一种红外热像仪测温方法技术

本发明专利技术公开一种红外热像仪测温方法，其获取待测物体辐射值及红外热像仪检测位温度值，根据预先构建的物体温度辐射测量补偿模型计算待测物体辐射修正值，并将待测物体辐射修正值代入辐射整体范围测温模型，来数值求解待测物体的温度。本发明专利技术可以实现红外热像仪温差漂移补偿，稳定测量温度，提高测量精度。提高测量精度。提高测量精度。

【技术实现步骤摘要】
一种红外热像仪测温方法


[0001]本专利技术属于红外成像
，具体涉及在不同环境温度下的红外热像仪测温方法。

技术介绍

[0002]目前，受益于非制冷微测热辐射矩阵的发展，红外热像仪应用范围迅速扩大，其广泛应用于工业生产监控、环境监测、军事监视以及新冠疫情下非接触式人体测温监控等领域。适用于红外热像仪变得更小、更轻、成本更低的市场需求，新一代红外热像仪的微测热辐射矩阵大多使用无TEC(半导体制冷器)技术，其探测器的响应完全取决于焦平面温度与场景温度，这意味着红外热像仪在测温处理时需要尽可能克服外部环境温度变化而导致探测器接收辐射差异变化的问题，但现有红外热像仪测温并不能很好地予以解决。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术目的在于提供一种红外热像仪测温方法，可以改善红外热像仪因温漂而导致测温精度不理想的问题。
[0004]为解决以上技术问题，本专利技术提供的技术方案是：
[0005]一种红外热像仪测温方法，包括以下步骤：
[0006]S1、获取待测物体辐射值及红外热像仪检测位温度值；
[0007]S2、根据预先构建的物体温度辐射测量补偿模型计算待测物体辐射修正值，该物体温度辐射测量补偿模型为：
[0008]S
修正值
＝S
测量值
+a*Tshutter_deta4+b*Tshutter_deta3+c*Tshutter_deta2+d*Tshutter_deta+e
[0009]式中，S
修正值<br/>为待测物体辐射修正值，S
测量值
为待测物体辐射测量值，Tshutte_deta为检测位温度测量值与温度参考值的差值，其中温度参考值与系数a，b，c，d，e预先标定；
[0010]S3、将待测物体辐射修正值代入辐射整体范围测温模型，并数值求解待测物体的温度，该辐射整体范围测温模型为：
[0011]φ＝p1*σT4+p2*σT3+p3*σT2+p4*σT
[0012]式中，φ为辐射值，T为温度值，σ为斯特藩
‑
玻尔兹曼常数，系数p1，p2，p3，p4预先标定。
[0013]进一步地，红外热像仪检测位为红外热像仪内部快门、探测器焦平面、镜头之一或其组合。
[0014]进一步地，构建物体温度辐射测量补偿模型的方法包括如下步骤：
[0015](010)设定环境温度T0，采集并记录相应温度下N个黑体辐射数据，以及红外热像仪的检测位辐射数据和检测位温度数据，并在红外热像仪稳定状态下，分别选取检测位温度数据及各个黑体辐射数据中的M个数值，来求取环境温度T0下检测位温度均值、各个黑体辐射均值：
[0016][0017][0018]式中，Tshutter_Mean为环境温度T0下检测位温度均值，Tshutter
i
为环境温度T0下第i个检测位温度值；S
(j)_mean
为环境温度T0下第j个黑体辐射均值，S(j)
i
为环境温度T0下第j个黑体第i个辐射值
[0019](020)以各组检测位温度值和黑体辐射均值为测量值，采用最小二乘法拟合计算辐射整体范围测温模型的各个系数p1，p2，p3，p4，该辐射整体范围测温模型为：
[0020]φ＝p1*σT4+p2*σT3+p3*σT2+p4*σT
[0021]式中，φ为辐射值，T为温度值，σ为斯特藩
‑
玻尔兹曼常数
[0022](030)改变环境温度T(1)，T(2)...T(L)，采集并记录相应环境温度下红外热像仪探测器接收到的辐射数据、检测位辐射数据及检测位温度数据，并计算黑体辐射测量值与参考值的差值、检测位随温度变化的辐射补偿值、以及检测位辐射测量值与参考值的差值、以及检测位温度测量值与参考值的差值：
[0023]O(k)＝S
mean
‑
R(k)
[0024]Std(k)＝I(k)+O(k)
[0025]Std_deta(k)＝Std
‑
Std(k)
[0026]Tshutter_deta(k)＝Tshutter_Mean
‑
Tshutter(k)，
[0027]式中，O(k)为当前第k个环境温度下黑体辐射测量值与参考值的差值，S
mean
为环境温度T0下一个高温黑体对应的辐射均值，R(k)为当前第k个环境温度下红外热像仪探测器接收到的辐射测量值；Std(k)为当前第k个环境温度下检测位随温度变化的辐射补偿值，I(k)为当前第k个环境温度下检测位辐射测量值；Std(k)为当前第k个环境温度下检测位辐射修正值，std为环境温度T0下检测位辐射测量值与参考值的差值；Tshutter_deta(k)为当前第k个环境温度下检测位温度测量值与参考值的差值，Tshutter_Mean为环境温度T0下检测位温度均值
[0028](040)以各组检测位辐射测量值与参考值的差值和检测位温度测量值与参考值的差值为测量值，采用最小二乘法拟合计算辐射补偿模型的各个系数a，b，c，d，e，该辐射补偿模型为：
[0029]std_deta＝a*Tshutter4+b*Tshutter3+c*Tshutter2+d*Tshutter+e
[0030]式中，φ为辐射修正值，T为温度修正值
[0031](050)确定相应环境下物体温度辐射测量补偿模型：
[0032]s
修正值
＝s
测量值
+a*Tshutter_deta4+b*Tshutter_deta3+c*Tshutter_deta2+d*Tshutter_deta+e
[0033]式中，S
修正值
为当前物体辐射修正值，S
测量值
为当前物体辐射测量值，Tshutter_deta为检测位温度测量值与参考值的差值。
[0034]进一步地，步骤(010)中，设定环境温度T0＝(Tmax+Tmin)/2，其中Tmax为红外热像
仪最高环境温度，Tmin为红外热像仪最低环境温度。
[0035]进一步地，红外热像仪最高环境温度60度，红外热像仪最低环境温度
‑
20度。
[0036]进一步地，步骤(010)中，对N个参考黑体辐射数据、外热像仪的检测位辐射数据和/或检测位温度数据进行滤波。
[0037]进一步地，根据红外热像仪采样频率确定滤波尺寸进行一维滤波。
[0038]进一步地，步骤(030)中，选定环境温度T0下60度高温黑体对应的辐射均值为辐射参考值。
[0039]进一步地，步骤(030)中，选定环境温度T0下快门温度均值为温度参考值。
[0040]进一步地，在小范围内线性计算求根，包括：
[0041](310)根据辐射整体范围测温模型，从最低测温界限每隔10度到最高温度界限分成N等本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种红外热像仪测温方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、获取待测物体辐射值及红外热像仪检测位温度值；S2、根据预先构建的物体温度辐射测量补偿模型计算待测物体辐射修正值，该物体温度辐射测量补偿模型为：S
修正值
＝S
测量值
+a*Tshutter_deta4+b*Tshutter_deta3+c*Tshutter_deta2+d*Tshutter_deat+e式中，S
修正值
为待测物体辐射修正值，S
测量值
为待测物体辐射测量值，Tshutter_deta为检测位温度测量值与温度参考值的差值，其中温度参考值与系数a，b，c，d，e预先标定；S3、将待测物体辐射修正值代入辐射整体范围测温模型，并数值求解待测物体的温度，该辐射整体范围测温模型为：φ＝p1*σT4+p2*σT3+p3*σT2+p4*σT式中，φ为辐射值，T为温度值，σ为斯特藩
‑
玻尔兹曼常数，系数p1，p2，p3，p4预先标定。2.如权利要求1所述的红外热像仪测温方法，其特征在于，红外热像仪检测位为红外热像仪内部快门、探测器焦平面、镜头之一或其组合。3.如权利要求1所述的红外热像仪测温方法，其特征在于，构建物体温度辐射测量补偿模型的方法包括如下步骤：(010)设定环境温度T0，采集并记录相应温度下N个黑体辐射数据，以及红外热像仪的检测位辐射数据和检测位温度数据，并在红外热像仪稳定状态下，分别选取检测位温度数据及各个黑体辐射数据中的M个数值，来求取环境温度T0下检测位温度均值、各个黑体辐射均值：均值：式中，Tshutter_Mean为环境温度T0下检测位温度均值，Tshutter
i
为环境温度T0下第i个检测位温度值；S
(j)_mean
为环境温度T0下第j个黑体辐射均值，S(j)
i
为环境温度T0下第j个黑体第i个辐射值(020)以各组检测位温度值和黑体辐射均值为测量值，采用最小二乘法拟合计算辐射整体范围测温模型的各个系数p1，p2，p3，p4，该辐射整体范围测温模型为：φ＝p1*σT4+p2*σT3+p3*σT2+p4*σT式中，φ为辐射值，T为温度值，σ为斯特藩
‑
玻尔兹曼常数(030)改变环境温度T(1)，T(2)
…
T(L)，采集并记录相应环境温度下红外热像仪探测器接收到的辐射数据、检测位辐射数据及检测位温度数据，并计算黑体辐射测量值与参考值的差值、检测位随温度变化的辐射补偿值、以及检测位辐射测量值与参考值的差值、以及检测位温度测量值与参考值的差值：O(k)＝S
mean
‑
R(k)Std(k)＝I(k)+O(k)
Std_deta(k)＝Std
‑
Std(k)Tshutter_deta(k)＝Tshutter_Mean
‑
Tshutter(k)，式中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴永东，张波，何向阳，
申请(专利权)人：浙江双视红外科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：