一种提高红外热像仪测温精度的方法技术

本发明专利技术涉及一种提高红外热像仪测温精度的方法，利用高精度黑体对其进行标定，标定的目的是对整个系统进行测试,找出黑体温度与图像灰度值之间的关系,并将这个关系用一个查找表来描述。利用图像的灰度值计算物体的辐射温度。将辐射温度换算为真实温度。相对于传统拟合曲线黑体标定测温方法，采用差值查找表法进行黑体标定，增加测温预处理，增加对辐射温度的换算,得到目标物体的真实温度值，同时减小目标反射辐射和背景、大气辐射对测温的影响，提高了测温精度。本发明专利技术适应于电力设备检测、火情检测、石油管道检测等利用红外探测器进行测温检测的应用领域。

A method to improve the temperature measurement accuracy of infrared thermograph

【技术实现步骤摘要】
一种提高红外热像仪测温精度的方法
本专利技术属于信号控制处理技术，涉及到利用红外探测器对辐射目标的测温的方法，具体涉及一种变电站设备故障诊断红外测温的方法。
技术介绍
变电站电力设备长期处于户外的高压、高温、高负载的工作状态下，因此非常容易产生缺陷、劣化，甚至形成事故，因此定时定点地对电气设备进行状态检测与故障诊断具有重大意义。电力设备往无油化、小型化、封闭式、绝缘型的趋势上发展。由于新型电力设备结构封闭、材料绝缘，很多传统的检测手段如目测、耳听等维护手段不再适用。电气设备在线监测检测技术成为必然的检测手段，并得到了迅速发展。利用红外探测器对电气设备的热缺陷检测是电力设备在线检测的一种重要手段。红外热检测技术是一种非接触检测技术，根据电气热分布不停电就可及时发现电气设备的热缺陷，对电气设备的安全运行起到了积极作用。红外测温受到环境、测温方法等多种因素影响。传统拟合曲线黑体标定测温方法为考虑目标背景、大气辐射的影响，且测到的数据辐射温度，非真实温度，测温精度低，在电力检测等精确测温领域中的应用受到了很大限制。提高红外测温精度，及时发现电力设备缺陷，降低故障诊断虚警率，成为热门研究课题。
技术实现思路
要解决的技术问题为了避免现有技术的不足之处，本专利技术提出一种提高红外热像仪测温精度的方法，通过在传统的黑体标定测温方法中引入差值查表标定、测温预处理和真实温度换算等环节,提高了热像仪的测温精度。技术方案一种变电站设备故障诊断红外测温的方法，其特征在于步骤如下：步骤1、对黑体进行标定：在黑体的温度值Tn＝T0+△Tn每一个温度值，记录该温度值对应的红外热像仪灰度值Gn，建立温度差△T0与对应的红外热像仪灰度差值△Gn一一对应的关系表：G0△G1△G2△G3……T0△T1△T2△T3……步骤2、红外信号预处理：采用中值滤波算法对红外热像仪拍摄的红外图像灰度信息进行预处理,消除红外图像中的噪声；步骤3、利用图像的灰度值计算物体的辐射温度：首先选取目标物体的图像灰度值G并将其与基准灰度值G。相比较，得到灰度差值△G＝G-G。；然后将△G代入查找表，得到对应的温度差△T，则物体的辐射温度为基准温度与温度差之和，即Tr＝T0+△T；步骤4、真实温度换算：按公式T＝{1/ε[1/τ*Trn-(1/τ-ε)*Tqn]}1/n计算得出目标物体的真实温度。有益效果本专利技术提出的一种提高红外热像仪测温精度的方法，利用高精度黑体对其进行标定，标定的目的是对整个系统进行测试,找出黑体温度与图像灰度值之间的关系,并将这个关系用一个查找表来描述。利用图像的灰度值计算物体的辐射温度。将辐射温度换算为真实温度。相对于传统拟合曲线黑体标定测温方法，采用差值查找表法进行黑体标定，增加测温预处理，增加对辐射温度的换算,得到目标物体的真实温度值，同时减小目标反射辐射和背景、大气辐射对测温的影响，提高了测温精度。本专利技术适应于电力设备检测、火情检测、石油管道检测等利用红外探测器进行测温检测的应用领域。本测温方法加入真实温度的换算,使测量值可以真正反映出目标物体的温度,提高了测温精度。附图说明图1是本专利技术红外测温流程框图图2是本专利技术实施例的红外测温系统原理框图具体实施方式现结合实施例、附图对本专利技术作进一步描述：本专利技术实施例的红外测温系统原理框图见附图2，包括光学系统、红外探测器和信号处理模块；红外探测器通过光学系统得到目标的红外图像，红外图像经过信号处理模块的数据处理过程得到目标物体的真实温度。具体步骤如下：步骤1：进行黑体标定，选用差值查找表法进行黑体标定：在热像仪出厂前,利用高精度黑体对其进行标定，标定步骤如下：(l)将黑体温度源的温度设置为基准温度T0，并记录下此时的基准灰度值G。；(2)将黑体的温度调为Tn＝T0+△Tn(n＝1，2，3，…)，并记录下该温度值对应的灰度值Gn，然后将温度差△T0与对应的灰度差值△Gn填入查找表；(3)重复步骤2，直至查找表填满为止；经过黑体标定后，热像仪中存入了表1：G0△G1△G2△G3……T0△T1△T2△T3……步骤2、红外信号预处理：采用中值滤波算法对红外图像灰度信息进行预处理,消除红外图像中的噪声。步骤3、辐射温度计算：利用图像的灰度值计算物体的辐射温度，首先选取目标物体的图像灰度值G并将其与基准灰度值G。相比较，得到灰度差值△G＝G-G。，然后将△G代入查找表，得到对应的温度差△T，则物体的辐射温度为基准温度与温度差之和，即Tr＝T0+△T；步骤4、真实温度换算：按公式T＝{1/ε[1/τ*Trn-(1/τ-ε)*Tqn]}1/n计算得出目标物体的真实温度。当使用不同波段的热像仪时,n的取值不同，对于HgCdTe(8—13μm)探测器,n值为4.09；对于HgCdTe(6—9μm)探测器,n值为5.33；对于InSb(2—5μm)探测器,n值为8.68。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高红外热像仪测温精度的方法，其特征在于步骤如下：步骤1、对黑体进行标定：在黑体的温度值Tn＝T0+△Tn每一个温度值，记录该温度值对应的红外热像仪灰度值Gn，建立温度差△T0与对应的红外热像仪灰度差值△Gn一一对应的关系表：

【技术特征摘要】
1.一种提高红外热像仪测温精度的方法，其特征在于步骤如下：步骤1、对黑体进行标定：在黑体的温度值Tn＝T0+△Tn每一个温度值，记录该温度值对应的红外热像仪灰度值Gn，建立温度差△T0与对应的红外热像仪灰度差值△Gn一一对应的关系表：G0△G1△G2△G3……T0△T1△T2△T3……步骤2、红外信号预处理：采用中值滤波算法对红外热像仪拍摄的红外图像灰度信息进行预处理,消...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭涛，刘彤，陈国强，周游，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所，
类型：发明
国别省市：河南,41