一种红外温度监测系统测量误差修正方法技术方案

本发明专利技术涉及一种红外温度监测系统测量误差修正方法，使用红外测温仪对被测目标温度进行测量时，被测目标的面积是固定的，当红外测温仪探头与被测目标之间的距离超过红外测温仪距离系数比有效测温距离时，测温仪所采集到的温度为被测目标和溢出被测目标范围的背景温度的混合温度，测量精度将大大降低，本发明专利技术可根据红外测温仪所测得温度值和环境温度以及大气透射率，被测目标的面积等参数进行计算，得到超出有效距离时的不同距离处对应的红外测温误差修正值。解决现有红外测温误差修正方法误差较大，不具备普遍性，方法复杂的问题。本发明专利技术方法使用方便，无需模拟实验，具备一定的普遍性和应用性。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及，使用红外测温仪对被测目标温度进行测量时，被测目标的面积是固定的，当红外测温仪探头与被测目标之间的距离超过红外测温仪距离系数比有效测温距离时，测温仪所采集到的温度为被测目标和溢出被测目标范围的背景温度的混合温度，测量精度将大大降低，本专利技术可根据红外测温仪所测得温度值和环境温度以及大气透射率，被测目标的面积等参数进行计算，得到超出有效距离时的不同距离处对应的红外测温误差修正值。解决现有红外测温误差修正方法误差较大，不具备普遍性，方法复杂的问题。本专利技术方法使用方便，无需模拟实验，具备一定的普遍性和应用性。【专利说明】
本专利技术涉及一种红外温度测量技术，特别涉及一种红外温度监测系统测量误差修 正方法。
技术介绍
随着红外测温技术的发展，红外测温仪大量的应用在电力，石油，化工等工业领 域。工业现场红外测温的精确度，直接影响着红外诊断的结果。在实际应用中，有一系列主 客观因素影响红外检测的准确性。由于安全要求或测量条件的限制，往往会根据实际需要 调节红外测温仪到目标的距离，但是红外测温仪的距离系数比是固定的，在超过一定距离 时，由于测温的视场增大，探测器接受到的辐射能量同时包括目标和背景的辐射能量，测温 精度将大大衰减。 现有的红外监测系统测温误差修正方法主要包括修正系数法和定标曲线修正法。 修正系数法是通过模拟实验在不同距离上测量同一热源温度随距离的变化，得到一组温度 随检测距离变化的修正系数数据。这种方法虽然使用起来比较方便，但是修正系数都是在 特定的条件下获得的，当用于不同的环境时，将引起较大的误差。定标曲线修正法的原理和 优缺点与修正系数法相同。 文献：陈衡，尹增谦.设备故障红外诊断中温度测量的距离修正方法.激光与 红外，1998, 28 (4) :220-223.提出了 一种红外诊断中温度测量的距离修正方法，但给出的 修正公式有一定的局限性，由于电力设备故障温度一般不超过300°C，该文献中提出的衰减 系数无法通过实验测得，因此在所测温度较低的情况下，这种修正方法存在明显的不足。
技术实现思路
本专利技术是针对现在的红外测温方法用于不同的环境时，将引起较大的误差的问 题，提出了，解决现有红外测温误差修正方法误 差较大，不具备普遍性，方法复杂的问题。 本专利技术的技术方案为：，具体包括如下 步骤： 1)将红外测温仪与被测目标的测温区域进行对准，对红外测温仪的测温光路进行 校准调节，使测温区域的圆心和红外测温仪的入瞳孔中心位于同一水平高度： 【权利要求】1. ，其特征在于，具体包括如下步骤： 1) 将红外测温仪与被测目标的测温区域进行对准，对红外测温仪的测温光路进行校 准调节，使测温区域的圆心和红外测温仪的入瞳孔中心位于同一水平高度是红外测温 仪的距离系数比，距离系数比为测温仪探头到被测目标之间的距离D与红外测温仪此时的 视场直径S的比值，是固定的参数，定义被测目标区域面积为\，被测目标区域的发射率为 ε 温度设为TQ ; 2) 逐渐增大红外测温仪与被测目标之间的距离d，使红外测温仪的视场超出被测目标 区域，此时测温仪视场的面积为A，测温仪所采集到的温度为被测目标区域心和溢出被测目 标范围A-^的混合温度，溢出被测目标范围区域的发射率为ε 1λ，温度为?\ ; 3) 红外测温仪通过红外探测器将采集到的视场增大后总的红外辐射信号转化为电压 信号，红外测温仪将获得的电压信号转化为温度值进行显示； 4) 可对红外测温仪所测温度Tr进行误差修正，修正后被测物体表面温度为：k为红外测温仪视场面积与被测目标面积的比值； 5) 假定背景温度即A-^区域的温度和大气温度、环境温度相等，S卩，对红 外测温仪所测温度?；进行误差修正，当近距离测温时可忽略大气透过率的影响，此时大气 的光谱透射率，大气发射率代表红外测温仪的工作波段，当被 测物体表面满足灰体时可近似认为被测目标的表面发射率与被测目标表面吸收率相等，即修正后被测物体表面温度其中其中R为测温仪视场的半径，&的面积由被测目标的表面形状决定； 式中ε#为被测目标的表面发射率，m为常数，根据红外测温仪的工作波段取值，工作 波段是8?14 μ m时，取m = 4. 09,工作波段是3?5 μ m时，取m = 9. 3。2. 根据权利要求1所述红外温度监测系统测量误差修正方法，其特征在于，所述步骤 3)中的红外探测器将采集到的视场增大后总的红外辐射信号转化为电压信号，转换电压V s 为：其中Ακ为红外测温仪探测器的面积， 电压信号转化为温度显示，具体方法为： 令心=AKAcf2,由于设备温度与其电压信号是一一对应且成正比关系，令Vs/K m = fO；)，温度显示值为：【文档编号】G01J5/02GK104155008SQ201410363430【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年7月28日 优先权日:2014年7月28日 【专利技术者】崔昊杨, 王超群, 刘璨, 王佳林, 许永鹏, 杨俊杰, 唐忠 申请人:上海电力学院本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种红外温度监测系统测量误差修正方法，其特征在于，具体包括如下步骤：1)将红外测温仪与被测目标的测温区域进行对准，对红外测温仪的测温光路进行校准调节，使测温区域的圆心和红外测温仪的入瞳孔中心位于同一水平高度；是红外测温仪的距离系数比，距离系数比为测温仪探头到被测目标之间的距离D与红外测温仪此时的视场直径S的比值，是固定的参数，定义被测目标区域面积为A0，被测目标区域的发射率为ε0λ温度设为T0；2)逐渐增大红外测温仪与被测目标之间的距离d，使红外测温仪的视场超出被测目标区域，此时测温仪视场的面积为A，测温仪所采集到的温度为被测目标区域A0和溢出被测目标范围A‑A0的混合温度，溢出被测目标范围区域的发射率为ε1λ，温度为T1；3)红外测温仪通过红外探测器将采集到的视场增大后总的红外辐射信号转化为电压信号，红外测温仪将获得的电压信号转化为温度值进行显示；4)可对红外测温仪所测温度Tr进行误差修正，修正后被测物体表面温度为：T0={1ϵ0λ{1τaλ·k(Trm-ϵaλTam)-(k-1)ϵ1λT1m-[1-α0λ+(k-1)(1-α1λ)]Tum}}1m,]]>k为红外测温仪视场面积与被测目标面积的比值；5)假定背景温度即A‑A0区域的温度和大气温度、环境温度相等，即T1＝Tu＝Ta，，对红外测温仪所测温度Tr进行误差修正，当近距离测温时可忽略大气透过率的影响，此时大气的光谱透射率τaλ＝1，大气发射率εaλ＝1‑τaλ，λ代表红外测温仪的工作波段，当被测物体表面满足灰体时可近似认为被测目标的表面发射率与被测目标表面吸收率相等，即ε0λ＝α0λ，ε1λ＝α1λ，修正后被测物体表面温度T0={1ϵ0λ[k·Trm-(k-ϵ0λ)Tum]}1m,]]>其中Trm=1k[ϵ0λT0m+(k-ϵ0λ)Tum],]]>A＝πR2＝πd2tg2θ其中tgθ=12·DS]]>R为测温仪视场的半径，A0的面积由被测目标的表面形状决定；式中ε0λ为被测目标的表面发射率，m为常数，根据红外测温仪的工作波段取值，工作波段是8～14μm时，取m＝4.09，工作波段是3～5μm时，取m＝9.3。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：崔昊杨，王超群，刘璨，王佳林，许永鹏，杨俊杰，唐忠，
申请(专利权)人：上海电力学院，
类型：发明
国别省市：上海;31