红外多光谱系统及成像方法技术方案

红外多光谱系统及成像方法，涉及激光毁伤测温领域。为了解决目前利用热像仪获取热图像的装置都是以单波长为主，不能获得被测目标真温场的问题。激光器发射出的激光照射到目标上，目标出设的光从一个圆孔入射到滤光片上，经过滤光片过滤后的光进入到红外热像仪中，红外热像仪根据接收的每个过滤后的光得到一个红外热图像，根据从未放置滤光片的圆孔中接收到的全色光得到全光图像；上位机根据滤光盘上n片滤光片与未放置滤光片圆孔的位置顺序和全光图像，得到所有红外热图像对应的波长，将所有红外热图像的灰度图像输入至标定拟合函数中得到亮温场，采用神经网络对亮温场和所有红外热图像对应波长进行处理，得到目标真温场。它用于获得目标真温场。它用于获得目标真温场。它用于获得目标真温场。

【技术实现步骤摘要】
红外多光谱系统及成像方法


[0001]本专利技术涉及红外多光谱系统，涉及激光毁伤测温领域。

技术介绍

[0002]红外热像仪是利用红外探测器和光学成像物镜接收被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元件上，从而获得红外热像图，这种热像图与物体表面的热分布场相对应。通俗地讲红外热像仪就是将物体发出的不可见红外能量转变为可见的热图像。热图像的灰度值大小则可以表征被测物体的温度值。
[0003]但是目前利用热像仪获取热图像的装置都是以单波长为主，只能获取被测目标在某一特定波长下的亮温场，不能获得被测目标的真温场。同时受被测目标的影响，热像仪主要应用于静态低温测量。对于激光毁伤领域的动态高温测量，红外热像仪并没有得到应用。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了解决目前利用热像仪获取热图像的装置都是以单波长为主，不能获得被测目标真温场的问题以及缺少实现激光毁伤的动态高温测量，提出了红外多光谱热像仪系统。
[0005]红外多光谱热像仪系统，所述系统包括箱体、U型支架、激光器、分光系统、控制系统和数据处理系统，
[0006]分光系统包括滤光盘和n片滤光片，n为大于等于3的正整数，
[0007]数据处理系统包括红外热像仪和上位机，
[0008]U型支架、滤光盘、n片滤光片、红外热像仪和控制系统均设置在箱体中，箱体的两个相对端面上各开设一个圆孔，且两个圆孔相对，
[0009]滤光盘为圆盘形，滤光盘的盘面上周向均匀开设n+1圆孔，n+1圆孔中放置n片滤光片，留有一个未放置滤光片的圆孔，n片滤光片波长均不同；
[0010]滤光盘立在U型支架内，由控制系统带动滤光盘匀速转动，滤光盘旋转时滤光片与箱体上的一个圆孔相对，红外热像仪的出线通过箱体上的另一个圆孔连接上位机；滤光盘的转速与红外热像仪的拍摄速率相同，
[0011]激光器发射出的激光照射到目标上，目标出设的光从箱体上一个圆孔入射到滤光片上，经过滤光片过滤后的光进入到红外热像仪中，红外热像仪，根据接收的每个过滤后的光，得到一个红外热图像，根据从未放置滤光片的圆孔中接收到的全色光得到全光图像；
[0012]上位机，用于根据滤光盘上n片滤光片与未放置滤光片圆孔的位置顺序和全光图像，得到所有红外热图像对应的波长，将得到的所有红外热图像的灰度图像输入至标定拟合函数中，得到亮温场，采用神经网络对亮温场和所有红外热图像对应的波长进行处理，得到目标的真温场。
[0013]本专利技术的有益效果是：
[0014]本申请在滤光盘上空出一个未放置滤光片的孔，目标经过该孔出设的光为全光，
直接进入红外热像仪后，红外热像仪输出的为全光图象，将该图象作为校准图象，当滤光盘转动起来时，目标出射的光射入滤光盘上的不同滤光片和空圆孔中，红外热像仪连续输出很多图象，从得到的很多图象中，我们能够分辨出哪个是全光图象，根据该全光图象与滤波盘上滤光片的顺序，就能得到每个红外热图象是由哪个滤光片发出的光形成的，从而得到所有红外热图象的波长，将得到的所有红外热图像的灰度图像输入至标定拟合函数中，得到亮温场，采用神经网络对亮温场和所有红外热图像对应的波长进行处理，得到目标的真温场。
[0015]因此，本申请为多光谱热像仪，采用了多个滤光片，波长数目大于3，可以反演出被测目标的真温场。并且应用本装置能够实现激光毁伤的动态高温测量。
附图说明
[0016]图1为红外多光谱系统的结构示意图；
[0017]图2为控制系统的结构示意图。
具体实施方式
[0018]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，所描述的实施例仅仅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的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。
[0019]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0020]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，但不作为本专利技术的限定。
[0021]具体实施方式一：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述的红外多光谱系统，所述系统包括箱体、U型支架、激光器、分光系统、控制系统和数据处理系统，
[0022]分光系统包括滤光盘1和n片滤光片4，n为大于等于3的正整数，
[0023]数据处理系统包括红外热像仪5和上位机，
[0024]U型支架、滤光盘1、n片滤光片4、红外热像仪5和控制系统均设置在箱体中，箱体的两个相对端面上各开设一个圆孔，且两个圆孔相对，
[0025]滤光盘1为圆盘形，滤光盘1的盘面上周向均匀开设n+1圆孔，n+1圆孔中放置n片滤光片4，留有一个未放置滤光片4的圆孔，n片滤光片4波长均不同；
[0026]滤光盘1立在U型支架内，由控制系统带动滤光盘1匀速转动，滤光盘1旋转时滤光片4与箱体上的一个圆孔相对，红外热像仪5的出线通过箱体上的另一个圆孔连接上位机；滤光盘1的转速与红外热像仪5的拍摄速率相同，
[0027]激光器发射出的激光照射到目标上，目标出设的光从箱体上一个圆孔入射到滤光片4上，经过滤光片4过滤后的光进入到红外热像仪5中，红外热像仪5，根据接收的每个过滤后的光，得到一个红外热图像，根据从未放置滤光片4的圆孔中接收到的全色光得到全光图像；
[0028]上位机，用于根据滤光盘上n片滤光片与未放置滤光片圆孔的位置顺序和全光图像，得到所有红外热图像对应的波长，将得到的所有红外热图像的灰度图像输入至标定拟
合函数中，得到亮温场，采用神经网络对亮温场和所有红外热图像对应的波长进行处理，得到目标的真温场。
[0029]本实施方式中，激光器采用Laserline LDF(高功率光纤耦合半导体激光器)实现。
[0030]图1中的滤光盘上有5个圆孔，每个圆孔代表一个通道，其中四个圆孔放置四个滤光片，一个圆孔不放滤光片，也可称为5通道4波长。当滤光盘转动时，目标出射的光当进入不放放滤光片的圆孔时，直接进入红外热像仪，由于不放滤光片，此时红外热像仪接收到的是强度光、全色光，输出的就是全光图象，而有滤光片的，经过滤光片过滤输出的是过滤的光被红外热像仪所接收，输出的就是红外热图像。
[0031]具体实施方式二：本实施方式是对具体实施方式一所述的红外多光谱系统进一步限定，在本实施方式中，n个滤光片4均为窄带干涉滤光片，n个滤光片4的波长响应范围为8um～14um。
[0032]本实施方式中，分光系统的设计是整个多光谱热像仪研制中最为关键的部分，原因在于分光系统的作用是将需要的光信号分离出来，不能将无用的杂散光带入系统中，因此滤光片的选择就显得尤为重要。多光谱热像仪中所用滤光片都是窄带干涉滤光片，其峰值透射强度大于50％，半高带宽小于20纳米。装置内共使用4个滤光片，其中心波长分别为：850nm,950nm,1050nm,1250nm。本文将本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.红外多光谱系统，其特征在于，所述系统包括箱体、U型支架、激光器、分光系统、控制系统和数据处理系统，分光系统包括滤光盘(1)和n片滤光片(4)，n为大于等于3的正整数，数据处理系统包括红外热像仪(5)和上位机，U型支架、滤光盘(1)、n片滤光片(4)、红外热像仪(5)和控制系统均设置在箱体中，箱体的两个相对端面上各开设一个圆孔，且两个圆孔相对，滤光盘(1)为圆盘形，滤光盘(1)的盘面上周向均匀开设n+1圆孔，n+1圆孔中放置n片滤光片(4)，留有一个未放置滤光片(4)的圆孔，n片滤光片(4)波长均不同；滤光盘(1)立在U型支架内，由控制系统带动滤光盘(1)匀速转动，滤光盘(1)旋转时滤光片(4)与箱体上的一个圆孔相对，红外热像仪(5)的出线通过箱体上的另一个圆孔连接上位机；滤光盘(1)的转速与红外热像仪(5)的拍摄速率相同，激光器发射出的激光照射到目标上，目标出设的光从箱体上一个圆孔入射到滤光片(4)上，经过滤光片(4)过滤后的光进入到红外热像仪(5)中，红外热像仪(5)，根据接收的每个过滤后的光，得到一个红外热图像，根据从未放置滤光片(4)的圆孔中接收到的全色光得到全光图像；上位机，用于根据滤光盘上n片滤光片与未放置滤光片圆孔的位置顺序和全光图像，得到所有红外热图像对应的波长，将得到的所有红外热图像的灰度图像输入至标定拟合函数中，得到亮温场，采用神经网络对亮温场和所有红外热图像对应的波长进行处理，得到目标的真温场。2.根据权利要求1所述的红外多光谱系统，其特征在于，n个滤光片(4)均为窄带干涉滤光片，n个滤光片(4)的波长响应范围为8um～14um。3.根据权利要求2所述的红外多光谱系统，其特征在于，滤光...

【专利技术属性】
技术研发人员：于天河，戴景民，
申请(专利权)人：天合无锡仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：