[發明專利]一種紅外熱像儀像元點的標定方法

有效

• 申請號: 201210583744.1
• 申請日: 2012-12-28
• 公開（公告）號: CN103076101A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 李令想;張鉚;劉燕;陳黎明;廖代春
• 申請（專利權）人: 無錫艾立德智能科技有限公司
• 主分類號: G01J5/52
• 分類號: G01J5/52
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明屬于紅外熱成像測溫技術領域，本發明涉及通過對紅外熱成像測溫數據的研究，分析影響測溫精度的因素，提出了對測溫結果進行精度修正的辦法。

背景技術

溫度是確定物質狀態最重要的參數之一，它的測量與控制在國防、軍事、科學實驗及工農業生產中具有十分重要的作用。特別是高溫測量在航天、材料、能源、冶金等領域中占有極重要的地位。

目前，溫度測量主要分為接觸式和非接觸式。傳統的溫度測量多采用接觸式測量，使用熱電偶、熱電阻測溫是接觸式溫度測量的主要手段，接觸式測溫技術已經成熟并得到了廣泛應用。隨著工農業、國防事業、醫學的發展，對溫度測量要求越來越高。在某些場合，準確測溫逐步上升為主要矛盾，引起了各方面的重視。例如在不停機的情況下對機械設備、電力設備、生產設備等進行溫度測量;在不造成產品的污染或損壞的情況下，對生產過程中或倉庫里的產品溫度進行測量。在這種背景下，非接觸、無損測量的紅外測溫技術得到了長足的發展。

紅外熱像儀是一種利用紅外探測器將看不見的紅外輻射轉換成可見圖像的被動成像儀器。是一種直接測量物體表面溫度及溫度分布的分析儀器，其基本原理是通過探測物體向外輻射的能量，再根據物體的輻射系數以及輻射能量與物體表面溫度的對應關系，推算出物體表面的實際溫度，它將物體的熱分布轉換成可視圖像，并在監視器上以灰度級或偽彩色顯示出來，從而得到被測目標的溫度分布場。因此，根據被測樣品的表面溫度分布結果，可以直接發現異常的熱點或熱區。

紅外熱成像測溫技術在測試領域的廣泛應用，給我們帶來了很大的方便，但在使用過程中，美中不足的是它在顯示器上所表現出來的圖像只是被測物體表面輻射溫度的分布，并不是真實溫度的分布。而輻射溫度是在把物體表面的發射率作為1折算出來的，是一種理想狀況。由于實際物體并不是黑體，表面發射率不等于1，所以有時輻射溫度與真實溫度相差比較大，物體表面的輻射溫度分布并不能反映真實溫度分布。因此降低了紅外熱像儀的準確性，影響了熱像儀在諸多紅外熱像診斷技術領域中的應用.因此，研究紅外熱像測溫原理，推導計算被測表面真實溫度的通用計算公式，研究被測表面的發射率、反射率(或吸收率)，環境溫度、大氣溫度、測量距離、大氣衰減和紅外探測器的等因素對測溫精度的影響，對于提高熱成像測溫的準確性，擴大紅外熱成像技術的應用具有重要意義。

紅外探測器通常使用的有銦銻（InSb）和銻鎘汞（HgCdTe）器件，目前發展的是高性能多元HgCdTe?探測器，多元HgCdTe器件不但提高了探測度，而且可以增大視場，提高分辨率和信噪比，并可在3～5um和8～14um兩個大氣窗口波段下工作。然而由于工作在不同波段的探測器的溫度轉換的電信號能力存在一定的差異以及由于工藝的因素，對紅外熱成像測溫計算的結果產了一定的誤差，這里提出了一種方法，可以有效的對其差異進行修正，從而提高紅外熱成像測溫的精度。

發明內容

本發明要解決的技術問題是通過紅外熱像儀像元點的標定方法來解決減小探測器材質及工藝的因素對紅外熱成像測溫的精確度影響。

本發明為實現上述目的，采用如下技術方案：

一種紅外熱像儀像元點的標定方法，包括下述步驟：

（1）輻射定標：環境溫度設為273K，黑體溫度設為273K，檢測紅外探測器的電壓V_T其中i為探測器水平像素數，j探測器垂直像素數；步進提高黑體溫度分別測得各個溫度下紅外探測器的電壓，根據測得的電壓建立紅外探測器電壓V_T（i，j）與黑體溫度T映射關系；