[發明專利]一種紅外測溫儀溫度漂移補償的方法

有效

• 申請號: 201310296475.5
• 申請日: 2013-07-16
• 公開（公告）號: CN103424192A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 呂堅;王仙;孟祥笙;周云;丁維一
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01J5/20
• 分類號: G01J5/20
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 譚新民

技術領域

本發明涉及紅外成像領域，特別是涉及一種紅外測溫儀溫度漂移補償的方法。

背景技術

一切溫度高于絕對零度的物體都在不停地向周圍空間發射紅外輻射能量，紅外輻射能量的大小按波長的分布與它的表面溫度有著十分密切的關系，通過對物體自身發出的紅外能量的測量,能準確地測出它的表面溫度。

紅外測溫技術隨著現代技術的發展日趨完善,?并且逐漸滲透到各個領域。開發新型的紅外測溫技術，完善紅外測溫系統的性能是時代發展的要求。

在眾多紅外測溫技術中，最受關注的當屬基于黑體輻射原理的紅外測溫技術，它的非接觸測量，實現了遙測技術，同時極大的提高了儀器的使用壽命，降低了生產成本；光子作為信息載體，響應速度快；靈敏度高；頻帶寬，動態范圍大；方便與計算機連接，容易實現數字化，智能化；體積小、重量輕、價格不斷下降等優點使得它在其他的測溫技術中占有越來越大的優勢。

在紅外測溫過程中，紅外焦平面陣列探測單元的響應特性會隨著時間和環境的改變而發生緩慢變化，這種緩慢的變化，即漂移現象，這種漂移會使已生成的非均勻性校正系數在使用中產生較大的誤差，如果不對漂移進行補償，會嚴重影響紅外系統的測溫精度。因此對外界溫度的監測和控制對提高紅外探測器的測溫精度顯得尤為重要。

紅外焦平面陣列溫漂產生的原因有很多，其主要是由于外界環境和內部元器件溫度變化對探測元的影響導致的。由于非致冷紅外焦平面探測器系統無制冷裝置，工作于環境溫度時，探測單元的響應特性會隨著環境溫度、電源波動、吸收紅外輻射以及擋板溫度的變化而緩慢的漂移。

目前針對紅外測溫儀溫度漂移的現象，通常采用的解決方法有兩種：一是設計專門的補償電路進行補償，二是利用軟件的方法進行補償。?其中軟件方法一般采用一點校正、兩點校正、多點校正以及一點校正和兩點校正同時并用的非均勻性校正算法，同時選擇適當的定標物體以及控制環境溫度的變化等。這些方法能夠對溫漂進行一定的補償，但是在實際測溫過程中，作為定標用的擋板本身溫度也會發生變化，系統機芯以及環境溫度的變化對紅外探測器的影響也無法控制，因此這些方法都不能對紅外測溫的溫度漂移進行徹底的補償，紅外測溫儀的非均勻性校正得不到有效的提高，整個系統的測溫精度也達不到理想的效果。

發明內容

本發明的目的之一是提供一種能夠實時監測擋板和機芯溫度變化并對溫度漂移進行補償的紅外測溫儀溫度漂移補償的方法。

本發明實施例公開的技術方案包括：

提供了一種紅外測溫儀溫度漂移補償的方法，其特征在于，包括：

在所述紅外測溫儀的機芯上設置第一溫度傳感器；

將所述紅外測溫儀置于恒溫箱中對黑體輻射進行響應，獲得所述紅外測溫儀的紅外焦平面陣列的第一響應輸出，并獲取與所述第一響應輸出對應的所述黑體的溫度、所述恒溫箱內的溫度，以及通過所述第一溫度傳感器獲得與所述第一響應輸出對應的所述機芯的第一溫度；

對所述第一響應輸出、所述黑體的溫度、所述恒溫箱內的溫度和所述機芯的第一溫度進行擬合，獲得所述第一響應輸出與所述黑體的溫度、所述恒溫箱內的溫度和所述機芯的第一溫度的第一關系函數；

將所述紅外測溫儀從所述恒溫箱中取出；

將擋板放置在所述紅外測溫儀的紅外鏡頭和所述紅外焦平面陣列之間，并在所述擋板上設有第二溫度傳感器；

通過所述第二溫度傳感器獲得所述擋板的溫度，通過所述第一溫度傳感器獲得所述機芯的第二溫度，并獲得所述紅外測溫儀的所述紅外焦平面陣列的第二響應輸出；

根據所述擋板的溫度、所述機芯的第二溫度、所述第二響應輸出和所述第一關系函數計算當前環境溫度；

對由所述機芯的溫度引起的溫度漂移進行補償，獲得所述紅外測溫儀的響應輸出與環境溫度和擋板溫度之間的第二關系函數；

用所述紅外測溫儀對目標物體進行成像，獲得所述紅外測溫儀的紅外焦平面陣列的當前響應輸出；

根據所述當前響應輸出、所述當前環境溫度和所述第二關系函數計算所述目標物體的溫度。

進一步地，獲得多個第一響應輸出和與每個第一響應輸出對應的黑體的溫度、恒溫箱內的溫度和機芯的第一溫度。

本發明的實施例的方法中，可以實時監測定標擋板、機芯溫度變化并對機芯、環境溫度變化導致的溫度漂移進行補償，能夠有效地校正紅外測溫儀的非均勻性，提高測溫精度。

附圖說明

圖1是本發明一個實施例的紅外測溫儀溫度漂移補償的方法的流程示意圖。

具體實施方式

下面將參考附圖詳細說明本發明的實施例。