專(zhuān)利名稱(chēng)：一種便攜式紅外測(cè)溫裝置及其自校準(zhǔn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及紅外測(cè)溫裝置及其校驗(yàn)方法，具體是指一種便攜式紅外測(cè)溫 裝置及其自校準(zhǔn)方法。
背景技術(shù)：
紅外測(cè)溫系統(tǒng)的定標(biāo)對(duì)于紅外系統(tǒng)的測(cè)量準(zhǔn)確度至關(guān)重要。定標(biāo)的過(guò)程 是將紅外系統(tǒng)的輸出電壓對(duì)應(yīng)到被測(cè)量物體的真實(shí)輻射亮度或輻射溫度。紅 外測(cè)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(xiàn)路的噪聲，甚至環(huán)境溫度、濕度的變化都會(huì)影響到紅外系統(tǒng)的 工作，如果紅外系統(tǒng)的狀態(tài)已經(jīng)改變，但是系統(tǒng)又沒(méi)有及時(shí)定標(biāo)，那么所測(cè) 得的紅外輻射亮度和溫度必然不能反映被測(cè)對(duì)像的真實(shí)輻射溫度和亮度。目 前，我國(guó)紅外輻射溫度計(jì)己開(kāi)始在各個(gè)行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。然而，絕大部分 紅外輻射溫度計(jì)還不具備在線(xiàn)自校準(zhǔn)功能，需要按期送到計(jì)量部門(mén)重新校正。中國(guó)200610072947.9號(hào)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)了一種紅外測(cè)溫實(shí)時(shí)校準(zhǔn)的方法 及裝置，其設(shè)置與被測(cè)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(cè)物處在同一數(shù)據(jù)采集平面上；用單板機(jī)同時(shí)采集被測(cè)物和恒溫源的紅 外輻射能量信號(hào)，并對(duì)兩者的溫度值進(jìn)行比較，求出偏差值，再用該偏差值 對(duì)被測(cè)物的熱像溫度數(shù)據(jù)值進(jìn)行校準(zhǔn)。據(jù)稱(chēng)，這種紅外測(cè)溫裝置的實(shí)時(shí)性很 好，測(cè)量結(jié)果精度高。但是這種裝置要求被測(cè)物與恒溫源位于同一數(shù)據(jù)采集 平面上，故整個(gè)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(xiàn)校準(zhǔn)紅外測(cè)溫儀。另外，采用單板機(jī)同時(shí)采集被測(cè)物和恒溫源的紅 外輻射能量信號(hào)，求出偏差，并進(jìn)行實(shí)時(shí)校正的工作方式比較適合要求溫度 測(cè)量精度非常高的場(chǎng)合，而實(shí)際應(yīng)用中有許多場(chǎng)合對(duì)溫度測(cè)量的精度要求相 對(duì)較低，因此無(wú)需每次測(cè)量都進(jìn)行校正，如果仍用高精度的裝置，則會(huì)造成 資源浪費(fèi)，而且工作效率相對(duì)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，提供一種便攜式紅外測(cè)溫裝置及其自校準(zhǔn)方法。利用這種方法和裝置可以有效地消除外界因素對(duì)紅外 溫度傳感器采集信號(hào)的干擾，提高紅外測(cè)溫儀的測(cè)量精度。 本發(fā)明的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種便攜式紅外測(cè)溫裝置，包括透鏡系、鏡筒、紅外攝像頭和單板機(jī)， 其特征在于該裝置還設(shè)有用于改變可控恒溫輻射面空間位置的旋轉(zhuǎn)軸、精 密溫度傳感器、熱泵、受熱片、通光防塵罩和殼體；上述組成均組裝在同一 個(gè)殼體中，精密溫度傳感器置于溫度受熱體的內(nèi)腔，受熱片粘附在熱泵的一 端面上，熱泵、受熱片均固定安裝在腔體內(nèi)，通光防塵罩固定安裝在腔體的 光路出口端，旋轉(zhuǎn)軸位于鏡筒的邊框上。所述腔體隨旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)而整體旋轉(zhuǎn)。所述鏡筒的橫截面為圓形或長(zhǎng)方形或正方形。本發(fā)明一種便攜式紅外測(cè)溫裝置的自校準(zhǔn)方法包含以下內(nèi)容(1) 由用戶(hù)根據(jù)需要設(shè)定兩次校準(zhǔn)之間的間隔時(shí)間，并按設(shè)定的時(shí)間， 通過(guò)單板機(jī)指令控制旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，連通受熱片的輻射面與紅外攝像頭之間的 光路，同時(shí)隔斷紅外攝像頭與被測(cè)物之間構(gòu)成的光路；(2) 將受熱片的輻射面的實(shí)時(shí)溫度與紅外攝像頭的測(cè)定溫度進(jìn)行比較， 求出偏差值，再用該偏差值對(duì)被測(cè)對(duì)象的熱像溫度數(shù)值進(jìn)行校準(zhǔn)。所述受熱片的輻射面與紅外攝像頭之間的光路連通是通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)而 構(gòu)成的光路。本發(fā)明相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)1、 本發(fā)明特別適合制造便攜式設(shè)備。通過(guò)內(nèi)置可控恒溫輻射面，集測(cè)量 與校準(zhǔn)于一體，適合長(zhǎng)期野外測(cè)量工作。2、 本發(fā)明具備在線(xiàn)自校準(zhǔn)功能，無(wú)需送到計(jì)量部門(mén)作系統(tǒng)的定標(biāo)。3、 本發(fā)明特別適合溫度測(cè)量不需要極其精密的場(chǎng)合，無(wú)需每次測(cè)量都進(jìn)行校正，可以根據(jù)需要設(shè)定校準(zhǔn)的時(shí)間間隔，進(jìn)行校準(zhǔn)，在保證測(cè)量精度滿(mǎn) 足需要的情況下，可以大大減少單板機(jī)的運(yùn)算量，提高工作效率，降低溫度


圖1為本發(fā)明的便攜式紅外測(cè)溫裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明，附圖所示為本發(fā)明的具 體實(shí)施結(jié)構(gòu)，但本發(fā)明實(shí)施方式不限于此。如圖1所示，本裝置由JY2PTWD - 1A型精密溫度傳感器2、正方形或 圓形或長(zhǎng)方形鏡筒10、用于改變受熱片5的輻射面5A空間位置的旋轉(zhuǎn)軸3、 珀耳帖熱泵4、精密溫度傳感器2、受熱片5、通光防塵罩6、透鏡系7、紅 外攝像頭8和單板機(jī)9組裝在同一個(gè)殼體1中。旋轉(zhuǎn)軸3、受熱片5以及紅 外攝像頭8通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)與單板機(jī)9連接，旋轉(zhuǎn)軸3位于鏡筒10的邊框上， 通過(guò)單板機(jī)9的指令控制旋轉(zhuǎn)軸3旋轉(zhuǎn)。精密溫度傳感器2置于溫度受熱體 5的內(nèi)腔，受熱片粘附在熱泵4的一端面上，熱泵4、受熱片5均固定安裝 在腔體11內(nèi)，通光防塵罩6固定安裝在腔體11的光路出口端，腔體11隨 旋轉(zhuǎn)軸3轉(zhuǎn)動(dòng)而整體旋轉(zhuǎn)。用上述裝置進(jìn)行自校準(zhǔn)方法的過(guò)程是(1) 兩次校準(zhǔn)之間的間隔時(shí)間由用戶(hù)根據(jù)需要設(shè)定，在需要校準(zhǔn)紅外攝 像頭8的時(shí)候，通過(guò)單板機(jī)9發(fā)送指令，旋轉(zhuǎn)軸3旋轉(zhuǎn)，直至受熱片5的輻 射面5A垂直于鏡筒10的內(nèi)壁；(2) 單板機(jī)通過(guò)精密溫度傳感器2獲取受熱片5的溫度，通過(guò)單板機(jī) 調(diào)整施加于熱泵的功率，并使受熱片5的輻射面5A的溫度保持某個(gè)設(shè)定溫度，例如2crc或3crc或4(rc等，由輻射面5A發(fā)出的光線(xiàn)可以通過(guò)通光防塵罩6，透鏡系7，傳給紅外攝像頭8。將紅外攝像頭8的測(cè)量溫度Ta與精 密溫度傳感器2的測(cè)量溫度Tffi進(jìn)行比較，求出偏差值A(chǔ)t-T^T^將紅外攝 像頭的測(cè)量值修正為T(mén)a-At。(3) 校準(zhǔn)完成后，單板機(jī)9發(fā)出指令控制旋轉(zhuǎn)軸3逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度。 此時(shí)被測(cè)物發(fā)出的光線(xiàn)經(jīng)鏡筒10、透鏡系7，到達(dá)紅外攝像頭8，由紅外攝 像頭8采集的數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)傳給單板機(jī)9，從而獲得被測(cè)對(duì)像的溫度。
權(quán)利要求
1、一種便攜式紅外測(cè)溫裝置，包括透鏡系、鏡筒、紅外攝像頭和單板機(jī)，其特征在于該裝置還設(shè)有用于改變可控恒溫輻射面空間位置的旋轉(zhuǎn)軸、精密溫度傳感器、熱泵、受熱片、通光防塵罩和殼體；上述組成均組裝在同一個(gè)殼體中，精密溫度傳感器置于溫度受熱體的內(nèi)腔，受熱片粘附在熱泵的一端面上，熱泵、受熱片均固定安裝在腔體內(nèi)，通光防塵罩固定安裝在腔體的光路出口端，旋轉(zhuǎn)軸位于鏡筒的邊框上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式紅外測(cè)溫裝置，其特征在于所 述腔體隨旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)而整體旋轉(zhuǎn)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種便攜式紅外測(cè)溫裝置，其特征在于: 所述鏡筒的橫截面為圓形或長(zhǎng)方形或正方形。
4、 一種便攜式紅外測(cè)溫裝置的自校準(zhǔn)方法，其特征在于該自校準(zhǔn)方法 包含以下內(nèi)容 (1) 由用戶(hù)根據(jù)需要設(shè)定兩次校準(zhǔn)之間的間隔時(shí)間，并按設(shè)定的時(shí)間， 通過(guò)單板機(jī)指令控制旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，連通受熱片的輻射面與紅外攝像頭之間的 光路，同時(shí)隔斷紅外攝像頭與被測(cè)物之間構(gòu)成的光路； (2) 將受熱片的輻射面的實(shí)時(shí)溫度與紅外攝像頭的測(cè)定溫度進(jìn)行比較，求出偏差值，再用該偏差值對(duì)被測(cè)對(duì)象的熱像溫度數(shù)值進(jìn)行校準(zhǔn)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種便攜式紅外測(cè)溫裝置的自校準(zhǔn)方法，其特征在于所述受熱片的輻射面與紅外攝像頭之間的光路連通是通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)而構(gòu)成的光路。
全文摘要
本發(fā)明是一種便攜式紅外測(cè)溫裝置及其自校準(zhǔn)方法。該裝置是由透鏡系、鏡筒、紅外攝像頭、單板機(jī)、用于改變可控恒溫輻射面空間位置的旋轉(zhuǎn)軸、精密溫度傳感器、熱泵、受熱片、通光防塵罩組成，并均組裝在同一個(gè)殼體中。由用戶(hù)根據(jù)需要設(shè)定校準(zhǔn)間隔時(shí)間，并通過(guò)單板機(jī)指令控制旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，連通受熱片的輻射面與紅外攝像頭之間的光路，同時(shí)隔斷紅外攝像頭與被測(cè)物之間構(gòu)成的光路；將受熱片的輻射面的實(shí)時(shí)溫度與紅外攝像頭的測(cè)定溫度進(jìn)行比較，求出偏差值，再用該偏差值對(duì)被測(cè)對(duì)象的熱像溫度數(shù)值進(jìn)行校準(zhǔn)。本發(fā)明特別適合制造便攜式設(shè)備，并集測(cè)量與校準(zhǔn)于一體，在保證測(cè)量精度滿(mǎn)足需要的情況下，可提高工作效率，降低溫度測(cè)量成本。
文檔編號(hào)G01J5/10GK101216349SQ20081002566
公開(kāi)日2008年7月9日 申請(qǐng)日期2008年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月7日
發(fā)明者偉 夏, 王龍貴, 鄧文君, 明 邵, 鐘文鎮(zhèn) 申請(qǐng)人:中華人民共和國(guó)中山出入境檢驗(yàn)檢疫局;華南理工大學(xué)