测量区域的平均表面温度的无接触测量制造技术

本发明专利技术涉及一种用于对第一测量区域（10）的平均表面温度进行无接触测量的装置，具有：a）第一红外传感器（7），用于检测第一测量区域（10）的第一热辐射，并且基于第一热辐射而产生第一信号；b）图像传感器（13），用于检测图像区域（16）的可见辐射，并且基于可见辐射产生照相图像，其中图像区域（16）至少部分地包括第一测量区域（10）；c）处理器，用于基于第一信号确定第一测量区域（10）的平均表面温度，以及创建处理过的图像，其中处理过的图像是照相图像的至少一部分，其中处理过的图像显示在处理过的图像中的第一测量区域（10）的位置，并且其中处理过的图像显示第一测量区域的平均表面温度；d）显示器（5），用于显示处理过的图像；其特征在于，所述装置此外具有：e）透镜装置，用于改变第一测量区域（10）的大小。本发明专利技术此外涉及一种借助这种装置来无接触地测量第一测量区域（10）的平均表面温度的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】测量区域的平均表面温度的无接触测量本专利技术涉及一种用于对测量区域的平均表面温度进行无接触测量的装置和方法。
技术介绍
在现有技术中公开了用于对测量区域的平均表面温度进行无接触测量的装置和方法，并且该装置和方法尤其是用于发现有故障的电连接、在机械过程中的故障或者热隔离物的缺陷部位。例如，有故障的电连接具有高的电阻，并且当电流流过其时发热。因此，有故障的电连接可以识别为热源，也即作为具有局部温度最大值的部位。热隔离物的缺陷部位可以识别为热沉，即识别为具有局部温度最小值的部位，或者识别为热源。在工业和研究中，然而也在日常使用中，为了发现和定位热源和热沉，通常使用红外热量计，因为其相对于传统的温度测量设备具有一系列优点。红外热量计无接触地并且快速地工作，并且尤其是当设备难以到达、危险和/或部件难以更换时被使用。 借助红外热量计的温度测量基于由任何物体在辐射光谱的红外区域中发射的热辐射的检测。物体的热辐射的强度取决于物体的表面温度。如果已知本体的热辐射的强度，则由此可以确定该本体的平均表面温度。通常，表面温度通过在中间红外线中的整个波长范围或者狭窄的波长范围中的热辐射的强度来确定，其中中间红外线定义为具有在3 μ m到50 μ m之间的波长的辐射。常见的实施形式可以划分为第一类型的装置和第二类型的装置。第一类型的装置典型地具有红外传感器、透镜、显示装置和激光源。红外传感器与透镜的组合和布置预先给定了测量体积，从中检测热辐射。如果第一类型的装置针对物体的表面取向，则测量体积与物体表面的截面形成测量区域。来自测量区域的热辐射的一部分被第一类型的装置检测。第一类型的装置从热辐射的强度确定测量区域的平均表面温度，并且在显示装置上输出该平均表面温度。为了能够将无接触的温度测量与所进行的测量的位置关联，第一类型的装置的激光源针对测量区域取向，使得例如测量区域的中点通过激光束来标记。热源和热沉可以通过表面的离开来定位。US 6，659，639 Al和US2009/0304042 Al描述了第一类型的装置和方法。第二类型的装置典型地具有第一图像传感器，其检测红外光谱中的辐射；第一透镜系统；第二图像传感器，其检测在可见光谱中的辐射；第二透镜系统；以及显示器。第二类型的装置将要研究的物体在辐射光谱的红外区域中以及在可见区域中投影在显示器上。为此，从红外图像中获得的温度信息被颜色编码，并且通过可见的图像透明地叠加。为了定位热源或者热沉，对于显示器的快速查看是足够的借助温度数据的颜色编码，可以立即识别出热表面和冷表面。US 2009/0302219 Al和US 7,652, 251 Al描述了第二类型的装置和方法。在使用第一类型的装置的情况下必须费力地移动物体，以便定位热源或者热沉，而在使用第二类型的装置情况下快速查看显示器是足够的借助温度数据的颜色编码可以立即识别出热表面和冷表面。然而第二类型的装置由于为此必需的成像的红外传感器而成本高昂。现有技术中并未公开如下成本低廉的设备借助所述设备可以系统地发现热源和热沉。专利技术目的 本专利技术的任务是，提供一种用于无接触地测量第一测量区域的平均表面温度的装置和方法，其尽可能成本低廉，也即仅仅依靠一个成本高昂的红外传感器，并且仍然能够实现系统地定位热源和热沉。特别地，对于根据本专利技术的装置或者根据本专利技术的方法的使用者而言应当可能的是，调节第一测量区域的大小。
技术实现思路
该任务通过具有独立权利要求的特征的、用于无接触地测量第一测量区域的平均表面温度的装置来解决。本专利技术的其他实施形式在引用独立权利要求的从属权利要求中说明。 在本专利技术意义中的测量区域理解为如下部分的集合根据本专利技术的装置检测所述部分的热辐射。典型地，测量区域基本上由测量体积(根据本专利技术的装置从其中检测热辐射的体积)和要研究的物体的表面之间的交集得到。第一测量区域的温度通常具有局部波动。因此，根据本专利技术确定了第一测量区域的平均表面温度。根据本专利技术的用于无接触地测量第一测量区域的平均表面温度的装置具有第一红外传感器、图像传感器、处理器、显示器和透镜装置。第一红外传感器可以检测第一测量区域的第一热辐射，并且基于第一热辐射而产生第一信号。作为第一红外传感器考虑如下装置所述装置能够检测中间红外区域中的辐射，并且转换为尤其是电信号的信号。来自中间红外区域的辐射在3 μ m到50 μ m之间的波长区域中。对于根据本专利技术的第一红外传感器的例子尤其是光电二极管、辐射热测定器或者热电传感器。图像传感器可以检测图像区域的可见辐射，并且基于可见辐射产生照相图像(Kamerabild)。在此，图像区域至少部分地包括第一测量区域。作为图像传感器考虑如下装置其检测可见辐射、即来自380nm到780nm之间的波长范围中的辐射，并且由此建立照相图像。照相图像尤其是可以构建为电子图像信号。根据本专利技术的图像传感器的例子尤其是CCD图像传感器或者CMOS图像传感器。在本申请意义中的图像区域理解为如下部分的集合从所述部分中发出可见辐射，图像传感器检测所述可见辐射。处理器可以基于第一信号确定第一测量区域的平均表面温度。此外，处理器可以创建处理过的图像。处理过的图像是照相图像的至少一部分，其中处理过的图像显示在处理过的图像中的第一测量区域的位置以及第一测量区域的平均表面温度。根据本专利技术的处理器的例子尤其是微处理器、微控制器或者多核处理器。显示器可以显示处理过的图像。根据本专利技术的显示器的例子尤其是液晶显示器、薄膜晶体管显示器、表面传导电子发射显示器、等离子体显示器、发光二极管显示器或者场发射显示器。特别有利的是，可以使用触摸屏作为根据本专利技术的显示器，在该触摸屏上可以除了处理过的图像之外还显示操作元件。触摸屏检测对所显示的操作元件的触碰并且将其转发给处理器。此外，显示器可以被取下，使得该装置由测量单元和读取单元、即显示器、优选为触摸屏构成。测量单元和读取单元无线地通过例如蓝牙或者WLAN连接。透镜装置可以改变第一测量区域的大小。根据本专利技术的透镜装置的例子在引用的从属权利要求中进行描述。与根据本专利技术的装置关联的优点是，热源和热沉可以借助仅仅一个红外传感器来系统地定位。该优点从红外传感器、图像传感器、处理器和显示器与透镜装置的有利组合中得出。一方面，可以借助透镜装置来改变根据本发 明的装置的位置分辨率、即第一测量区域的大小。另一方面，可以在显示器上在通过图像传感器记录的照相图像中找到第一测量区域的位置，其中对于所述第一测量区域确定平均表面温度。为了借助根据本专利技术的装置例如系统地定位热源，将根据本专利技术的装置的第一测量区域借助透镜装置首先设置得尽可能大。要研究的物体借助根据本专利技术的装置来扫描(abgerastert)，直到所述装置的取向的任何变化都导致所测得的平均表面温度降低。通过这种方式，在短时间内粗略地定位热源。为了更精确地定位热源，借助透镜装置将第一测量区域减小。随后，对首先粗略地定位的热源的周围环境用更高的位置分辨率来扫描。该过程迭代地重复，直到测量区域不再可以缩小。最后，热源被精确地定位，并且热源的平均表面温度可以从显示器读取。作为根据本专利技术的装置的另外的优点的是，使用者在测量期间不必将其视线不断地在根据本专利技术的装置和第一测量区域之间来回切换，因为他使用显示器用于观察第一测量区域以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：T齐默曼，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：
国别省市：