一种非制冷红外热像仪及获取温度信息的方法技术

本申请提供一种非制冷红外热像仪，包括红外光学镜头、非制冷红外探测器以及图像处理模块，非制冷红外探测器的第一端与红外光学镜头连接，第二端与图像处理模块连接。还包括：补偿黑体，补偿黑体位于红外光学镜头上，补偿黑体用于切入红外光学镜头和非制冷红外探测器之间的光路，图像处理模块用于在补偿黑体切入红外光学镜头和非制冷红外探测器之间的光路时，采集补偿黑体的响应灰度数据，以作为被测目标响应灰度数据的补偿源。这样，在补偿黑体切入光路时，将补偿黑体的响应灰度数据作为被测目标响应灰度数据的补偿源，达到补偿环境辐射因素影响的目的，减小环境辐射对被测目标的图像灰度信息的影响，提高温度测量的精度和稳定性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种非制冷红外热像仪及获取温度信息的方法


[0001]本申请涉及光学
，尤其涉及一种非制冷红外热像仪及获取温度信息的方法。

技术介绍

[0002]红外热像仪包括红外光学镜头和红外探测器，红外光学镜头通过透镜组将被测物体发出的红外辐射聚集到红外探测器上，红外探测器把入射的辐射转换成电信号，形成被测物体的灰度图像，即热像图，热像图反映被测物体的温度信息。
[0003]红外热像仪包括制冷红外热像仪和非制冷红外热像仪，非制冷红热像仪的制造步骤更少，产率更高，具有更长的使用寿命，而且在3um
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5um的中波红外及8um
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14um的长波红外具有更高的热辐射分辨率，使得非制冷红外热像仪输出的被测物体的灰度图像具有更好的分辨率，因而可以获得更准确的温度信息。
[0004]但是，非制冷红外热像仪的输出信息既包含被测目标辐射信息、环境辐射信息，又包含非制冷红外热像仪本身输出的直流信息等多种影响因素，这些影响因素的变化会使得非制冷红外热像仪输出的图像灰度信息发生影响，导致温度测量的精度和稳定性较差。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非制冷红外热像仪，其特征在于，包括：红外光学镜头、非制冷红外探测器以及图像处理模块；所述非制冷红外探测器的第一端与所述红外光学镜头连接，第二端与所述图像处理模块连接，所述非制冷红外热像仪还包括：补偿黑体，所述补偿黑体位于所述红外光学镜头上；所述补偿黑体用于切入所述红外光学镜头和所述非制冷红外探测器之间的光路；所述图像处理模块用于在所述补偿黑体切入所述光路时，采集所述补偿黑体的响应灰度数据，以作为被测目标的响应灰度数据的补偿源。2.根据权利要求1所述的非制冷红外热像仪，所述红外光学镜头包括主镜筒和设置在所述主镜筒内的光学系统，所述光学系统包括沿第一方向依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、光阑、第四透镜和第五透镜，所述第一透镜、所述第二透镜和所述第五透镜为凸面朝向第二方向的弯月形锗正透镜，所述第三透镜为凸面朝向第一方向的弯月形硫系负透镜、所述第四透镜为凸面朝向第一方向的双凸性锗正透镜，所述第一方向和第二方向相反，所述第一方向为光线入射方向。3.根据权利要求1所述的非制冷红外热像仪，其特征在于，所述图像处理模块包括：模数转换电路、图像处理电路以及缓存电路；所述图像处理电路包括：图像滤波单元、非均匀校正单元、盲元替换单元、温度补偿算法单元以及补偿黑体灰度数据采集单元；所述模数转换电路的第一端与所述非制冷红外探测器的第二端连接，所述模数转换电路的第二端与所述图像滤波单元的第一端连接，所述图像滤波单元的第二端与所述非均匀校正单元的第一端连接，所述非均匀校正单元的第二端与所述盲元替换单元的第一端连接；所述盲元替换单元的第二端与所述温度补偿算法单元的第一端连接，所述温度补偿算法单元的第二端与所述缓存电路连接；所述补偿黑体灰度数据采集单元的第一端与所述图像滤波单元的第一端连接，所述补偿黑体灰度数据采集单元的第二端与所述非均匀校正单元的第一端以及所述温度补偿算法单元的第一端连接；所述温度补偿算法单元用于根据所述被测目标的响应灰度数据、所述补偿黑体的响应灰度数据以及所述补偿黑体的温度变化引起的所述被测目标的灰度补偿变化量计算所述补偿目标的实际灰度数据，并将所述实际灰度数据转换为温度信息。4.根据权利要求3所述的非制冷红外热像仪，其特征在于，所述温度补偿算法单元具体用于获取所述盲元替换单元输出的当前预设时间间隔内被测目标的响应灰度数据以及所述补偿黑体灰度数据采集单元输出的所述当前预设时间间隔和上一预设时间间隔内补偿黑体的平均灰度数据；还用于获取所述当前预设时间间隔和上一预设时间间隔内的图像帧数，并根据所述平均灰度数据和所述图像帧数计算所述当前预设时间间隔内每帧图像的灰度补偿量；还用于根据所述当前预设时间间隔内被测目标的响应灰度数据、每帧图像的灰度补偿量以及所述补偿黑体的温度变化引起的所述被测目标的灰度补偿变化量计算所述被测目标的实际灰度数据，并将所述实际灰度数据转化为温度信息。5.根据权利要求1所述的非制冷红外热像仪，其特征在于，所述红外光学镜头包括二维运动机构，所述补偿黑体位于所述二维运动机构上，所述二维运动机构带动所述补偿黑体运动，以使得所述补偿黑体切入所述红外光学镜头和所述非制冷红外探测器之间的光路中。
6.根据权利要求3所述的非制冷红外热像仪，其特征在于，所述补偿黑体灰度数据采集单元具体用于在所述补偿黑体在预设时间间隔切入所述红外光学镜头和所述非制冷红外探测器之间的光路时，采集所述补偿黑体的响应灰度数据，并根据所述响应灰度数据计算各个预设时间间隔内所述补偿黑体的平均灰度数据。7.根据权利要求3所述的非制冷红外热像仪，其特征在于，所述温度补偿算法单元具体用于根据所述当前预设时间间隔和上一预设时间间隔内补偿黑体的平均灰度数据计算平均灰度数据的差值，根据所述平均灰度数据的差值和所述上一预设时间间隔内的图像帧数计算所述上一预设时间间隔内每帧图像的平均灰度变化率，根据所述平均灰度变化率和所述当前预设时间间隔内的图像帧数计算所述当前预设时间间隔内每帧图像的灰度补偿量。8.根据权利要求3所述的非制冷红外热像仪，其特征在于，所述热像仪还包括：温度传感器，所述温度传感器与所述温度补偿算法单元的第一端连接；所述温度传感器用于获取标定黑体在两个温度时，补偿黑体的温度值；所述温度补偿算法单元用于获取所述标定黑体在两个温度时的响...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭得福，张书强，宋洁，王鹏，闫福文，
申请(专利权)人：西安中科立德红外科技有限公司，
类型：发明
国别省市：