[發明專利]一種基于紅外成像系統的溫度測量方法

有效

• 申請號: 201410605765.8
• 申請日: 2014-10-31
• 公開（公告）號: CN105628208B
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: 師夢夢;馬群;孫琳
• 申請（專利權）人: 天津津航技術物理研究所
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 高尚梅;劉昕宇

本發明涉及溫度測量領域，具體屬于一種基于紅外成像系統的溫度測量方法。它包括：步驟一：劃分溫度區間劃分n個溫度標定區間；步驟二：標定得到每個焦平面溫度值的溫度參數；步驟三：探測，先計算比例系數q，然后計算溫度值T。本發明具有如下優點：利用溫度定標參數根據焦平面溫度動態插值的方法，可以使測溫系統適應環境溫度的變化，并且紅外成像系統不受大霧等天氣的影響，極大的提高了測溫系統的適應性；溫度定標參數一經標定，可以長期使用而不需要再重復標定，實現了測溫系統“免維護”的需求，節省了各種成本；同時，溫度定標的套數以及每套之間的溫度間隔可以根據實際應用調整，具有很強的靈活性。

技術領域

本發明涉及溫度測量領域，具體屬于一種基于紅外成像系統的溫度測量方法。

背景技術

非制冷紅外成像系統體積小、質量輕、功耗低，極具市場競爭力。在軍事應用領域，非制冷紅外成像系統特別適合低成本的輕武器使用；而在民用方面，非制冷紅外成像系統在非接觸溫度測量、安防監控、輔助駕駛等方面具有廣闊的市場應用前景。

隨著工農業、國防事業、醫學等的發展，在許多場合，溫度測量逐步上升為主要矛盾，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；火箭、飛機尾焰溫度測量；光纖拉制和玻璃板彎曲溫度測量等，這是傳統常規測溫方法不能解決的測溫難題。在這種情況下，利用非接觸、無損測量的紅外測溫技術可快速對物體溫度進行測量。非接觸紅外測溫具有如下優點：測量不干擾被測溫場，不影響溫場分布，從而具有較高的測量準確度；測溫范圍寬，在理論上無測量上限，可以測量相當高的溫度；探測器的響應時間短，反應速度快，易于快速與動態測量；不必接觸被測物體，操作方便；可以確定微小目標的溫度。目前，紅外測溫技術由于自身的優點以及解決了許多傳統測溫方法不能解決的難題得到了快速的發展以及廣泛的應用。

發明內容

針對以上現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種基于紅外成像系統的溫度測量方法。

本發明采用如下技術方案：一種基于紅外成像系統的溫度測量方法，其中，包括下述步驟：

步驟一：劃分溫度區間

劃分n個溫度標定區間；

步驟二：標定

在溫度標定區間的每個溫度范圍內，將紅外成像器黑體中保溫，然后記錄溫度及紅外成像器輸出，對每個溫度區間進行參數擬合，得到每個焦平面溫度值(T₁,T₂,…T_n)的溫度參數(A₁,A₂,…A_m,B₁,B₂,…B_m,C₁,C₂,…C_m)；

步驟三：探測

用紅外成像器進行探測間，讀取實時溫度值T，同時讀取圖像的均值，根據生成溫度定標數據時記錄的每個溫度段對應的焦平面溫度進行查詢，尋找此時焦平面溫度所在的溫度段區間，使其滿足T_k≤T≤T_k+1，由此得到對溫度進行插值所需的比例系數q，如式(1)所示：

利用讀取的圖像均值，根據溫度T_k、T_k+1下的溫度標定區間，計算得到此圖像均值分別對應的溫度T_a、T_b，用式(1)所得的比例系數對溫度T_a、T_b進行插值就得到所測物體的溫度值，如式(2)所示：

T＝T_a+(T_b–T_a)×q (2)。

如上所述的一種基于紅外成像系統的溫度測量方法，其中，所述的步驟一中的保溫持續為1小時。