[發(fā)明專利]一種基于熱紅外成像技術(shù)的鋁卷溫度的精確測量方法

在審

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• 申請日: 2018-07-03
• 公開（公告）號: CN108871583A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔冰;陳性光;章向文;盧順仁;陳永康;周小斌;劉華春
• 申請（專利權(quán)）人: 中鋁瑞閩股份有限公司
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學(xué)俊

本發(fā)明涉及一種基于熱紅外成像技術(shù)的鋁卷溫度的精確測量方法，替代目前由人工手持測溫計(jì)來回頻繁在鋁卷平面庫對鋁卷表面進(jìn)行人工測溫并手工記錄數(shù)據(jù)的生產(chǎn)方式，采用基于熱紅外成像技術(shù)的方法對鋁卷表面進(jìn)行精準(zhǔn)測溫，能夠?yàn)樘岣呱a(chǎn)工藝提供可靠、強(qiáng)大的數(shù)據(jù)支撐。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋁卷表面溫度測量領(lǐng)域，特別是一種基于熱紅外成像技術(shù)的鋁卷溫度的精確測量方法。

背景技術(shù)

目前鋁行業(yè)通常采用人員手持測溫槍對鋁卷進(jìn)行手工測溫，或者在鋁卷存放鞍座下安裝接觸式溫度傳感器的方式測量溫度。前一種測溫方式受人為因素影響，測溫溫度偏差較大，且無法做到高頻次的溫度采集，不易作為后續(xù)工藝改進(jìn)的數(shù)據(jù)支撐。后一種測溫方式監(jiān)測設(shè)備成本高，且需要將線路密布于高溫現(xiàn)場，導(dǎo)致設(shè)備故障率和維護(hù)率的升高。

鋁卷溫度的實(shí)際變化趨勢數(shù)值是鋁卷在下一個生產(chǎn)工藝中的重要參數(shù)，直接影響鋁卷生產(chǎn)的成品率，以及不良品率，所以業(yè)內(nèi)亟待需要一種非接觸式的安全、準(zhǔn)確的在線監(jiān)測方式。傳統(tǒng)中一般認(rèn)為熱感成像技術(shù)雖然能測出溫度，但檢測距離太遠(yuǎn)導(dǎo)致溫度顯示不準(zhǔn)確。溫度受角度、室溫影響波動較大，不具備分析數(shù)據(jù)條件。盡管基于熱感成像的測溫技術(shù)具有許多優(yōu)點(diǎn)，但由于主要受物體表面輻射率、環(huán)境特性、測溫距離等因素影響，利用熱感成像測溫存在測量精度誤差，影響了基于熱感成像測溫技術(shù)在鋁精深加工行業(yè)的推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提出一種基于熱紅外成像技術(shù)的鋁卷溫度的精確測量方法，基于熱紅外成像技術(shù)對鋁卷表面進(jìn)行精準(zhǔn)測溫，能夠?yàn)樘岣呱a(chǎn)工藝提供可靠、強(qiáng)大的數(shù)據(jù)支撐。

本發(fā)明采用以下方案實(shí)現(xiàn)：一種基于熱紅外成像技術(shù)的鋁卷溫度的精確測量方法，具體包括以下步驟：

步驟S1：將一個已知溫度、合金的鋁卷作為測試鋁卷，將該已知溫度設(shè)為標(biāo)定值；

步驟S2：測得步驟S1中測試鋁卷在溫度標(biāo)定值時的鋁卷輻射量，并根據(jù)溫度與輻射量的關(guān)系得到ε值，并將ε值設(shè)置到紅外線熱成像儀中；

步驟S3：重復(fù)步驟S1與步驟S2，測得多種不同合金鋁卷的ε值，并將其設(shè)置到紅外線熱成像儀的參數(shù)設(shè)置表中；

步驟S4：利用紅外線熱成像儀測得測試鋁卷的表面溫度，并調(diào)節(jié)紅外線熱成像儀中的大氣透過率參數(shù)，直至測得的表面溫度與步驟S1中的溫度的標(biāo)定值一致，此時獲得的大氣透過率參數(shù)值就是當(dāng)時環(huán)境下大氣透過率的標(biāo)定值，并獲得此時環(huán)境的其他參數(shù)值；并將獲得的參數(shù)值存儲在計(jì)算機(jī)終端數(shù)據(jù)庫中；

步驟S5：將紅外線熱成像儀的熱感攝像頭對著待測鋁卷的平面庫待測區(qū)域，調(diào)整焦距，并調(diào)整攝像頭角度，使待測鋁卷的平面庫待測區(qū)域充滿大部分成像屏幕；

步驟S6：對待測鋁卷的平面庫待測區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格精細(xì)劃分，得到待測區(qū)域網(wǎng)格，每個網(wǎng)格內(nèi)像素灰度的平均值對應(yīng)一個代表溫度；

步驟S7：根據(jù)每天氣溫變化情況，將每天劃分為3個時段，并根據(jù)每個時段的氣溫、濕度,從計(jì)算機(jī)終端數(shù)據(jù)庫中選擇該時段對應(yīng)的大氣透過率標(biāo)定值；

步驟S8：將步驟S7獲得的大氣透過率標(biāo)定值設(shè)置到紅外線熱成像儀的參數(shù)設(shè)置表中，進(jìn)行熱感成像，得到待測區(qū)域的表面成像灰度數(shù)據(jù)，然后輸出至待測區(qū)域網(wǎng)格，通過計(jì)算每個網(wǎng)格的代表溫度得到平面庫溫度，實(shí)現(xiàn)待測鋁卷表面的熱感成像測溫。

進(jìn)一步地，步驟S2中，溫度與輻射量的關(guān)系為：

式中，T為物體溫度，P(T)表示溫度為T時的總輻射度，σ為玻耳茲曼常量，ε值的取值區(qū)間為0＜ε＜1。

進(jìn)一步地，步驟S4中，所述其他參數(shù)值包括溫度值、氣壓值。

進(jìn)一步地，步驟S5中，所述攝像頭角度不大于45°。

較佳的，所述攝像頭角度小于等于30°。