CN101216349A

CN101216349A - 一种便携式红外测温装置及其自校准方法

Info

Publication number: CN101216349A
Application number: CNA2008100256629A
Authority: CN
Inventors: 邓文君; 王龙贵; 钟文镇; 夏伟; 邵明
Original assignee: ZHONGSHAN ENTRY-EXIT INSPECTION AND QUARANTINE; South China University of Technology SCUT
Current assignee: ZHONGSHAN ENTRY-EXIT INSPECTION AND QUARANTINE; South China University of Technology SCUT
Priority date: 2008-01-07
Filing date: 2008-01-07
Publication date: 2008-07-09

Abstract

本发明是一种便携式红外测温装置及其自校准方法。该装置是由透镜系、镜筒、红外摄像头、单板机、用于改变可控恒温辐射面空间位置的旋转轴、精密温度传感器、热泵、受热片、通光防尘罩组成，并均组装在同一个壳体中。由用户根据需要设定校准间隔时间，并通过单板机指令控制旋转轴旋转，连通受热片的辐射面与红外摄像头之间的光路，同时隔断红外摄像头与被测物之间构成的光路；将受热片的辐射面的实时温度与红外摄像头的测定温度进行比较，求出偏差值，再用该偏差值对被测对象的热像温度数值进行校准。本发明特别适合制造便携式设备，并集测量与校准于一体，在保证测量精度满足需要的情况下，可提高工作效率，降低温度测量成本。

Description

一种便携式红外测温装置及其自校准方法

技术领域

本发明涉及红外测温装置及其校验方法，具体是指一种便携式红外测温装置及其自校准方法。

背景技术

红外测温系统的定标对于红外系统的测量准确度至关重要。定标的过程是将红外系统的输出电压对应到被测量物体的真实辐射亮度或辐射温度。红外测量系统的状态与很多因素有关，例如红外器件的老化，光电转换设备的老化，电子线路的噪声，甚至环境温度、湿度的变化都会影响到红外系统的工作，如果红外系统的状态已经改变，但是系统又没有及时定标，那么所测得的红外辐射亮度和温度必然不能反映被测对像的真实辐射温度和亮度。目前，我国红外辐射温度计已开始在各个行业得到广泛应用。然而，绝大部分红外辐射温度计还不具备在线自校准功能，需要按期送到计量部门重新校正。

中国200610072947.9号专利申请公开了一种红外测温实时校准的方法及装置，其设置与被测物红外发射率相同的温度恒定的恒温源，恒温源要求与被测物处在同一数据采集平面上；用单板机同时采集被测物和恒温源的红外辐射能量信号，并对两者的温度值进行比较，求出偏差值，再用该偏差值对被测物的热像温度数据值进行校准。据称，这种红外测温装置的实时性很好，测量结果精度高。但是这种装置要求被测物与恒温源位于同一数据采集平面上，故整个装置封装性很差，比较适合用于室内固定安装，很难做成便携式在线校准红外测温仪。另外，采用单板机同时采集被测物和恒温源的红外辐射能量信号，求出偏差，并进行实时校正的工作方式比较适合要求温度测量精度非常高的场合，而实际应用中有许多场合对温度测量的精度要求相对较低，因此无需每次测量都进行校正，如果仍用高精度的装置，则会造成资源浪费，而且工作效率相对低下。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种便携式红外测温装置及其自校准方法。利用这种方法和装置可以有效地消除外界因素对红外温度传感器采集信号的干扰，提高红外测温仪的测量精度。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种便携式红外测温装置，包括透镜系、镜筒、红外摄像头和单板机，其特征在于：该装置还设有用于改变可控恒温辐射面空间位置的旋转轴、精密温度传感器、热泵、受热片、通光防尘罩和壳体；上述组成均组装在同一个壳体中，精密温度传感器置于温度受热体的内腔，受热片粘附在热泵的一端面上，热泵、受热片均固定安装在腔体内，通光防尘罩固定安装在腔体的光路出口端，旋转轴位于镜筒的边框上。

所述腔体随旋转轴转动而整体旋转。

所述镜筒的横截面为圆形或长方形或正方形。

本发明一种便携式红外测温装置的自校准方法包含以下内容：

(1)由用户根据需要设定两次校准之间的间隔时间，并按设定的时间，通过单板机指令控制旋转轴旋转，连通受热片的辐射面与红外摄像头之间的光路，同时隔断红外摄像头与被测物之间构成的光路；

(2)将受热片的辐射面的实时温度与红外摄像头的测定温度进行比较，求出偏差值，再用该偏差值对被测对象的热像温度数值进行校准。

所述受热片的辐射面与红外摄像头之间的光路连通是通过旋转轴旋转而构成的光路。

本发明相对现有技术具有以下优点：

1、本发明特别适合制造便携式设备。通过内置可控恒温辐射面，集测量与校准于一体，适合长期野外测量工作。

2、本发明具备在线自校准功能，无需送到计量部门作系统的定标。

3、本发明特别适合温度测量不需要极其精密的场合，无需每次测量都进行校正，可以根据需要设定校准的时间间隔，进行校准，在保证测量精度满足需要的情况下，可以大大减少单板机的运算量，提高工作效率，降低温度测量成本。

附图说明

图1为本发明的便携式红外测温装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图进一步详细描述本发明，附图所示为本发明的具体实施结构，但本发明实施方式不限于此。

如图1所示，本装置由JY2PTWD-1A型精密温度传感器2、正方形或圆形或长方形镜筒10、用于改变受热片5的辐射面5A空间位置的旋转轴3、珀耳帖热泵4、精密温度传感器2、受热片5、通光防尘罩6、透镜系7、红外摄像头8和单板机9组装在同一个壳体1中。旋转轴3、受热片5以及红外摄像头8通过数据线与单板机9连接，旋转轴3位于镜筒10的边框上，通过单板机9的指令控制旋转轴3旋转。精密温度传感器2置于温度受热体5的内腔，受热片粘附在热泵4的一端面上，热泵4、受热片5均固定安装在腔体11内，通光防尘罩6固定安装在腔体11的光路出口端，腔体11随旋转轴3转动而整体旋转。

用上述装置进行自校准方法的过程是：

(1)两次校准之间的间隔时间由用户根据需要设定，在需要校准红外摄像头8的时候，通过单板机9发送指令，旋转轴3旋转，直至受热片5的辐射面5A垂直于镜筒10的内壁；

(2)单板机通过精密温度传感器2获取受热片5的温度，通过单板机调整施加于热泵的功率，并使受热片5的辐射面5A的温度保持某个设定温度，例如20℃或30℃或40℃等，由辐射面5A发出的光线可以通过通光防尘罩6，透镜系7，传给红外摄像头8。将红外摄像头8的测量温度T_红与精密温度传感器2的测量温度T_精进行比较，求出偏差值Δt＝T_红-T_精，将红外摄像头的测量值修正为T_红-Δt。

(3)校准完成后，单板机9发出指令控制旋转轴3逆时针旋转90度。此时被测物发出的光线经镜筒10、透镜系7，到达红外摄像头8，由红外摄像头8采集的数据通过数据线传给单板机9，从而获得被测对像的温度。

Claims

1.一种便携式红外测温装置，包括透镜系、镜筒、红外摄像头和单板机，其特征在于：该装置还设有用于改变可控恒温辐射面空间位置的旋转轴、精密温度传感器、热泵、受热片、通光防尘罩和壳体；上述组成均组装在同一个壳体中，精密温度传感器置于温度受热体的内腔，受热片粘附在热泵的一端面上，热泵、受热片均固定安装在腔体内，通光防尘罩固定安装在腔体的光路出口端，旋转轴位于镜筒的边框上。

2.根据权利要求1所述的一种便携式红外测温装置，其特征在于：所述腔体随旋转轴转动而整体旋转。

3.根据权利要求1或2所述的一种便携式红外测温装置，其特征在于：所述镜筒的横截面为圆形或长方形或正方形。

4.一种便携式红外测温装置的自校准方法，其特征在于：该自校准方法包含以下内容：

5.根据权利要求4所述的一种便携式红外测温装置的自校准方法，其特征在于：所述受热片的辐射面与红外摄像头之间的光路连通是通过旋转轴旋转而构成的光路。