專利名稱：一種紅外測溫在線自校準(zhǔn)裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于紅外測溫裝置及其校驗方法，具體是指一種紅外測溫在線自 校準(zhǔn)裝置及其方法。
背景技術(shù)：
紅外測溫系統(tǒng)的定標(biāo)對于紅外系統(tǒng)的測量準(zhǔn)確度至關(guān)重要。定標(biāo)的過程 是將紅外系統(tǒng)的輸出電壓對應(yīng)到被測量物體的真實輻射亮度或輻射溫度。紅 外測量系統(tǒng)的狀態(tài)與很多因素有關(guān)，例如紅外器件的老化，光電轉(zhuǎn)換設(shè)備的 老化，電子線路的噪聲，甚至環(huán)境溫度、濕度的變化都會影響到紅外系統(tǒng)如 果紅外系統(tǒng)的狀態(tài)已經(jīng)改變，但是系統(tǒng)又沒有及時定標(biāo)，那么所測得的紅外 輻射亮度和溫度必然不能反映被測對象的真實輻射溫度和亮度。目前，我國 紅外輻射溫度計己開始在各個行業(yè)得到大量應(yīng)用。但是，目前，絕大部分紅 外輻射溫度計還不具備在線自校準(zhǔn)功能，需要按期送到計量部門重新校正。
中國200610072947.9號發(fā)明專利申請公開了一種紅外測溫實時校準(zhǔn)的 方法及裝置。該技術(shù)是設(shè)置與被測物紅外發(fā)射率相同的溫度恒定的恒溫源， 恒溫源要求與被測物處在同一數(shù)據(jù)采集平面上。用計算機同時采集被測物和 恒溫源的紅外輻射能量信號，并對兩者的溫度值進行比較，求出偏差值，再 用該偏差值對被測物的熱像溫度數(shù)據(jù)值進行校準(zhǔn)。據(jù)稱，這種紅外測溫裝置 的實時性很好，測量結(jié)果精度高。但是這種裝置要求被測物與恒溫源位于同 一數(shù)據(jù)采集平面上，故整個裝置封裝性很差，比較適合用于室內(nèi)固定安裝， 很難做成便攜式在線校準(zhǔn)紅外測溫儀。另外，采用計算機同時采集被測物和 恒溫源的紅外輻射能量信號，求出偏差，并進行實時校正的工作方式比較適 合要求溫度測量精度非常高的場合，而實際應(yīng)用中有許多場合對溫度測量的 精度要求相對較低，因此無需每次測量都進行校正，如果仍用高精度的裝置， 則會造成資源浪費，而且工作效率相對低下。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種紅外測溫在線自 校準(zhǔn)裝置及其方法。利用這種方法和裝置可以有效地消除外界因素對紅外溫
度傳感器采集信號的干擾，提高紅外測溫儀的測量精度。 本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn) 本發(fā)明紅外測溫在線自校準(zhǔn)的方法包含以下內(nèi)容 設(shè)置紅外攝像頭系統(tǒng)以及進行數(shù)據(jù)處理和系統(tǒng)控制的計算機， 其特征在
于
(1) 由用戶根據(jù)需要設(shè)定兩次校準(zhǔn)之間的間隔時間，并按設(shè)定的時間， 通過計算機指令控制反射鏡旋轉(zhuǎn)，變換光路，連通黑體與紅外攝像頭之間的 光路；
(2) 用黑體的實時溫度與紅外攝像頭的測定溫度進行比較，求出偏差值， 再用該偏差值對被測對象的熱像溫度數(shù)值進行校準(zhǔn)。
所述黑體與紅外攝像頭之間的光路連通是通過旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)反射鏡而構(gòu)成 的光路。
所述黑體與紅外攝像頭之間構(gòu)成的光路的夾角為90度。
實施上述紅外測溫在線自校準(zhǔn)方法的裝置包括紅外攝像頭、方形鏡筒和 計算機，其特征在于設(shè)置與紅外攝像頭以及計算機系統(tǒng)處于同一個殼體中 的至少一個黑體和至少一個用于改變光路的反射鏡。
所述內(nèi)置黑體的設(shè)置為兩個或兩個以上，兩個或兩個以上的內(nèi)置黑體設(shè) 定溫度保持不等。
所述反射鏡的設(shè)置為兩個或兩個以上。
所述黑體位于方形鏡筒的周邊。
所述裝置還設(shè)置有位于鏡筒邊框上的旋轉(zhuǎn)軸。
本發(fā)明相對現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點
1、 本發(fā)明可以有效地消除外界因素對紅外溫度傳感器采集信號的干擾， 提高紅外測溫儀的測量精度。
2、 本發(fā)明具備在線自校準(zhǔn)功能，無需送到計量部門作重新校正。
3、 本發(fā)明特別適合溫度測量不需要極其精密的場合，無需每次測量都進 行校正，可以根據(jù)需要設(shè)定校準(zhǔn)的時間間隔，進行校準(zhǔn)，在保證測量精度的 情況下，可以大大減少計算機的運算量，提高工作效率。
4、 本發(fā)明特別適合制造便攜式設(shè)備。通過內(nèi)置黑體，集測量與校準(zhǔn)于一
體，適合長期野外測量工作。


圖1為本發(fā)明實施例1的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為本發(fā)明實施例2的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例及附圖進一歩詳細描述本發(fā)明，附圖所示為本發(fā)明的具 體實施結(jié)構(gòu)，但本發(fā)明實施方式不限于此。 實施例1
如圖1所示，本裝置由一個黑體5， 一個反射鏡2，旋轉(zhuǎn)軸4，紅外攝像 頭6，方形鏡筒3，計算機7組裝在同一個殼體1中，紅外攝像頭6、內(nèi)置黑 體5、以及反射鏡2通過數(shù)據(jù)線與計算機7電連接，旋轉(zhuǎn)軸4位于方形鏡筒 3的一邊框上，通過計算機7的指令控制反射鏡2的旋轉(zhuǎn)軸4旋轉(zhuǎn)，維持黑 體5的恒溫以及處理來自紅外攝像頭6的數(shù)據(jù)。
用上述裝置進行紅外測溫在線自校準(zhǔn)的方法過程是-.
(1) 當(dāng)紅外測溫裝置處于測溫工作狀態(tài)下時，反射鏡2所處位置正好 連通被測對象與紅外攝像頭6之間的光路，同時隔斷黑體5與紅外攝像頭6 之間的光路。
(2) 兩次校準(zhǔn)之間的間隔時間由用戶根據(jù)需要設(shè)定，在需要校準(zhǔn)紅外攝 像頭6的時候，通過計算機7發(fā)送指令，反射鏡2旋轉(zhuǎn)。
(3) 反射鏡2旋轉(zhuǎn)45。，隔斷紅外攝像頭6與被測對象之間的光路，同 時接通黑體5與紅外攝像頭6之間的光路，黑體5與紅外攝像頭6之間構(gòu)成 的光路的夾角為90度。計算紅外攝像頭6的溫度測量值T ^與黑體5的溫度 T黑的差異At二T ,丄-T黑，將紅外攝像頭的測量值修正為T紅-At。
反射鏡2反向旋轉(zhuǎn)45。，隔斷黑體5與紅外攝像頭6之間的光路，同時 連通紅外攝像頭6與被測對象之間的光路，開始測量被測對象的溫度。
實施例2
如圖2所示，本裝置由兩個黑體5、 8，兩個反射鏡2、 9，兩個旋轉(zhuǎn)軸4 和10，紅外攝像頭6，方形鏡筒3，計算機7組裝在同一個殼體1中，其中 內(nèi)置黑體、反射鏡均可設(shè)置兩個或兩個以上，只要兩個或兩個以上內(nèi)置黑體 設(shè)定溫度保持不等即可。
黑體5、 8設(shè)定溫度不等，黑體5是較低溫度的黑體，設(shè)定溫度為3(TC， 黑體8是較高溫度的黑體，設(shè)定溫度為5(TC。紅外攝像頭6、內(nèi)置黑體5和 8、以及反射鏡4和10通過數(shù)據(jù)線與計算機7電連接，旋轉(zhuǎn)軸4， 10位于鏡 筒3的邊框上，通過計算機7的指令控制反射鏡2和9的旋轉(zhuǎn)軸4和10旋 轉(zhuǎn)，維持黑體5和8的恒溫以及處理來自紅外攝像頭6的數(shù)據(jù)。
用上述裝置進行紅外測溫在線自校準(zhǔn)的方法過程是
(1) 當(dāng)紅外測溫裝置處于測溫工作狀態(tài)下時，反射鏡2和9所處位置 正好連通被測對象與紅外攝像頭6之間的光路，同時隔斷黑體5和8與紅外 攝像頭6之間的光路。
(2) 兩次校準(zhǔn)之間的間隔時間由用戶根據(jù)需要設(shè)定，在需要校準(zhǔn)紅外攝 像頭6的時候，通過計算機7發(fā)送指令，反射鏡2旋轉(zhuǎn)。
(3) 反射鏡2旋轉(zhuǎn)45°，隔斷紅外攝像頭6與被測對象之間的光路，同 時接通黑體5與紅外攝像頭6之間的光路。計算紅外攝像頭6的溫度測量值 T紅與黑體5的溫度T員的差異At二T紅.-T黑，將紅外攝像頭的測量值修正為 T紅-At。
然后反射鏡2反向旋轉(zhuǎn)45。，反射鏡9旋轉(zhuǎn)45。，隔斷紅外攝像頭6與 被測對象之間的光路，同時接通黑體8與紅外攝像頭6之間的光路，黑體與 紅外攝像頭之間構(gòu)成的光路的夾角為90度。
(4) 計算紅外攝像頭6的溫度測量值T a與黑體8的溫度T ^的差異At =T紅-T黑，將紅外攝像頭的測量值修正為T紅-At。
(5) 反射鏡9反向旋轉(zhuǎn)45。，隔斷黑體8與紅外攝像頭6之間的光路， 同時連通紅外攝像頭6與被測對象之間的光路，開始測量被測對象的溫度。
權(quán)利要求
1、一種紅外測溫在線自校準(zhǔn)的方法，包括設(shè)置紅外攝像頭系統(tǒng)以及進行數(shù)據(jù)處理和系統(tǒng)控制的計算機，其特征在于(1)由用戶根據(jù)需要設(shè)定兩次校準(zhǔn)之間的間隔時間，并按設(shè)定的時間，通過計算機指令控制反射鏡旋轉(zhuǎn)，變換光路，連通黑體與紅外攝像頭之間的光路；(2)用黑體的實時溫度與紅外攝像頭的測定溫度進行比較，求出偏差值，再用該偏差值對被測對象的熱像溫度數(shù)值進行校準(zhǔn)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紅外測溫在線自校準(zhǔn)的方法，其特征在于所述黑體與紅外攝像頭之間的光路連通是通過旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)反射鏡而構(gòu)成的光路。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種紅外測溫在線自校準(zhǔn)的方法，其特征在于所述黑體與紅外攝像頭之間構(gòu)成的光路的夾角為90度。
4、 實現(xiàn)權(quán)利要求1所述的一種紅外測溫在線自校準(zhǔn)的方法的紅外測溫在線自校準(zhǔn)裝置，包括紅外攝像頭、方形鏡筒和計算機，其特征在于設(shè)置與紅外攝像頭以及計算機系統(tǒng)處于同一個殼體中的至少一個黑體和至少一個 用于改變光路的反射鏡。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述一種紅外測溫在線自校準(zhǔn)裝置，其特征在于所述內(nèi)置黑體的設(shè)置為兩個或兩個以上，兩個或兩個以上的內(nèi)置黑體設(shè)定溫 度保持不等。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述一種紅外測溫在線自校準(zhǔn)裝置，其特征在于所述反射鏡的設(shè)置為兩個或兩個以上。
7、 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述一種紅外測溫在線自校準(zhǔn)裝置，其特征在于所述黑體位于方形鏡筒的周邊。
8、 根據(jù)權(quán)利要求4所述一種紅外測溫在線自校準(zhǔn)裝置，其特征在于裝置設(shè)置有位于鏡筒邊框上的旋轉(zhuǎn)軸。
全文摘要
本發(fā)明是一種紅外測溫在線自校準(zhǔn)裝置及其方法。該裝置設(shè)置有與紅外攝像頭以及計算機系統(tǒng)處于同一個殼體中的至少一個黑體和至少一個用于改變光路的反射鏡。在線自校準(zhǔn)的方法包含以下內(nèi)容(1)由用戶根據(jù)需要設(shè)定兩次校準(zhǔn)之間的間隔時間，并按設(shè)定的時間，通過計算機指令控制反射鏡旋轉(zhuǎn)，變換光路，連通黑體與紅外攝像頭之間的光路；(2)用黑體的實時溫度與紅外攝像頭的測定溫度進行比較，求出偏差值，再用該偏差值對被測對象的熱像溫度數(shù)值進行校準(zhǔn)。本發(fā)明具備在線自校準(zhǔn)功能，特別適合制造便攜式設(shè)備。通過內(nèi)置黑體，集測量與校準(zhǔn)于一體，適合長期野外測量工作。
文檔編號G01J5/00GK101183026SQ20071003142
公開日2008年5月21日 申請日期2007年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月16日
發(fā)明者周玉山, 偉 夏, 王龍貴, 鄧文君, 明 邵 申請人:中華人民共和國中山出入境檢驗檢疫局;華南理工大學(xué)