[發(fā)明專利]一種紅外溫度監(jiān)測系統(tǒng)測量誤差修正方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410363430.X
• 申請日: 2014-07-28
• 公開（公告）號: CN104155008A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發(fā)明（設計）人: 崔昊楊;王超群;劉璨;王佳林;許永鵬;楊俊杰;唐忠
• 申請（專利權(quán)）人: 上海電力學院
• 主分類號: G01J5/02
• 分類號: G01J5/02;G01J5/06
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

1.一種紅外溫度監(jiān)測系統(tǒng)測量誤差修正方法，其特征在于，具體包括如下步驟：

1)將紅外測溫儀與被測目標的測溫區(qū)域進行對準，對紅外測溫儀的測溫光路進行校準調(diào)節(jié)，使測溫區(qū)域的圓心和紅外測溫儀的入瞳孔中心位于同一水平高度；是紅外測溫儀的距離系數(shù)比，距離系數(shù)比為測溫儀探頭到被測目標之間的距離D與紅外測溫儀此時的視場直徑S的比值，是固定的參數(shù)，定義被測目標區(qū)域面積為A₀，被測目標區(qū)域的發(fā)射率為ε_0λ溫度設為T₀；

2)逐漸增大紅外測溫儀與被測目標之間的距離d，使紅外測溫儀的視場超出被測目標區(qū)域，此時測溫儀視場的面積為A，測溫儀所采集到的溫度為被測目標區(qū)域A₀和溢出被測目標范圍A-A₀的混合溫度，溢出被測目標范圍區(qū)域的發(fā)射率為ε_1λ，溫度為T₁；

3)紅外測溫儀通過紅外探測器將采集到的視場增大后總的紅外輻射信號轉(zhuǎn)化為電壓信號，紅外測溫儀將獲得的電壓信號轉(zhuǎn)化為溫度值進行顯示；

4)可對紅外測溫儀所測溫度Tr進行誤差修正，修正后被測物體表面溫度為：

T0={1ϵ0λ{1τaλ·k(Trm-ϵaλTam)-(k-1)ϵ1λT1m-[1-α0λ+(k-1)(1-α1λ)]Tum}}1m,]]>

k為紅外測溫儀視場面積與被測目標面積的比值；

5)假定背景溫度即A-A₀區(qū)域的溫度和大氣溫度、環(huán)境溫度相等，即T₁＝T_u＝T_a，，對紅外測溫儀所測溫度T_r進行誤差修正，當近距離測溫時可忽略大氣透過率的影響，此時大氣的光譜透射率τ_aλ＝1，大氣發(fā)射率ε_aλ＝1-τ_aλ，λ代表紅外測溫儀的工作波段，當被測物體表面滿足灰體時可近似認為被測目標的表面發(fā)射率與被測目標表面吸收率相等，即ε_0λ＝α_0λ，ε_1λ＝α_1λ，

修正后被測物體表面溫度T0={1ϵ0λ[k·Trm-(k-ϵ0λ)Tum]}1m,]]>

其中Trm=1k[ϵ0λT0m+(k-ϵ0λ)Tum],]]>

A＝πR²＝πd²tg²θ

其中tgθ=12·DS]]>

R為測溫儀視場的半徑，A₀的面積由被測目標的表面形狀決定；

式中ε_0λ為被測目標的表面發(fā)射率，m為常數(shù)，根據(jù)紅外測溫儀的工作波段取值，工作波段是8～14μm時，取m＝4.09，工作波段是3～5μm時，取m＝9.3。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述紅外溫度監(jiān)測系統(tǒng)測量誤差修正方法，其特征在于，所述步驟3)中的紅外探測器將采集到的視場增大后總的紅外輻射信號轉(zhuǎn)化為電壓信號，轉(zhuǎn)換電壓V_s為：

V_s＝A_RA₀d^-2{τ_aλ[ε_0λf(T₀)+(1-α_0λ)f(T_u)]+ε_aλf(T_a)}+(k-1)A_RA₀d^-2{τ_aλ[ε_1λf(T₁)+(1-α_1λ)f(T_u)]+ε_aλf(T_a)}

其中A_R為紅外測溫儀探測器的面積，

電壓信號轉(zhuǎn)化為溫度顯示，具體方法為：

令K_m＝A_RAd^-2，由于設備溫度與其電壓信號是一一對應且成正比關系，令V_s/K_m＝f(T_r)，溫度顯示值為：

f(Tr)=1k{τaλ[ϵ0λf(T0)+(1-α0λ)f(Tu)]+ϵaλf(Ta)}+k-1k{τaλ[ϵ1λf(T1)+(1-α1λ)f(Tu)]+ϵaλf(Ta)},]]>

Tr={1k{τaλ{ϵ0λT0m+(k-1)ϵ1λT1m+[1-α0λ+(k-1)(1-α1λ)]Tum}+kϵaλTam}1m.]]>