粉尘环境中高精度红外测温方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了一种粉尘环境中高精度红外测温方法，包括：根据粉尘透射率模型、粉尘作用下的大气透射率模型及被测物体表面的真实温度模型，获取粉尘环境中红外测温补偿模型；采用所述粉尘环境中红外测温补偿模型，测量并得到粉尘环境中的高精度温度数据。本发明专利技术实施例还提供了一种主动交互设备、装置及非暂态可读存储介质，用来实现所述方法。本发明专利技术可以获取高精度的红外测温的温度数据。

【技术实现步骤摘要】
粉尘环境中高精度红外测温方法、装置、设备及存储介质
本专利技术实施例涉及温度检测
，尤其涉及一种粉尘环境中高精度红外测温方法、装置、设备及存储介质。
技术介绍
温度是钢铁流程中至关重要的参数之一，在钢铁制造过程中检测并调控温度可以避免产品缺陷从而保证产品质量。在温度检测设备中，非制冷焦平面红外热像仪是一种常用的测温设备，具有非接触、非侵入和实时连续测温等优点。然而，红外热像仪的测温结果容易受到各种各样的环境因素的影响，尤其是在工业过程中，现场环境复杂且多变，存在高温、高粉尘、多振动等扰动，对红外热像仪的测温结果造成较大的误差，限制了红外热像仪的广泛应用。针对环境因素对于红外测温精确度的影响，可以通过温度补偿的方式来提高红外测温的精确度，补偿方式可以分为两大类：硬件补偿和软件补偿。硬件补偿的方式包括设计补偿电路或者自动调节红外镜头，这些补偿手段主要是为了克服红外设备工作温度对测温结果的影响。软件补偿的方式通常利用数值拟合、神经网络等算法，定量预测需要补偿的温度值，主要解决测温距离环境温度对红外测温结果的影响。上述补偿方法只是针对一些影响因素进行补偿，难以解决其他环境因素的干扰。在钢铁冶炼过程中，红外热像仪通常安装在某一固定位置且工作温度变化不大，影响红外测温准确度的主要因素是生产现场中存在的粉尘，因此，如何克服粉尘对测温准确度的影响，在粉尘环境下仍然能够测量并得到高精度的红外测温数据，就成为业界亟待解决的问题。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述问题，本专利技术实施例提供了一种粉尘环境中高精度红外测温方法、装置、设备及存储介质。一方面，本专利技术实施例提供了一种粉尘环境中高精度红外测温方法，包括：根据粉尘透射率模型、粉尘作用下的大气透射率模型及被测物体表面的真实温度模型，建立粉尘环境中红外测温补偿模型；采用所述粉尘环境中红外测温补偿模型，测量并得到粉尘环境中的高精度温度数据。另一方面，本专利技术实施例提供了一种主动交互设备及一种非暂态可读存储介质。所述一种主动交互设备包括：至少一个处理器；以及与所述处理器通信连接的至少一个存储器，其中：所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行所述一种粉尘环境中高精度红外测温方法。所述一种非暂态可读存储介质存储程序指令，用于执行所述一种粉尘环境中高精度红外测温方法。最后，本专利技术实施例提供了一种粉尘环境中高精度红外测温装置，其特征在于，包括：粉尘辐射能获取模块、红外辐射能计算模块、被测物体真实温度计算模块及红外测温补偿模型建立模块；所述粉尘辐射能获取模块，用于获取红外热像仪接收到的粉尘的辐射能并发送至所述红外辐射能计算模块；所述红外辐射能计算模块，用于根据所述粉尘的辐射能，计算粉尘环境下红外热像仪接收到的红外辐射能并发送至所述被测物体真实温度计算模块；所述被测物体真实温度计算模块，用于根据所述红外辐射能，计算粉尘环境下红外热像仪测得被测物体的真实温度并发送至所述红外测温补偿模型建立模块；所述红外测温补偿模型建立模块，用于根据所述粉尘环境下红外热像仪测得被测物体的真实温度，并建立粉尘环境下的红外测温补偿模型。本专利技术实施例提供了一种粉尘环境中高精度红外测温方法、装置、设备及存储介质，通过在粉尘环境下建立红外测温的补偿模型，可以获取高精度的红外测温的温度数据。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例中粉尘环境中高精度红外测温方法的整体流程图；图2是本专利技术实施例中建立粉尘环境中红外测温补偿模型示意图；图3是现有技术中粉尘环境下红外热像仪测温结果示意图；图4是本专利技术实施例中粉尘环境下补偿后的红外测温结果示意图；图5是本专利技术实施例中对测温结果补偿后的红外热像仪误差示意图；图6是本专利技术实施例的硬件设备工作示意图；图7是本专利技术实施例中粉尘环境中高精度红外测温装置示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例提供了一种粉尘环境中高精度红外测温方法、装置、设备及存储介质。参见图1，图1是本专利技术实施例中粉尘环境中高精度红外测温方法的整体流程图，包括：S101：根据粉尘透射率模型、粉尘作用下的大气透射率模型及被测物体表面的真实温度模型，建立粉尘环境中红外测温补偿模型。其中，所述粉尘透射率模型、粉尘作用下的大气透射率模型及被测物体表面的真实温度模型的实现方案如下：(1)建立粉尘透射率模型并计算粉尘作用下的大气透射率红外辐射在大气中的传输能力可以用透射率来表征。被测目标的红外辐射在光路上传播时会衰减，主要是大气中存在的水蒸气、二氧化碳等的吸收以及云雾等微粒的散射。当被测目标和红外镜头的光路中存在粉尘时，会严重影响到红外测温的精度。光谱透射率τ(λ)可以基于布盖尔-朗伯定律描述：τ(λ)＝I(λ)/I0(λ)＝exp[-k(v,n)·c·l](1)式中，τ(λ)为粉尘透过率，I(λ)为透射辐射强度，I0(λ)为入射辐射强度，k(v,n)为粉尘的质量消光系数，c为粉尘的质量浓度，l粉尘的厚度，也就是红外辐射通道长度。粉尘对不同波长的红外光的消减也符合Lambert-Beer定律。由式(1)可知，当质量浓度、质量消光系数、辐射通道长度确定后，就可以计算出粉尘的透过率。由于粉尘的反射系数可以忽略不计，因此，质量消光系数主要由吸收系数和散射系数组成，即：k(v,n)＝α(v,n)+δ(v,n)(2)式中α(v,n)为粉尘的吸收系数，δ(v,n)为粉尘的散射系数。n＝nr-ini为粉尘的复数折射率，nr表征粉尘散射部分，ni表征粉尘吸收部分。粉尘微粒的粒径总有一个分布,典型的有对数分布、正态分布、威布尔分布和洛森-莱姆莱尔分布等。本文实验中的高炉粉尘微粒符合对数分布:式中，r为粉尘微粒半径；rg为粉尘微粒的集合平均半径；σ为粉尘半径的标准差；β为拟合参量。对于吸收系数α(v,n)和散射系数δ(v,n)，可按照下面公式计算：式中，Qa(v,n)为粉尘的吸收因子；Qs(v,n)为粉尘的散射因子；Qa(v,n)、Qs(v,n)与粉尘的衰减因子Qe(v,n)之间存在如下关系：Qe(v,n)＝Qa(v,n)+Qs(v,n)(5)Qa(v,n)和Qe(v,n(可按常用的VanderHulst近似计算：式中，k＝2v(nr-1),b＝arctan[ni/(ni-1)]。联立式(2)～(6)可得粉尘的质量消光系数k(v,n)，再将k(v,n)带入式(1)中，即可求得粉尘的透射率。在钢铁冶炼工厂中，不存在云雾等气象环境，因此，在计算钢铁冶炼工业现场中的大气透射率时，忽略云雾等微粒的影响，只考虑大气中影响红外辐射的三个最重要的因素：水蒸气、二氧化碳和粉尘。当被测目标与红外本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种粉尘环境中高精度红外测温方法，其特征在于，包括：根据粉尘透射率模型、粉尘作用下的大气透射率模型及被测物体表面的真实温度模型，获取粉尘环境中红外测温补偿模型；采用所述粉尘环境中红外测温补偿模型，测量并得到粉尘环境中的高精度温度数据。

【技术特征摘要】
1.一种粉尘环境中高精度红外测温方法，其特征在于，包括：根据粉尘透射率模型、粉尘作用下的大气透射率模型及被测物体表面的真实温度模型，获取粉尘环境中红外测温补偿模型；采用所述粉尘环境中红外测温补偿模型，测量并得到粉尘环境中的高精度温度数据。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据粉尘透射率模型、粉尘作用下的大气透射率模型及被测物体表面的真实温度模型，获取粉尘环境中红外测温补偿模型，包括：获取红外热像仪接收到的粉尘的辐射能；根据所述粉尘的辐射能，计算粉尘环境下红外热像仪接收到的红外辐射能；根据所述红外辐射能，计算粉尘环境下红外热像仪测得被测物体的真实温度；根据所述真实温度，建立粉尘环境下的红外测温补偿模型。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取红外热像仪接收到的粉尘的辐射能，包括：获取粉尘透射率、粉尘影响下的大气透射率及粉尘辐射能；根据所述粉尘透射率、粉尘影响下的大气透射率及粉尘辐射能，获取红外热像仪接收到的粉尘的辐射能。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述粉尘的辐射能，计算粉尘环境下红外热像仪接收到的红外辐射能，包括：获取被测物体自身辐射能、被测物体反射的周围环境的辐射能及大气的辐射能；根据所述被测物体自身辐射能、被测物体反射的周围环境的辐射能、大气的辐射能及粉尘的辐射能，计算粉尘环境下红外热像仪接收到的红外辐射能。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述红外辐射能，计算粉尘环境下的被测物体的真实温度，包括：采用电压信号描述所述红外辐射能，...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋朝辉，潘冬，陈致蓬，桂卫华，阳春华，谢永芳，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43