[發明專利]一種無補償裝置的非制冷紅外測溫儀的測溫方法

有效

• 申請號: 201611011685.5
• 申請日: 2016-11-17
• 公開（公告）號: CN106768347B
• 公開（公告）日: 2019-03-05
• 發明（設計）人: 梁錫寧;毛義偉
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司洛陽電光設備研究所
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

本發明涉及一種無補償裝置的非制冷紅外測溫儀的測溫方法，首先采樣探測器焦平面的溫度數據T_FPA、環境溫度數據T_ENV和探測器在不同輻射溫度下的灰度值數據G_T，其次通過大數據分析建立有效的數學模型，最后經過計算與修正得到被測物體的表面溫度的數學公式，即T_OBJ＝f(T_FPA,T_ENV,G_T)。本發明不僅解決了當前紅外測溫儀實際使用中需要測溫補償裝置的實際問題，而且提高了測溫的實時性和準確度。本發明綜合考慮到了影響對探測器測溫影響比較大的工作環境溫度、焦平面溫度因素，利用數據分析，最終得到擬合公式T_body＝f(T_ENV,T_FPA,G_T)，可以有效提高測溫的準確性并且不受測溫范圍影響。

技術領域

本發明屬于無測溫補償裝置的非制冷紅外測溫方法，涉及一種無補償裝置的非制冷紅外測溫儀的測溫方法。

背景技術

非制冷紅外測溫儀是一種高精度的非接觸式測溫儀器，它的工作原理是首先物體紅外熱輻射通過測溫儀的光電轉換將光信號變成電信號，接著經過低壓差分采集工控機處理得到物體表面對應的溫度值。因為紅外測溫儀的核心器件會隨著的工作溫度(即FPA的溫度)、工作環境溫度發生變化，而紅外測溫儀的紅外光學系統也會隨著工作環境溫度的變化透射率發生變化，近而影響測溫精度。目前非制冷紅外測溫儀均采用溫度補償裝置，一般該裝置由溫度傳感器、電機、補償檔片以及溫度-灰度映射表組成。補償檔片模擬黑體源，即當工作環境和器件的工作溫度等發生變化后，電機驅動檔片采集當前溫度和灰度，對比當前灰度和映射表中的灰度值，求出偏差值進行溫度補償。

首先，該測溫方法具有溫度補償裝置，需要溫度補償的時間段內無法測溫，實時性較差；其次，溫度補償裝置的電機功率較高，當紅外測溫儀頻繁溫度補償過程中會產生大量的熱量，儀器測溫精度受到影響；第三，測溫方法里僅考慮到工作環境溫度，沒有考慮到器件的溫度因素，因此測溫精度不高。

發明內容

要解決的技術問題

為了避免現有技術的不足之處，本發明提出一種無補償裝置的非制冷紅外測溫儀的測溫方法，保證儀器工作的實時性和精度要求。

技術方案

一種無補償裝置的非制冷紅外測溫儀的測溫方法，其特征在于步驟如下：

步驟1：將非制冷紅外測溫儀上電，設定高低溫試驗箱的環境溫度T_ENV；

步驟2：當探測器焦平面溫度處于穩定狀態時采集該時刻的探測器焦平面溫度數據T_FPA、黑體的輻射溫度T_BLACK、紅外熱像儀的平均灰度數據G_T，得到一組四維數據(T_ENV，T_BLACK，T_FPA，G_T)；

步驟3：等梯度改變設定的環境溫度T_ENV，使探測器焦平面溫度等梯度改變ΔT度，等待焦平面溫度穩定后重復步驟2，得到多個等梯度改變后的若干組四維數據(T_ENV，T_BLACK，T_FPA，G_T)；所述改變是：當設定的環境溫度T_ENV為高溫時，改變為降低溫度；當設定的環境溫度T_ENV為低溫時，改變為升高溫度；

步驟4：將若干組數據擬合得到觀察曲面規律，采用二次線性擬合建立測溫數學模型，得到待測物體溫度T_body＝f(T_ENV,T_FPA,G_T)曲面計算公式；