一種紅外熱像儀像元點的標定方法技術

本發明專利技術公布了一種紅外熱像儀像元點的標定方法，包括黑體輻射定標、擋板溫度測量。通過黑體輻射定標，可以測得紅外熱成像的電壓V與溫度T的映射關系。通過多次擋板的實測值和計算值計算公式的推導，確定影響紅外熱像儀像元點測溫精度n值，從而提高紅外熱像儀的測溫精度。本發明專利技術有以下優點：1．采用擋板裝置溫度測量的方法，有效的提高了紅外熱成像測溫公式中n的精度，從而提高了紅外熱成像測溫的精度。2．通過紅外探測器每個像元的精度的修正，可以有效的提高紅外熱成像測溫的非均勻性。3．測量實驗中，不用考慮擋板的發射率對實驗結果的影響。4．測量實驗中，不用考慮溫度對實驗結果的影響。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于紅外熱成像測溫
，本專利技術涉及通過對紅外熱成像測溫數據的研究，分析影響測溫精度的因素，提出了對測溫結果進行精度修正的辦法。
技術介紹
溫度是確定物質狀態最重要的參數之一，它的測量與控制在國防、軍事、科學實驗及工農業生產中具有十分重要的作用。特別是高溫測量在航天、材料、能源、冶金等領域中占有極重要的地位。目前，溫度測量主要分為接觸式和非接觸式。傳統的溫度測量多采用接觸式測量，使用熱電偶、熱電阻測溫是接觸式溫度測量的主要手段，接觸式測溫技術已經成熟并得到了廣泛應用。隨著工農業、國防事業、醫學的發展，對溫度測量要求越來越高。在某些場合，準確測溫逐步上升為主要矛盾，引起了各方面的重視。例如在不停機的情況下對機械設備、電力設備、生產設備等進行溫度測量；在不造成產品的污染或損壞的情況下，對生產過程中或倉庫里的產品溫度進行測量。在這種背景下，非接觸、無損測量的紅外測溫技術得到了長足的發展。紅外熱像儀是一種利用紅外探測器將看不見的紅外輻射轉換成可見圖像的被動成像儀器。是一種直接測量物體表面溫度及溫度分布的分析儀器，其基本原理是通過探測物體向外輻射的能量，再根據物體的輻射系數以及輻射能量與物體表面溫度的對應關系，推算出物體表面的實際溫度，它將物體的熱分布轉換成可視圖像，并在監視器上以灰度級或偽彩色顯示出來，從而得到被測目標的溫度分布場。因此，根據被測樣品的表面溫度分布結果，可以直接發現異常的熱點或熱區。紅外熱成像測溫技術在測試領域的廣泛應用，給我們帶來了很大的方便，但在使用過程中，美中不足的是它在顯示器上所表現出來的圖像只是被測物體表面輻射溫度的分布，并不是真實溫度的分布。而輻射溫度是在把物體表面的發射率作為I折算出來的，是一種理想狀況。由于實際物體并不是黑體，表面發射率不等于1，所以有時輻射溫度與真實溫度相差比較大，物體表面的輻射溫度分布并不能反映真實溫度分布。因此降低了紅外熱像儀的準確性，影響了熱像儀在諸多紅外熱像診斷
中的應用.因此，研究紅外熱像測溫原理，推導計算被測表面真實溫度的通用計算公式，研究被測表面的發射率、反射率(或吸收率)，環境溫度、大氣溫度、測量距離、大氣衰減和紅外探測器的等因素對測溫精度的影響，對于提高熱成像測溫的準確性，擴大紅外熱成像技術的應用具有重要意義。紅外探測器通常使用的有銦銻(InSb)和銻鎘汞(HgCdTe)器件，目前發展的是高性能多元HgCdTe探測器，多元HgCdTe器件不但提高了探測度，而且可以增大視場，提高分辨率和信噪比，并可在3 5um和8 14um兩個大氣窗口波段下工作。然而由于工作在不同波段的探測器的溫度轉換的電信號能力存在一定的差異以及由于工藝的因素，對紅外熱成像測溫計算的結果產了一定的誤差，這里提出了一種方法，可以有效的對其差異進行修正，從而提高紅外熱成像測溫的精度。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是通過紅外熱像儀像元點的標定方法來解決減小探測器材質及工藝的因素對紅外熱成像測溫的精確度影響。本專利技術為實現上述目的，采用如下技術方案:，包括下述步驟:(I)輻射定標:環境溫度設為273K，黑體溫度設為273K，檢測紅外探測器的電壓Vt其中i為探測器水平像素數，j探測器垂直像素數；步進提高黑體溫度分別測得各個溫度下紅外探測器的電壓，根據測得的電壓建立紅外探測器電壓Vt (i，j)與黑體溫度T映射關系;(2)近距離設置一塊發射率為ε為0.5左右可控溫度的擋板，分別設置4個不同的溫度Ttll- Ttl4，用紅外探測器測出一組Vtll (i, j) - V04 (i，j)的數據，通過查輻射定標的表，得到熱像儀指示的輻射溫度T’ 01 (i, j) - T’ 04 (i，j)共4個溫度，根據近距離測溫公本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種紅外熱像儀像元點的標定方法，包括下述步驟：（1）輻射定標：環境溫度設為273K，黑體溫度設為273K，檢測紅外探測器的電壓VT其中i為探測器水平像素數，j探測器垂直像素數；步進提高黑體溫度分別測得各個溫度下紅外探測器的電壓，根據測得的電壓建立紅外探測器電壓VT（i，j）與黑體溫度T映射關系；（2）近距離設置一塊發射率為ε為0.5左右可控溫度的擋板，分別設置4個不同的溫度T01??T04，用紅外探測器測出一組V01（i，j）??V04（i，j）的數據，通過查輻射定標的表，得到熱像儀指示的輻射溫度T’01（i，j）??T’04（i，j）共4個溫度，根據近距離測溫公式，代入已知數據得到T01={1ϵ[T′01(i,j)n(i,j)-(1-ϵ)TUn(i,j)]}1n(i,j)、T02={1ϵ[T′02(i,j)n(i,j)-(1-ϵ)TUn(i,j)]}1n(i,j)、T03={1ϵ[T′03(i,j)n(i,j)-(1-ϵ)TUn(i,j)]}1n(i,j)、T04={1ϵ[T′04(i,j)n(i,j)-(1-ϵ)TUn(i,j)]}1n(i,j)；（3）根據T01和T02公式得到[T01T02]n(i,j)=T′01(i,j)n(i,j)-(1-ϵ)TUn(i,j)T′02(i,j)n(i,j)-(1-ϵ)TUn(i,j)，根據T03和T04公式得到[T03T04]n(i,j)=T′03(i,j)n(i,j)-(1-ϵ)TUn(i,j)T′04(i,j)n(i,j)-(1-ϵ)TUn(i,j)；（4）根據步驟（3）中公式得到1-(T01T02)n(i,j)1-(T03T04)n(i,j)=T′01n(i,j)(T01T02)n(i,j)T′02n(i,j)T′03n(i,j)-(T03T04)n(i,j)T′04n(i,j)，將已知數據代入公式，計算出n(i,j)；（5）通過步驟（4）算法采用逐步逼近的方法，可以算得紅外一個紅外探測器每個像元點較為精確的n（i,j）值，對每個像元點進行標定。FDA0000267227051.jpg...

【技術特征摘要】
1.一種紅外熱像儀像元點的標定方法，包括下述步驟: (1)輻射定標:環境溫度設為273K，黑體溫度設為273K，檢測紅外探測器的電壓\其中i為探測器水平像素數，j探測器垂直像素數；步進提高黑體溫度分別測得各個溫度下紅外探測器的電壓，根據測得的電壓建立紅外探測器電壓Vt (i, j)與黑體溫度T映...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李令想，張鉚，劉燕，陳黎明，廖代春，
申請(專利權)人：無錫艾立德智能科技有限公司，
類型：發明
國別省市：