[發(fā)明專利]一種基于CCD相機的多光譜輻射測溫方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910429903.4
• 申請日: 2019-05-22
• 公開（公告）號: CN110017904B
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 戴景民;韓松巍;楊宗舉
• 申請（專利權(quán)）人: 徐州鑫維盛精密自動化設(shè)備有限公司
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠(yuǎn)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23211
• 代理人: 劉景祥

1.一種基于CCD相機的多光譜輻射測溫方法，其特征是：包括如下步驟：

步驟一：將內(nèi)部含有多通道孔徑系統(tǒng)的CCD相機固定到距離黑體爐14cm至15cm處并打開鏡頭，調(diào)整CCD相機的曝光時間、拍攝速率、分辨率、觸發(fā)模式，并進(jìn)行黑平衡校正以實現(xiàn)多幅圖像的初始化；

步驟二：對黑體爐進(jìn)行升溫，溫度控制在1000K至2000K之間，黑體爐對CCD相機進(jìn)行標(biāo)定；

步驟三：標(biāo)定結(jié)束后，獲得CCD相機各個通道的標(biāo)定參數(shù)，將被測目標(biāo)固定到距離CCD相機14cm至15cm處進(jìn)行加熱，同時使用CCD相機進(jìn)行不斷拍攝以獲取被測目標(biāo)的灰度信息，根據(jù)被測目標(biāo)的灰度值進(jìn)行亮溫值計算，以獲取多種不同波長下的亮溫值；

所述步驟三具體為：

第一步：黑體爐標(biāo)定CCD相機結(jié)束后，將被測目標(biāo)固定到距離CCD相機14cm至15cm處進(jìn)行加熱；

第二步：使用CCD相機進(jìn)行不斷拍攝以獲取被測目標(biāo)的灰度信息，將得到照片進(jìn)行灰度值與亮溫值的轉(zhuǎn)換，得到多光譜下的目標(biāo)的亮溫值，通過下式獲取多光譜下的目標(biāo)的亮溫值：

其中，G_n為被測目標(biāo)在n個通道上的灰度值，n為通道數(shù)，n為大于1的整數(shù)，A_n和B_n為n個通道的標(biāo)定參數(shù)，T_n為被測目標(biāo)在n個通道上的亮溫值；

步驟四：結(jié)合不同光譜下的亮溫值及其波長值，計算出被測目標(biāo)真實溫度值和發(fā)射率。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于CCD相機的多光譜輻射測溫方法，其特征是：所述CCD相機的曝光時間調(diào)整為50幀/秒，拍攝速率為1/3410526秒，分辨率為1024×1024，觸發(fā)模式調(diào)整為開始。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于CCD相機的多光譜輻射測溫方法，其特征是：所述的CCD相機中安裝有多孔徑光學(xué)系統(tǒng)，所述的多孔徑光學(xué)系統(tǒng)中設(shè)置有多個通道，以實現(xiàn)不同波長同時成像。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于CCD相機的多光譜輻射測溫方法，其特征是：在所述孔徑的光闌處設(shè)置了多種不同的濾光片以實現(xiàn)對光譜的分離，將各孔成的像分別呈到CCD相機的不同部分，最終獲得同一個目標(biāo)在不同光譜下的成像。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于CCD相機的多光譜輻射測溫方法，其特征是：所述步驟四具體為：

第一步：建立被測目標(biāo)的發(fā)射率模型，通過下式表示被測目標(biāo)的發(fā)射率模型：

lnε＝a+bλ_n (2)

其中，lnε為n個通道上的光譜發(fā)射率，T為被測目標(biāo)的真實溫度，a為發(fā)射率模型參數(shù)，b為發(fā)射路模型參數(shù)，λ_n為n個通道時所選用的波長值；

第二步：建立被測目標(biāo)的真實溫度模型，通過下式表示被測目標(biāo)的真實溫度模型：

其中，T為被測目標(biāo)的真實溫度，C₂為常量：C₂＝14388μmk。