CN106527530A - 一种恒温加热台的温度均匀性检测与控制方法及其系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种恒温加热台的温度均匀性检测方法，涉及图像处理领域，包括如下步骤：首先，采集恒温台的热红外原始图像，并进行灰度化，划分图像为多个加热区域；然后，统计采集图像灰度变化信息，获取像素灰度波动值，若波动值大于设定阈值，则对加热件的加热功率进行修正。此外，本发明还公开一种恒温加热台的温度均匀性检测系统。本发明通过采集恒温加热台的台面热红外原始图像，并进行图像处理，可以快速获得恒温加热台的均匀程度进行判定，避免采用传统温度传感器测量的温漂，提高检测精度。此外，本发明还根据图像灰度，获取加热件校正系数，控制发热件发热功率，以达到恒温加热台各区域温度均匀的目的。
Description
技术领域
本发明涉及恒温加热台设备领域，特别是涉及一种恒温加热台的温度均匀性检测方法及其系统。
背景技术
恒温加热台能够提高简单且较为恒定的温度环境，广泛应用于诸多领域。例如，医学实验、化学实验、化工生产等。
现有恒温加热台多为电阻式恒温加热台，温度控制精度仍存在不足。对于加热面积较大的恒温加热台，常常出现各个区域加热不均匀，温度分布不均匀则会对医学实验、化学实验、化工生产等造成影响。同时，现有技术在恒温加热台均匀性检测上研究较少，一般采用温度传感器采集各个区域的问题，而温度传感器的测量值又容易受环境温度影响而产生温漂，影响检测准确性和精度。故而，在恒温加热台领域不适宜采用温度传感器对各个区域进行检测均匀性。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种恒温加热台的温度均匀性检测方法及其系统，解决现有技术采用温度传感器测量恒温加热台产生的温漂问题，提高检测精度和检测速度。
为实现上述目的，本发明提供了一种恒温加热台的温度均匀性检测方法，所述恒温台包括加热面板和控制台，所述加热面板与所述控制台电连接，所述加热面板内包括多个均匀排布的加热体；其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、热红外成像采集模块采集恒温台的热红外原始图像；
步骤S2、将所述原始图像灰度化，根据所述加热件的位置，将所述加热面板划分为多个加热区域；取各个所述加热区域的灰度平均值Grayj作为该区域像素点灰度值；所述j满足1≤j≤Sum；所述Sum为发热件总个数；所述Sum为正整数；
步骤S3、采集经步骤S2处理后图像的横向像素灰度上升个数Hup、横向像素灰度下降个数Hdown、纵向像素灰度上升个数Zup以及纵向像素灰度下降个数Zdown；所述Hup、Hdown、Zup、Zdown为自然数；
步骤S4、获取灰度平均波动幅值F，所述所述为经步骤S2处理后图像的平均灰度值；所述
步骤S5、获取像素灰度波动值E，若E>ETH，则执行步骤S6；若E≤ETH，则各个所述加热件的校正系数βi＝1，执行步骤S7；其中，所述所述ETH取值范围为0.01≤ETH≤10；所述ETH为像素灰度波动阈值；
步骤S6、获取各个所述加热件的校正系数βi，执行步骤S7；其中，所述所述βi≥0；
步骤S7、根据所述校正系数βi，所述控制台控制各个所述加热件加热功率。
在该技术方案中，通过采集恒温加热台的台面热红外原始图像，并进行图像处理，可以快速获得恒温加热台的均匀程度进行判定，避免采用传统温度传感器测量的温漂，提高检测精度；
在该技术方案步骤S2中，根据加热件排布对台面进行分区，减少处理数据，提高测量速度。
在该技术方案步骤S3至S5中，提取灰度变化信息，直接进行数值运算，获得像素灰度波动，快速获得台面温度波动程度是否合格的信息，提高台面温度波动的检测速度和精度。通过获得像素点相对于灰度平均值的平均波动幅值F，再通过获得像素灰度波动值，该公式的物理意义在于，像素灰度波动值E与灰度平均波动幅值F成正比，与横纵波动个数的几何平均值成正比，与像素总个数Sum成反比。总之，采用步骤S3、S4、S5的有益之处在于，快速且精确获得台面温度波动程度。
在该技术方案步骤S6至S7中，通过求解各个加热件的校正系数，并根据校正系数，控制加热件功率，已达到恒温加热台的台面上各区域温度均匀的目的，提高恒温加热台性能。
进一步而言，所述采集横向像素灰度上升个数Hup的步骤包括：
步骤S311：采集第m行中，后一个像素点灰度值Gray(m,n)大于前一个像素点灰度值Gray(m,n-1)的单行横向像素上升个数Hup_m；
步骤S312：对各行的所述单行横向像素上升个数Hup_m求和，获取横向像素灰度上升个数Hup；所述
所述采集横向像素灰度下降个数Hdown的步骤包括：
步骤S321：采集第m行中，后一个像素点灰度值Gray(m,n)小于前一个像素点灰度值Gray(m,n-1)的单行横向像素下降个数Hdown_m；
步骤S322：对各行的所述单行横向像素下降个数Hdown_m求和，获取横向像素灰度下降个数Hdown；所述
其中，所述1≤m≤M，2≤n≤N；所述M为图像总行数，所述N为图像总列数。
在该技术方案中，通过获取像素与周边像素的上升或下降关系，统计灰度上升和下降数据，有助于后续步骤的数值运算，提高检测精度。
进一步而言，所述采集纵向像素灰度上升个数Zup的步骤包括：
步骤S331：采集第n列中，后一个像素点灰度值Gray(m,n)大于前一个像素点灰度值Gray(m-1,n)的单列纵向像素上升个数Zup_n；
步骤S332：对各列的所述单列纵向像素上升个数Zup_n求和，获取纵向像素灰度上升个数Zup；所述
所述采集纵向像素灰度下降个数Zdown的步骤包括：
步骤S341：采集第n列中，后一个像素点灰度值Gray(m,n)小于前一个像素点灰度值Gray(m-1,n)的单列纵向像素下降个数Zdown_n；
步骤S342：对各列的所述单行纵向像素下降个数Zdown_n求和，获取纵向像素灰度下降个数Zdown；所述
其中，所述2≤m≤M，1≤n≤N；所述M为图像总行数，所述N为图像总列数。
在该技术方案中，通过获取像素与周边像素的上升或下降关系，统计灰度上升和下降数据，有助于后续步骤的数值运算，提高检测精度。
进一步而言，所述加热件为电阻式加热件，所述加热件与所述控制台的加热驱动模块的输出端连接，所述加热驱动模块为所述加热件提供脉冲驱动电压；所述步骤S7包括：所述控制台根据各个所述区域的所述校正系数βi，求解各个所述发热件的脉冲驱动电压的占空比Ri，所述加热驱动模块以占空比Ri为各个所述加热件提供脉冲驱动电压。
在该技术方案中，通过设定驱动占空比来控制加热件的加热功率，以达到对加热台各个区域的温度调控作用，使恒温加热台温度分布均匀。
有鉴于现有技术的缺陷，本发明还提供一种恒温加热台的温度均匀性检测系统，包括：
加热面板，用于承载被加热物体，所述加热面板内包括多个均匀排布的加热体；
控制台，用于控制所述加热面板加热，所述加热面板与所述控制台电连接；所述控制台包括加热驱动模块；
热红外成像采集模块，用于采集恒温台的热红外原始图像；
图像分区模块，用于将所述原始图像灰度化，根据所述加热件的位置，将所述加热面板划分为多个加热区域；取各个所述加热区域的灰度平均值Grayj作为该区域像素点灰度值；所述j满足1≤j≤Sum；所述Sum为发热件总个数；所述Sum为正整数；
图像灰度变化采集模块，用于采集经图像分区模块处理后图像的横向像素灰度上升个数Hup、横向像素灰度下降个数Hdown、纵向像素灰度上升个数Zup以及纵向像素灰度下降个数Zdown；所述Hup、Hdown、Zup、Zdown为自然数；
图像灰度波动求解模块，用于获取灰度平均波动幅值F，所述所述为经图像分区模块处理后图像的平均灰度值；所述
加热均匀度判定模块，用于获取像素灰度波动值E，若E>ETH，则将所述像素灰度波动值E发送给校正系数生成模块；若E≤ETH，则各个所述加热件的校正系数βi＝1；其中，所述所述ETH取值范围为0.01≤ETH≤10；所述ETH为像素灰度波动阈值；
校正系数生成模块，用于获取各个所述加热件的校正系数βi；其中，所述所述βi≥0；
所述加热驱动模块，用于驱动所述加热件；所述控制台根据所述校正系数βi，并通过所述加热驱动模块，控制各个所述加热件加热功率。
在该技术方案中，通过采集恒温加热台的台面热红外原始图像，并进行图像处理，可以快速获得恒温加热台的均匀程度进行判定，避免采用传统温度传感器测量的温漂，提高检测精度；
在该技术方案中，根据加热件排布对台面进行分区，减少处理数据，提高测量速度。
在该技术方案中，提取灰度变化信息，直接进行数值运算，获得像素灰度波动，快速获得台面温度波动程度是否合格的信息，提高台面温度波动的检测速度和精度。通过获得像素点相对于灰度平均值的平均波动幅值F，再通过获得像素灰度波动值，该公式的物理意义在于，像素灰度波动值E与灰度平均波动幅值F成正比，与横纵波动个数的几何平均值成正比，与像素总个数Sum成反比。该技术方案可以快速且精确获得台面温度波动程度。
在该技术方案中，通过求解各个加热件的校正系数，并根据校正系数，控制加热件功率，已达到恒温加热台的台面上各区域温度均匀的目的，提高恒温加热台性能。
进一步而言，所述图像灰度变化采集模块，包括：横向灰度上升个数求解单元、横向灰度下降个数求解单元、纵向灰度上升个数求解单元以及纵向灰度下降个数求解单元。
进一步而言，所述横向灰度上升个数求解单元，被配置为：
采集第m行中，后一个像素点灰度值Gray(m,n)大于前一个像素点灰度值Gray(m,n-1)的单行横向像素上升个数Hup_m；
对各行的所述单行横向像素上升个数Hup_m求和，获取横向像素灰度上升个数Hup；所述
所述横向灰度下降个数求解单元，被配置为：
采集第m行中，后一个像素点灰度值Gray(m,n)小于前一个像素点灰度值Gray(m,n-1)的单行横向像素下降个数Hdown_m；
对各行的所述单行横向像素下降个数Hdown_m求和，获取横向像素灰度下降个数Hdown；所述
其中，所述1≤m≤M，2≤n≤N；所述M为图像总行数，所述N为图像总列数。
在该技术方案中，通过获取像素与周边像素的上升或下降关系，统计灰度上升和下降数据，有助于后续步骤的数值运算，提高检测精度。
进一步而言，所述纵向灰度上升个数求解单元，被配置为：
采集第n列中，后一个像素点灰度值Gray(m,n)大于前一个像素点灰度值Gray(m-1,n)的单列纵向像素上升个数Zup_n；
对各列的所述单列纵向像素上升个数Zup_n求和，获取纵向像素灰度上升个数Zup；所述
所述纵向灰度下降个数求解单元，被配置为：
采集第n列中，后一个像素点灰度值Gray(m,n)小于前一个像素点灰度值Gray(m-1,n)的单列纵向像素下降个数Zdown_n；
对各列的所述单行纵向像素下降个数Zdown_n求和，获取纵向像素灰度下降个数Zdown；所述
其中，所述2≤m≤M，1≤n≤N；所述M为图像总行数，所述N为图像总列数。
在该技术方案中，通过获取像素与周边像素的上升或下降关系，统计灰度上升和下降数据，有助于后续步骤的数值运算，提高检测精度。
进一步而言，所述加热件为电阻式加热件，所述加热件与所述控制台的加热驱动模块的输出端连接，所述加热驱动模块为所述加热件提供脉冲驱动电压；
所述控制台根据各个所述区域的所述校正系数βi，求解各个所述发热件的脉冲驱动电压的占空比Ri，所述加热驱动模块以占空比Ri为各个所述加热件提供脉冲驱动电压。
在该技术方案中，通过设定驱动占空比来控制加热件的加热功率，以达到对加热台各个区域的温度调控作用，使恒温加热台温度分布均匀。
本发明的有益效果是：本发明通过采集恒温加热台的台面热红外原始图像，并进行图像处理，可以快速获得恒温加热台的均匀程度进行判定，避免采用传统温度传感器测量的温漂，提高检测精度。本发明根据加热件排布对台面进行分区，减少处理数据，提高测量速度。本发明通过提取灰度变化信息，直接进行数值运算，获得像素灰度波动，快速获得台面温度波动程度是否合格的信息，提高台面温度波动的检测速度和精度。本发明通过求解各个加热件的校正系数，并根据校正系数，控制加热件功率，已达到恒温加热台的台面上各区域温度均匀的目的，提高恒温加热台性能。
附图说明
图1是本发明一具体实施方式的流程示意图；
图2是本发明一具体实施方式中图像区域划分的结构示意图；
图3是本发明一具体实施方式中图像分区后的图像单行灰度变化曲线；
图4是本发明另一具体实施方式的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
如图1所示，本发明提供一种恒温加热台的温度均匀性检测方法，所述恒温台包括加热面板和控制台，所述加热面板与所述控制台电连接，所述加热面板内包括多个均匀排布的加热体；其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、热红外成像采集模块采集恒温台的热红外原始图像；
步骤S2、将所述原始图像灰度化，根据所述加热件的位置，将所述加热面板划分为多个加热区域；取各个所述加热区域的灰度平均值Grayj作为该区域像素点灰度值；所述j满足1≤j≤Sum；所述Sum为发热件总个数；所述Sum为正整数；
步骤S3、采集经步骤S2处理后图像的横向像素灰度上升个数Hup、横向像素灰度下降个数Hdown、纵向像素灰度上升个数Zup以及纵向像素灰度下降个数Zdown；所述Hup、Hdown、Zup、Zdown为自然数；
步骤S4、获取灰度平均波动幅值F，所述所述为经步骤S2处理后图像的平均灰度值；所述
步骤S5、获取像素灰度波动值E，若E>ETH，则执行步骤S6；若E≤ETH，则各个所述加热件的校正系数βi＝1，执行步骤S7；其中，所述所述ETH取值范围为0.01≤ETH≤10；所述ETH为像素灰度波动阈值；
步骤S6、获取各个所述加热件的校正系数βi，执行步骤S7；其中，所述所述βi≥0；
步骤S7、根据所述校正系数βi，所述控制台控制各个所述加热件加热功率。
下面通过实施例，针对本发明各个步骤进行详细说明。
如图1-4所示，在本发明第一实施例中，提供一种恒温加热台的温度均匀性检测方法，所述恒温台包括加热面板和控制台，所述加热面板与所述控制台电连接，所述加热面板内包括多个均匀排布的加热体；包括如下步骤：
步骤S1、热红外成像采集模块采集恒温台的热红外原始图像；
设定加热温度，恒温加热台的控制台控制加热面板的各个加热体以相同的电源驱动，达到温度平衡后，热红外成像采集模块采集恒温台的热红外原始图像。实际上，热红外成像采集模块是设置在恒温台上方，并且热红外成像采集模块的光轴与恒温台台面垂直，拍摄到的图像也与恒温台台面对齐。热红外成像采集模块采用现有技术公开的热红外成像仪。
步骤S2、将所述原始图像灰度化，根据所述加热件的位置，将所述加热面板划分为多个加热区域；取各个所述加热区域的灰度平均值Grayj作为该区域像素点灰度值；所述j满足1≤j≤Sum；所述Sum为发热件总个数；所述Sum为正整数；
在一实施中，按加热件排布均分为若干区域。在一个典型的加热件排布，加热件是采用阵列排布，其有益之处在于，可以提高加热台台面的整体温度均匀的控制，加热件越多，则温度可控制越均匀。
如图2，示例性的，单个加热件所占图像为3×3像素，以原图像3×3像素点为划分的单个区域，并以3×3像素点的平均灰度值作为新图像的灰度值。值得一提的是，在本实施例中，热红外图像的灰度值与温度成正比。这与热红外成像仪的性能有关，本实施例中，采用现有技术中提供的热红外成像仪来采集本实施例所需的热红外原始图像。此外，在本实施例中，灰度平均值Grayj是将区域内9个像素点取平均值，并且该值为四舍五入，或向上取整的值，取整有利于提高计算速度。
步骤S3、采集经步骤S2处理后图像的横向像素灰度上升个数Hup、横向像素灰度下降个数Hdown、纵向像素灰度上升个数Zup以及纵向像素灰度下降个数Zdown；所述Hup、Hdown、Zup、Zdown为自然数；
在本实施例中，所述采集横向像素灰度上升个数Hup的步骤包括：
步骤S311：采集第m行中，后一个像素点灰度值Gray(m,n)大于前一个像素点灰度值Gray(m,n-1)的单行横向像素上升个数Hup_m；
步骤S312：对各行的所述单行横向像素上升个数Hup_m求和，获取横向像素灰度上升个数Hup；所述
在本实施例中，所述采集横向像素灰度下降个数Hdown的步骤包括：
步骤S321：采集第m行中，后一个像素点灰度值Gray(m,n)小于前一个像素点灰度值Gray(m,n-1)的单行横向像素下降个数Hdown_m；
步骤S322：对各行的所述单行横向像素下降个数Hdown_m求和，获取横向像素灰度下降个数Hdown；所述
其中，所述1≤m≤M，2≤n≤N；所述M为图像总行数，所述N为图像总列数。
在本实施例中，所述采集纵向像素灰度上升个数Zup的步骤包括：
步骤S331：采集第n列中，后一个像素点灰度值Gray(m,n)大于前一个像素点灰度值Gray(m-1,n)的单列纵向像素上升个数Zup_n；
步骤S332：对各列的所述单列纵向像素上升个数Zup_n求和，获取纵向像素灰度上升个数Zup；所述
在本实施例中，所述采集纵向像素灰度下降个数Zdown的步骤包括：
步骤S341：采集第n列中，后一个像素点灰度值Gray(m,n)小于前一个像素点灰度值Gray(m-1,n)的单列纵向像素下降个数Zdown_n；
步骤S342：对各列的所述单行纵向像素下降个数Zdown_n求和，获取纵向像素灰度下降个数Zdown；所述
其中，所述2≤m≤M，1≤n≤N；所述M为图像总行数，所述N为图像总列数。
示例性的，如图3所示，对图像第m行的数据变化信息进行统计，获得单行横向像素上升个数Hup_m＝5，单行横向像素下降个数Hdown_m＝4。
步骤S4、获取灰度平均波动幅值F，所述所述为经步骤S2处理后图像的平均灰度值；所述
步骤S5、获取像素灰度波动值E，若E>ETH，则执行步骤S6；若E≤ETH，则各个所述加热件的校正系数βi＝1，执行步骤S7；其中，所述所述ETH取值范围为0.01≤ETH≤10；所述ETH为像素灰度波动阈值；
步骤S6、获取各个所述加热件的校正系数βi，执行步骤S7；其中，所述
在本实施例中，热红外成像模块的灰度值与热红外成像模块的灰阶成正比，故而加热件温度的校正系数
值得一提的是，加热件的校正系数βi需要写入到恒温加热台的控制台中，以便后续控制台提取校正系数βi控制各个加热件工作。
步骤S7、根据所述校正系数βi，所述控制台控制各个所述加热件加热功率。
在本实施例中，所述加热件为电阻式加热件，所述加热件与所述控制台的加热驱动模块的输出端连接，所述加热驱动模块为所述加热件提供脉冲驱动电压；所述步骤S7包括：
所述控制台根据各个所述区域的所述校正系数βi，求解各个所述发热件的脉冲驱动电压的占空比Ri，所述加热驱动模块以占空比Ri为各个所述加热件提供脉冲驱动电压。
在本实施例中，加热体是电阻式加热，采用脉冲驱动加热体。实际上也可以采用电压驱动，设置多个驱动电压值，来达到不同的加热体功率。采用脉冲驱动加热方式好处在于，可通过单片机等控制器，生成脉冲信号控制加热体驱动模块，继而根据不同的脉冲占空比，控制加热体的功率，无需变更电压值。
值得一提的是，在本实施例中，加热体的功率P与温度T成正比，而加热体的功率P与占空比Ri成正比，温度T与校正系数βi成正比，故而Ri＝βiR0，所述R0为校正前加热件的占空比，所述Ri校正后第i个加热件的驱动占空比。值得一提的是，在检测温度均匀性时，各个加热件采用统一的占空比R0，检测温度均匀性后，采用各自的占空比Ri以达到温度均匀分布。
如图1-4所示，在本发明第二实施例中，公开一种恒温加热台的温度均匀性检测系统，包括：
加热面板，用于承载被加热物体，所述加热面板内包括多个均匀排布的加热体；
控制台，用于控制所述加热面板加热，所述加热面板与所述控制台电连接；所述控制台包括加热驱动模块；
热红外成像采集模块，用于采集恒温台的热红外原始图像；
图像分区模块，用于将所述原始图像灰度化，根据所述加热件的位置，将所述加热面板划分为多个加热区域；取各个所述加热区域的灰度平均值Grayj作为该区域像素点灰度值；所述j满足1≤j≤Sum；所述Sum为发热件总个数；所述Sum为正整数；
图像灰度变化采集模块，用于采集经图像分区模块处理后图像的横向像素灰度上升个数Hup、横向像素灰度下降个数Hdown、纵向像素灰度上升个数Zup以及纵向像素灰度下降个数Zdown；所述Hup、Hdown、Zup、Zdown为自然数；
图像灰度波动求解模块，用于获取灰度平均波动幅值F，所述所述为经图像分区模块处理后图像的平均灰度值；所述
加热均匀度判定模块，用于获取像素灰度波动值E，若E>ETH，则将所述像素灰度波动值E发送给校正系数生成模块；若E≤ETH，则各个所述加热件的校正系数βi＝1；其中，所述所述ETH取值范围为0.01≤ETH≤10；所述ETH为像素灰度波动阈值；
校正系数生成模块，用于获取各个所述加热件的校正系数βi；其中，所述所述βi≥0；
值得一提的是，加热件的校正系数βi需要写入到恒温加热台的控制台中，以便后续控制台提取校正系数βi控制各个加热件工作。
所述加热驱动模块，用于驱动所述加热件；所述控制台根据所述校正系数βi，并通过所述加热驱动模块，控制各个所述加热件加热功率。
在本实施例中，所述图像灰度变化采集模块，包括：横向灰度上升个数求解单元、横向灰度下降个数求解单元、纵向灰度上升个数求解单元以及纵向灰度下降个数求解单元。
在本实施例中，所述横向灰度上升个数求解单元，被配置为：
采集第m行中，后一个像素点灰度值Gray(m,n)大于前一个像素点灰度值Gray(m,n-1)的单行横向像素上升个数Hup_m；
对各行的所述单行横向像素上升个数Hup_m求和，获取横向像素灰度上升个数Hup；所述
所述横向灰度下降个数求解单元，被配置为：
采集第m行中，后一个像素点灰度值Gray(m,n)小于前一个像素点灰度值Gray(m,n-1)的单行横向像素下降个数Hdown_m；
对各行的所述单行横向像素下降个数Hdown_m求和，获取横向像素灰度下降个数Hdown；所述
其中，所述2≤m≤M，1≤n≤N；所述M为图像总行数，所述N为图像总列数。
在本实施例中，所述纵向灰度上升个数求解单元，被配置为：
采集第n列中，后一个像素点灰度值Gray(m,n)大于前一个像素点灰度值Gray(m-1,n)的单列纵向像素上升个数Zup_n；
对各列的所述单列纵向像素上升个数Zup_n求和，获取纵向像素灰度上升个数Zup；所述
所述纵向灰度下降个数求解单元，被配置为：
采集第n列中，后一个像素点灰度值Gray(m,n)小于前一个像素点灰度值Gray(m-1,n)的单列纵向像素下降个数Zdown_n；
对各列的所述单行纵向像素下降个数Zdown_n求和，获取纵向像素灰度下降个数Zdown；所述
其中，所述1≤m≤M，2≤n≤N；所述M为图像总行数，所述N为图像总列数。
在本实施例中，所述加热件为电阻式加热件，所述加热件与所述控制台的加热驱动模块的输出端连接，所述加热驱动模块为所述加热件提供脉冲驱动电压；
所述控制台根据各个所述区域的所述校正系数βi，求解各个所述发热件的脉冲驱动电压的占空比Ri，所述加热驱动模块以占空比Ri为各个所述加热件提供脉冲驱动电压。
本实施例的工作原理：从整体而言，本实施例中包括恒温加热台和温度均匀性检测与控制系统，该系统通过采集正常工作中的恒温加热台台面的热红外图像，并对该图像进行图像处理，评判恒温加热台的温度均匀性，若温度均匀性良好，则恒温加热台温度均匀性检测合格，不对其各个加热件的功率进行校正；若温度均匀性较差，则根据各个加热件区域的灰度值，计算其校正系数，将各个加热件的校正系数，写入恒温加热台的控制台中，并根据该系数控制各个加热件的驱动占空比，获得温度均匀分布的恒温加热台。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (9)
1.一种恒温加热台的温度均匀性检测方法，所述恒温台包括加热面板和控制台，所述加热面板与所述控制台电连接，所述加热面板内包括多个均匀排布的加热体；其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、热红外成像采集模块采集恒温台的热红外原始图像；
步骤S2、将所述原始图像灰度化，根据所述加热件的位置，将所述加热面板划分为多个加热区域；取各个所述加热区域的灰度平均值Grayj作为该区域像素点灰度值；所述j满足1≤j≤Sum；所述Sum为发热件总个数；所述Sum为正整数；
步骤S3、采集经步骤S2处理后图像的横向像素灰度上升个数Hup、横向像素灰度下降个数Hdown、纵向像素灰度上升个数Zup以及纵向像素灰度下降个数Zdown；所述Hup、Hdown、Zup、Zdown为自然数；
步骤S4、获取灰度平均波动幅值F，所述所述为经步骤S2处理后图像的平均灰度值；所述
步骤S5、获取像素灰度波动值E，若E>ETH，则执行步骤S6；若E≤ETH，则各个所述加热件的校正系数βi＝1，执行步骤S7；其中，所述所述ETH取值范围为0.01≤ETH≤10；所述ETH为像素灰度波动阈值；
步骤S6、获取各个所述加热件的校正系数βi，执行步骤S7；其中，所述所述βi≥0；
步骤S7、根据所述校正系数βi，所述控制台控制各个所述加热件加热功率。
2.如权利要求1所述的一种恒温加热台的温度均匀性检测方法，其特征在于，
所述采集横向像素灰度上升个数Hup的步骤包括：
步骤S311：采集第m行中，后一个像素点灰度值Gray(m,n)大于前一个像素点灰度值Gray(m,n-1)的单行横向像素上升个数Hup_m；
步骤S312：对各行的所述单行横向像素上升个数Hup_m求和，获取横向像素灰度上升个数Hup；所述
所述采集横向像素灰度下降个数Hdown的步骤包括：
步骤S321：采集第m行中，后一个像素点灰度值Gray(m,n)小于前一个像素点灰度值Gray(m,n-1)的单行横向像素下降个数Hdown_m；
步骤S322：对各行的所述单行横向像素下降个数Hdown_m求和，获取横向像素灰度下降个数Hdown；所述
其中，所述1≤m≤M，2≤n≤N；所述M为图像总行数，所述N为图像总列数。
3.如权利要求1所述的一种恒温加热台的温度均匀性检测方法，其特征在于，
所述采集纵向像素灰度上升个数Zup的步骤包括：
步骤S331：采集第n列中，后一个像素点灰度值Gray(m,n)大于前一个像素点灰度值Gray(m-1,n)的单列纵向像素上升个数Zup_n；
步骤S332：对各列的所述单列纵向像素上升个数Zup_n求和，获取纵向像素灰度上升个数Zup；所述
所述采集纵向像素灰度下降个数Zdown的步骤包括：
步骤S341：采集第n列中，后一个像素点灰度值Gray(m,n)小于前一个像素点灰度值Gray(m-1,n)的单列纵向像素下降个数Zdown_n；
步骤S342：对各列的所述单行纵向像素下降个数Zdown_n求和，获取纵向像素灰度下降个数Zdown；所述
其中，所述2≤m≤M，1≤n≤N；所述M为图像总行数，所述N为图像总列数。
4.如权利要求1所述的一种恒温加热台的温度均匀性检测方法，其特征在于，所述加热件为电阻式加热件，所述加热件与所述控制台的加热驱动模块的输出端连接，所述加热驱动模块为所述加热件提供脉冲驱动电压；所述步骤S7包括：
所述控制台根据各个所述区域的所述校正系数βi，求解各个所述发热件的脉冲驱动电压的占空比Ri，所述加热驱动模块以占空比Ri为各个所述加热件提供脉冲驱动电压。
5.一种恒温加热台的温度均匀性检测系统，其特征在于，包括：
加热面板，用于承载被加热物体，所述加热面板内包括多个均匀排布的加热体；
控制台，用于控制所述加热面板加热，所述加热面板与所述控制台电连接；所述控制台包括加热驱动模块；
热红外成像采集模块，用于采集恒温台的热红外原始图像；
图像分区模块，用于将所述原始图像灰度化，根据所述加热件的位置，将所述加热面板划分为多个加热区域；取各个所述加热区域的灰度平均值Grayj作为该区域像素点灰度值；所述j满足1≤j≤Sum；所述Sum为发热件总个数；所述Sum为正整数；
图像灰度变化采集模块，用于采集经图像分区模块处理后图像的横向像素灰度上升个数Hup、横向像素灰度下降个数Hdown、纵向像素灰度上升个数Zup以及纵向像素灰度下降个数Zdown；所述Hup、Hdown、Zup、Zdown为自然数；
图像灰度波动求解模块，用于获取灰度平均波动幅值F，所述所述为经图像分区模块处理后图像的平均灰度值；所述
加热均匀度判定模块，用于获取像素灰度波动值E，若E>ETH，则将所述像素灰度波动值E发送给校正系数生成模块；若E≤ETH，则各个所述加热件的校正系数βi＝1；其中，所述所述ETH取值范围为0.01≤ETH≤10；所述ETH为像素灰度波动阈值；
校正系数生成模块，用于获取各个所述加热件的校正系数βi；其中，所述所述βi≥0；
所述加热驱动模块，用于驱动所述加热件；所述控制台根据所述校正系数βi，并通过所述加热驱动模块，控制各个所述加热件加热功率。
6.如权利要求5所述的一种恒温加热台的温度均匀性检测系统，其特征在于，所述图像灰度变化采集模块，包括：横向灰度上升个数求解单元、横向灰度下降个数求解单元、纵向灰度上升个数求解单元以及纵向灰度下降个数求解单元。
7.如权利要求6所述的一种恒温加热台的温度均匀性检测系统，其特征在于，所述横向灰度上升个数求解单元，被配置为：
采集第m行中，后一个像素点灰度值Gray(m,n)大于前一个像素点灰度值Gray(m,n-1)的单行横向像素上升个数Hup_m；
对各行的所述单行横向像素上升个数Hup_m求和，获取横向像素灰度上升个数Hup；所述
所述横向灰度下降个数求解单元，被配置为：
采集第m行中，后一个像素点灰度值Gray(m,n)小于前一个像素点灰度值Gray(m,n-1)的单行横向像素下降个数Hdown_m；
对各行的所述单行横向像素下降个数Hdown_m求和，获取横向像素灰度下降个数Hdown；所述
其中，所述1≤m≤M，2≤n≤N；所述M为图像总行数，所述N为图像总列数。
8.如权利要求6所述的一种恒温加热台的温度均匀性检测系统，其特征在于，所述纵向灰度上升个数求解单元，被配置为：
采集第n列中，后一个像素点灰度值Gray(m,n)大于前一个像素点灰度值Gray(m-1,n)的单列纵向像素上升个数Zup_n；
对各列的所述单列纵向像素上升个数Zup_n求和，获取纵向像素灰度上升个数Zup；所述
所述纵向灰度下降个数求解单元，被配置为：
采集第n列中，后一个像素点灰度值Gray(m,n)小于前一个像素点灰度值Gray(m-1,n)的单列纵向像素下降个数Zdown_n；
对各列的所述单行纵向像素下降个数Zdown_n求和，获取纵向像素灰度下降个数Zdown；所述
其中，所述2≤m≤M，1≤n≤N；所述M为图像总行数，所述N为图像总列数。
9.如权利要求5所述的一种恒温加热台的温度均匀性检测系统，其特征在于，所述加热件为电阻式加热件，所述加热件与所述控制台的加热驱动模块的输出端连接，所述加热驱动模块为所述加热件提供脉冲驱动电压；
所述控制台根据各个所述区域的所述校正系数βi，求解各个所述发热件的脉冲驱动电压的占空比Ri，所述加热驱动模块以占空比Ri为各个所述加热件提供脉冲驱动电压。
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