法，尤其涉及一種非接觸式溫度測量方法。

背景技術

高溫工業工藝系統，例如是工業煉鋼爐，火力電廠以及燃燒爐等。在生產工藝中常需監控生產設備及產品溫度的分布，例如爐壁溫度及鋼胚溫度等。其中測量爐壁溫度是為避免因爐壁溫度過高而造成爐體結構損壞，產生危險；而測量鋼胚溫度可預先判斷產品質量，進而改變操作設定，提升產品合格率。

溫度測量裝置，分為接觸式以及非接觸式兩種測量方式。其中，傳統接觸式的溫度測量方式以高溫熱電偶為主。然而，接觸式的高溫熱電偶其溫度響應速度慢且僅能單點測量，對高溫工藝的調整及監控的幫助有限。

此外，非接觸式的測量方式常以可見光攝影機吸收目標物的輻射能，進而搭配算法推算出代表整個影像溫度分布的溫度場。然而，在測量過程中，可見光攝影機會記錄畫面內所有具有可見光波長的物體，其中包含非測量標的物，例如水氣、易反光物或是其它背景光源等。此外，影響溫度計算的物體會干擾或遮蔽高溫的測量目標，例如在鋼鐵業的工藝中，鋼胚(Steel?Billets)在工藝中的雜質會以銹皮(Scaling)的形式附著于鋼胚表面，一但銹皮沒有被完全沖洗掉，在檢測鋼胚溫度時，銹皮會遮蔽鋼胚影響測溫結果，使該溫度信息無效或異常。

發明內容

本發明提供一種溫度測量方法，能夠在利用可見光攝影機獲取影像計算待測目標溫度時，剔除錯誤的溫度測量點，以增加測量溫度的準確性及正確性。

本發明提出一種溫度測量方法，包括拍攝待測目標，以取得可見光影像。可見光影像包括多個像素，各像素具有影像數據。各像素的影像數據包括多個不同波長的亮度。接著，在可見光影像的像素中獲取多個有效像素，有效像素中不同波長間的至少一亮度比值介于一定值±一容許波動值之間。并且，依據有效像素的影像數據來計算待測目標中對應于有效像素的多個位置的溫度值。

基于上述，本發明的溫度測量方法利用拍攝待測目標取得可見光影像，并通過判定可見光影像中每個像素在不同波長間的亮度比值以獲取有效像素。這些有效像素能夠被用于計算待測目標中對應于多個有效像素的多個位置的溫度值。本發明的溫度測量方法能夠避免在計算待測目標溫度時，將燃燒過程中因水氣、易反光物或是其它背景光源所產生的異常測量點的像素列入計算，造成待測目標計算結果與實際溫度誤差過大。

為讓本發明的上述特征和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合所附圖式作詳細說明如下。

附圖說明

圖1為本發明的一實施例的溫度測量方法的流程圖。

圖2A為可見光影像拍攝環境示意圖。

圖2B為圖2A的可見光影像示意圖。

圖3為本實施例的可見光影像中雙色波長的亮度比值與溫度的關系圖。

圖4為本實施例的可見光影像中特定波長亮度與溫度的關系圖。

【主要元件符號說明】

10：待測目標

12：鋼胚

100：可見光攝影機

200：計算機設備

I：可見光影像

P：像素

P1：有效像素

P2：無效像素

R1：亮度范圍

B：第一波長

G：第二波長

R：第三波長

S1：第一部分

S2：第二部分

S101～S105：步驟

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發明作進一步的詳細說明。

圖1為本發明的一實施例的溫度測量方法的流程圖。圖2A為可見光影像拍攝環境示意圖。圖2B為圖2A的可見光影像示意圖。在本實施例中，測量待測目標10內溫度分布的主要流程包括在步驟S101中，拍攝待測目標10以取得可見光影像I，待測目標10例如是出料鋼胚12的溫度場。可見光影像I包括多個像素P，各像素P具有影像數據，影像數據包括多個不同波長的亮度，例如是：第一波長B的亮度、第二波長G的亮度及第三波長R的亮度。接著在步驟S102中，在可見光影像I的多個像素P中獲取多個有效像素P1，在有效像素P1中不同波長間的至少一亮度比值是介于一定值±一容許波動值之間。并且，在步驟S104中再依據有效像素P1的影像數據來計算待測目標10中對應于有效像素P1的多個位置的溫度值。