[發(fā)明專利]一種紅外測(cè)溫?zé)嵯裱b置及其實(shí)時(shí)校準(zhǔn)測(cè)溫方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010196923.4
• 申請(qǐng)日: 2020-03-19
• 公開（公告）號(hào): CN111366247A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王祥輝;劉巖;齊亞魯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 煙臺(tái)艾睿光電科技有限公司
• 主分類號(hào): G01J5/00
• 分類號(hào): G01J5/00;G01J5/52
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 巴翠昆

本申請(qǐng)公開了一種紅外測(cè)溫?zé)嵯裱b置及其實(shí)時(shí)校準(zhǔn)測(cè)溫方法，包括：發(fā)射率固定的參考恒溫單元，光學(xué)鏡頭，紅外輻射接收單元和信息處理單元；其中，光學(xué)鏡頭將被測(cè)目標(biāo)和參考恒溫單元發(fā)出的紅外輻射傳輸至后方的紅外輻射接收單元；紅外輻射接收單元將紅外輻射處理為模擬信號(hào)；信息處理單元將接收到的模擬信號(hào)處理為數(shù)字信號(hào)，得到降噪數(shù)字信號(hào)值，并根據(jù)預(yù)先建立的降噪數(shù)字信號(hào)值與溫度值之間的映射關(guān)系，輸出被測(cè)目標(biāo)對(duì)應(yīng)的溫度值。這樣簡(jiǎn)化了紅外測(cè)溫?zé)嵯裱b置結(jié)構(gòu)，參考恒溫單元只要發(fā)射率固定即可，無需與被測(cè)目標(biāo)處于同一數(shù)據(jù)采集面上及固定被測(cè)目標(biāo)的位置，使用靈活，且削弱了環(huán)境因素對(duì)紅外輻射接收單元的干擾和對(duì)紅外輻射傳輸?shù)挠绊憽?/p>

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及紅外測(cè)溫?zé)嵯駜x技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種紅外測(cè)溫?zé)嵯裱b置及其實(shí)時(shí)校準(zhǔn)測(cè)溫方法。

背景技術(shù)

任何溫度高于絕對(duì)零度(-273.15℃)的物體都在不停地發(fā)射紅外輻射(熱輻射)。紅外輻射是一種電磁波，波長(zhǎng)范圍在0.7μm至1000μm，人眼看不見，且不同溫度對(duì)外輻射的波長(zhǎng)不一樣。紅外測(cè)溫?zé)嵯駜x捕獲紅外輻射后，將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，經(jīng)過算法處理最終輸出溫度信息。根據(jù)相應(yīng)變化進(jìn)行計(jì)算得到對(duì)應(yīng)的溫度信息。

由于紅外測(cè)溫?zé)嵯駜x極易受到環(huán)境溫度、濕度、氣流或風(fēng)向等環(huán)境因素的影響而發(fā)生輸出數(shù)據(jù)漂移，加上器件輸出穩(wěn)定性和非線性等影響，最終表現(xiàn)為測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)精度不高和不穩(wěn)定，從而給應(yīng)用造成很多困擾。此外受自身熱噪聲的影響，開機(jī)需要等待設(shè)備與環(huán)境充分熱平衡之后，才能進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)溫工作，這就意味著開機(jī)需要等待較長(zhǎng)時(shí)間后才能正常使用。

目前，現(xiàn)有紅外測(cè)溫?zé)嵯駜x實(shí)時(shí)校準(zhǔn)的測(cè)溫方法是使用標(biāo)準(zhǔn)黑體作為參照目標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)校準(zhǔn)，且校準(zhǔn)過程中的黑體面源需要與目標(biāo)物體處于同一數(shù)據(jù)采集面上，也就是說對(duì)于不同距離的目標(biāo)需要對(duì)移動(dòng)黑體進(jìn)行測(cè)量，這樣的測(cè)量方式導(dǎo)致系統(tǒng)龐大且占空間較大，并需要固定被測(cè)目標(biāo)的位置，對(duì)于應(yīng)用極其不便。

因此，如何簡(jiǎn)化紅外測(cè)溫裝置結(jié)構(gòu)，解決紅外測(cè)溫溫度漂移、開機(jī)測(cè)溫穩(wěn)定時(shí)間長(zhǎng)等問題，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種紅外測(cè)溫?zé)嵯裱b置及其實(shí)時(shí)校準(zhǔn)測(cè)溫方法，可以簡(jiǎn)化紅外測(cè)溫裝置結(jié)構(gòu)，削弱環(huán)境因素對(duì)紅外輻射接收單元的干擾和對(duì)紅外輻射傳輸?shù)挠绊憽Ｆ渚唧w方案如下：

一種紅外測(cè)溫?zé)嵯裱b置，包括：發(fā)射率固定的參考恒溫單元，光學(xué)鏡頭，紅外輻射接收單元和信息處理單元；其中，

所述參考恒溫單元，位于所述光學(xué)鏡頭前方和被測(cè)目標(biāo)后方；

所述光學(xué)鏡頭，用于將所述被測(cè)目標(biāo)和所述參考恒溫單元發(fā)出的紅外輻射傳輸至所述紅外輻射接收單元；

所述紅外輻射接收單元，位于所述光學(xué)鏡頭后方，用于將接收到的紅外輻射處理為模擬信號(hào)并輸出至所述信息處理單元；

所述信息處理單元，與所述紅外輻射接收單元連接，用于將接收到的模擬信號(hào)處理為數(shù)字信號(hào)，得到降噪數(shù)字信號(hào)值，并根據(jù)預(yù)先建立的降噪數(shù)字信號(hào)值與溫度值之間的映射關(guān)系，輸出所述被測(cè)目標(biāo)對(duì)應(yīng)的溫度值。

優(yōu)選地，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述紅外測(cè)溫?zé)嵯裱b置中，所述信息處理單元，用于對(duì)同一時(shí)間內(nèi)處理得到的所述參考恒溫單元與所述被測(cè)目標(biāo)對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)值做差進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)做差結(jié)果和設(shè)定基準(zhǔn)值之和得到降噪數(shù)字信號(hào)值。

優(yōu)選地，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述紅外測(cè)溫?zé)嵯裱b置中，所述信息處理單元，與所述參考恒溫單元連接，還用于控制所述參考恒溫單元進(jìn)行溫度設(shè)定，并使所述參考恒溫單元穩(wěn)定在設(shè)定溫度上。

優(yōu)選地，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述紅外測(cè)溫?zé)嵯裱b置中，還包括：

映射關(guān)系建立單元，用于當(dāng)所述被測(cè)目標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)黑體目標(biāo)，通過多次曲線擬合方法或插值方法建立降噪數(shù)字信號(hào)值與溫度之間的映射關(guān)系；所述標(biāo)準(zhǔn)黑體目標(biāo)為多個(gè)具有不同溫度的標(biāo)準(zhǔn)黑體目標(biāo)，或，經(jīng)多次調(diào)整溫度的同一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)黑體目標(biāo)。