[發(fā)明專利]一種測溫紅外熱像儀噪聲等效溫差校準(zhǔn)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010780080.2
• 申請日: 2020-08-05
• 公開（公告）號: CN111947785A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉紅元;王洪超;應(yīng)承平;吳斌;楊延召;李京松
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團公司第四十一研究所
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00;G01J5/08
• 代理公司: 北京天奇智新知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11340
• 代理人: 陳嵐崴

本發(fā)明公開了一種測溫紅外熱像儀噪聲等效溫差校準(zhǔn)方法，采用以下步驟，步驟1：將被測溫紅外熱像儀的發(fā)射率等參數(shù)和目標(biāo)黑體輻射源的一致；步驟2：分別選擇兩個溫度點進行計算，將兩者作為計算區(qū)域；步驟3：設(shè)置雙黑體輻射源，使目標(biāo)輻射黑體高于背景溫度并穩(wěn)定在目標(biāo)輻射黑體與背景輻射黑體的差分溫度上，按一定公式計算所選計算區(qū)域上的噪聲等效溫差。本發(fā)明采用雙黑體輻射源校準(zhǔn)測溫紅外熱像儀噪聲等效溫差，方便現(xiàn)場校準(zhǔn)，拆卸重裝方便快捷，整體測量系統(tǒng)簡單，可以滿足測溫紅外熱像儀現(xiàn)場的校準(zhǔn)需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及噪聲等效溫差校準(zhǔn)領(lǐng)域，尤其涉及的是，一種測溫紅外熱像儀噪聲等效溫差校準(zhǔn)方法。

背景技術(shù)

目前在實驗室紅外熱像儀噪聲等效溫差的測量一般由差分黑體輻射源、靶標(biāo)、紅外準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)、幀采樣器、計算機及測控軟件等組成，如圖1所示，紅外準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)由一塊平面鏡和一塊離軸拋物鏡組成準(zhǔn)直光路。靶標(biāo)置于平行光管的焦平面上，靶標(biāo)的表面涂有高發(fā)射率的黑色涂層，通常稱其為輻射靶，用來提供具有高熱穩(wěn)定性的均勻背景。輻射靶的溫度由高性能的溫度傳感器進行測量。在輻射靶的后面是差分黑體，工作時差分黑體與輻射靶的溫度差保持恒定。于是不同溫度的兩個表面構(gòu)成輻射差，通過準(zhǔn)直輻射系統(tǒng)形成紅外像，投射到紅外熱像儀上，用以測量紅外熱像儀的各項參數(shù)。由于紅外準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)比較龐大，因此，該方法目前只局限在實驗室環(huán)境下使用，無法滿足現(xiàn)場的校準(zhǔn)。除此之外，在用的測溫紅外熱像儀大都使用在人員流動比較大的場所，而且全天24小時工作，另外還有采用壁掛形式，拆卸重新安裝有一定的困難，以上校準(zhǔn)實驗室的方法系統(tǒng)龐大，攜帶困難，因此現(xiàn)有技術(shù)中的校準(zhǔn)方法不能滿足現(xiàn)場的校準(zhǔn)需要，因此需要研究新的校準(zhǔn)方法。

發(fā)明內(nèi)容

針對以上測溫紅外熱像儀噪聲等效溫差校準(zhǔn)存在的問題，本發(fā)明針對現(xiàn)有的校準(zhǔn)技術(shù)及測量系統(tǒng)，設(shè)計了在基于可便攜式測溫紅外熱像儀噪聲等效溫差校準(zhǔn)裝置的基礎(chǔ)上，提供了一種測溫紅外熱像儀噪聲等效溫差校準(zhǔn)方法，以滿足測溫紅外熱像儀噪聲等效溫差現(xiàn)場校準(zhǔn)的需求。所要解決的技術(shù)問題包括：1、測溫紅外熱像儀噪聲等效溫差現(xiàn)場校準(zhǔn)技術(shù)。2、本發(fā)明性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)緊湊、使用方便，測試準(zhǔn)確度高。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種測溫紅外熱像儀噪聲等效溫差校準(zhǔn)方法，其特征在于，設(shè)置雙黑體輻射源系統(tǒng)、測溫紅外熱像儀以及控制及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，本發(fā)明采用雙黑體輻射法測量噪聲等效溫差，噪聲等效溫差NETD測量時，雙黑體輻射將被測測溫紅外熱像儀視場分成兩個區(qū)域，第一個區(qū)域為背景輻射區(qū)域，溫度設(shè)為TA；第二個區(qū)域為目標(biāo)黑體輻射區(qū)域，溫度設(shè)為TB，具體包括以下步驟得到噪聲等效溫差：

步驟1：將被測溫紅外熱像儀的發(fā)射率等參數(shù)和目標(biāo)黑體輻射源的一致，調(diào)整測溫紅外熱像儀的焦距，使背景輻射黑體和目標(biāo)輻射黑體清晰成像；

步驟2：在測溫紅外熱像儀的背景黑體輻射區(qū)域內(nèi)選擇一個區(qū)域ZA，在目標(biāo)黑體輻射區(qū)域中選擇一個區(qū)域ZB，將兩者作為計算區(qū)域；

步驟3：設(shè)置雙黑體輻射源，使目標(biāo)輻射黑體高于背景溫度并穩(wěn)定在目標(biāo)輻射黑體與背景輻射黑體的差分溫度ΔT上，對目標(biāo)輻射黑體和背景輻射黑體連續(xù)測量N次，N≥50次，計算出ZA區(qū)域和ZB區(qū)域上的平均溫度和以及ZB目標(biāo)區(qū)域上絕對溫度的四次方的標(biāo)準(zhǔn)偏差按公式1計算所選計算區(qū)域上的噪聲等效溫差NETD：

公式1：

公式1中：ε_A為黑體發(fā)射率；T_opt為大氣傳輸率；ΔT為目標(biāo)輻射黑體與背景輻射黑體的差分溫度；為目標(biāo)區(qū)域絕對溫度的四次方的平均值；為背景區(qū)域絕對溫度的四次方的平均值；為目標(biāo)區(qū)域上絕對溫度的四次方的標(biāo)準(zhǔn)偏差。

上述中，所述步驟2中，當(dāng)測溫紅外熱像儀無法選擇區(qū)域時，分別選擇兩個溫度點進行計算，將兩者作為計算區(qū)域。