CN106706165B - 一种温度测量的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种温度测量的方法及装置，涉及温度测量领域，其中方法包括：通过非接触式温度传感器测量对象的温度，得到第一温度值；通过接触式温度传感器在第一采样时刻和第二采样时刻分别测量所述对象的温度，得到第三温度值和第四温度值；根据第一采样时刻和第二采样时刻，确定采样时间间隔，根据第三温度值和第四温度值，确定采样温度间隔；根据接触式温度传感器的温度探头材料导热系数、采样时间间隔、采样温度间隔、第一温度值、第一采样时刻和第三温度值，计算得到温度补偿值；根据所述温度补偿值、第三温度值、第四温度值、采样时间间隔和预设的误差系数，计算得到所述对象的实际温度，实现快速精确测温。

Description

一种温度测量的方法及装置

技术领域

本发明涉及温度测量领域，尤其涉及一种温度测量的方法及装置。

背景技术

现有的人体温度测量根据温度探头的形式分为两类：一类是接触式，利用热平衡方法获得体温，探头可以是热敏电阻、铂电阻、水银等，这个方法是目前测量体温的标准方法，缺点是由于达到热平衡需要一定的时间，所以测量时间长。另一类是非接触式，利用人体热辐射获得体温，探头可以是红外传感器，这个方法的特点是测量时间短，但是测量误差较大。医用体温测量为了获得准确的体温，所以一般采用第一种方法(接触式)，这类测量又分成连续式测量和预测式测量两种。

连续测量体温计是将温度探头与待测部位紧密接触，并实时、连续地显示待测部位的温度，由于人体和测温元件之间的热传导需要一个过程，所以此方法测量体温需要较长时间，一般在口腔测量的时间为3分钟，腋下测量为5分钟。绝大多数体温计都是连续测量体温计，这些体温计测量温度时会有一个明显的升温曲线：测量开始时温度较低(温度计自身温度)，测量过程中温度逐渐升高，最后达到和体温相同的稳定平衡状态。开始温度上升的快，越接近平衡状态，温度上升的越慢。需要注意的是，近几年出现大量智能体温计，由于其中电池的存在，会造成体温计平衡的过程很慢，影响用户体验。

预测式体温计是根据一定时间内探头温度上升曲线的特点来间接预测出探头与待测部位平衡时的温度，由于它不用等到探头与待测部位达成热平衡时就可以得到最终温度，所以大大缩短了测量时间。但是传统的预测式体温计采用的体温快速检测方法存在以下缺陷：

温度检测速度与检测准确度存在矛盾：检测速度快会导致预测准确度下降，主要是由于预测值容易受到温度采样时刻的影响：如果采样时刻处在温度剧烈变化区域(如开始测量20s)内，此时热量主要来源于人体体表，使用这一阶段的采样值预测到的温度误差较大，所以使用传统预测方法为了保证测量温度的准确性，测量开始后一般需要等待一段时间，待温度变化速度减小到一定程度时，再进行采样及预测计算，这样虽然比传统的连续测量体温计检测速度快，但是无法满足日常中对体温快速测量的需求，并且现有技术中快速温度测量无法适应复杂的测量条件，在实际测量中的被测对象、测量部位都会影响最终的测量结果，即使测量同一个人，受传感器热传导方式、传感器与被测者表面状态、接触状态等多种因素影响，测量结果也不尽相同，无法满足测温过程中的速度快、精度高的要求。

发明内容

为了克服上述问题，本发明提供一种温度测量的方法及装置，克服快速温度检测过程中，检测速度与检测准确度存在矛盾，无法满足测温过程中的速度快、精度高的要求。

为了解决上述技术问题，本发明实施例采用如下技术方案：

本发明的一个方面，提供了一种温度测量的方法，应用于具有非接触式温度传感器和接触式温度传感器的温度测量装置，所述方法包括：

通过所述非接触式温度传感器测量对象的温度，得到第一温度值；

通过所述接触式温度传感器在第一采样时刻和第二采样时刻分别测量所述对象的温度，得到第三温度值和第四温度值；

根据所述第一采样时刻和第二采样时刻，确定采样时间间隔，根据所述第三温度值和第四温度值，确定采样温度间隔；

根据所述接触式温度传感器的温度探头材料导热系数、所述采样时间间隔、采样温度间隔、第一温度值、第一采样时刻和第三温度值，计算得到温度补偿值；

根据所述温度补偿值、第三温度值、第四温度值、采样时间间隔和预设的误差系数，计算得到所述对象的实际温度。

可选地，所述根据所述温度补偿值、第三温度值、第四温度值、采样时间间隔和预设的误差系数，计算得到所述对象的实际温度，包括：

根据以下公式计算得到所述对象的实际温度：

其中，T_end表示所述对象的实际温度，T₁表示所述第三温度值，T₂表示所述第四温度值，△t表示所述采样时间间隔，ε表示所述预设的误差系数，ψ(T_S,t₁,T₁,Δt,ΔT,k)表示所述温度补偿值。

可选地，根据以下公式计算得到所述温度补偿值：

其中，k表示所述接触式温度传感器的温度探头材料导热系数，Δt表示所述采样时间间隔，ΔT表示所述采样温度间隔，T_S表示所述第一温度值，t₁表示所述第一采样时刻，T₁表示所述第三温度值，α表示与所述第一采样时刻相关的第一系数，β表示与所述第三温度值的相关第二系数，λ表示与所述采样温度间隔和所述采样时间间隔之间比值相关的第三系数，表示与所述温度探头材料导热系数相关的第四系数，a为由经验值得到的第五系数，所述第一系数、第二系数、第三系数、第四系数为由非线性回归分析方法得到。

可选地，所述通过非接触式温度传感器测量对象的温度，得到第一温度值之前，所述方法还包括：

获取实验对象的当前温度值；

获取所述非接触式温度传感器未对所述实验对象实施温度测量时的初始温度值；

获取等间隔时刻所述接触式温度传感器测量所述实验对象得到的温度样本数据集；

根据所述实验对象的当前温度值、所述初始温度值，对以下公式中的第六系数ε取不同值时，计算得到由各测量时刻对应的测量温度值形成的多个测量温度数据集：

T(t)＝T_End-(T_End-T₀)*e^-εt

其中，t表示所述测量时刻，T(t)表示与所述测量时刻对应的所述测量温度值，T_End表示所述实验对象的当前温度值，T₀表示所述初始温度值；

获取所述多个测量温度数据集中与所述温度样本数据集误差最小的测量温度数据集，记与所述误差最小的测量温度数据集对应的所述第六系数为所述误差系数。

可选地，所述通过非接触式温度传感器测量对象的温度，得到第一温度值之前，所述方法还包括：

获取所述非接触式温度传感器测量实验对象得到的第二温度值；

获取等间隔时刻所述接触式温度传感器测量所述实验对象得到的温度样本数据集；

从所述温度样本数据中选取第三采样时刻和第四采样时刻，及分别与所述第三采样时刻、所述第四采样时刻对应的第一样本温度值、第二样本温度值；

根据所述第三采样时刻和第四采样时刻，确定样本时间间隔，根据所述第一样本温度值、第二样本温度值，确定样本温度间隔；

根据所述第二温度值、第三采样时刻、第一样本温度值、样本时间间隔、样本温度间隔及所述接触式温度传感器的温度探头材料导热系数，通过非线性回归分析方法得到所述第一系数、第二系数、第三系数和第四系数。

本发明的另一个方面，还提供了一种温度测量装置，包括非接触式温度传感器及接触式温度传感器，所述装置还包括：

第一获取模块，用于通过所述非接触式温度传感器测量对象的温度，得到第一温度值；

第二获取模块，用于通过所述接触式温度传感器在第一采样时刻和第二采样时刻分别测量所述对象的温度，得到第三温度值和第四温度值；

参数确定模块，用于根据所述第一采样时刻和第二采样时刻，确定采样时间间隔，根据所述第三温度值和第四温度值，确定采样温度间隔；

第一计算模块，用于根据所述接触式温度传感器的温度探头材料导热系数、所述采样时间间隔、采样温度间隔、第一温度值、第一采样时刻和第三温度值，计算得到温度补偿值；

第二计算模块，用于根据所述温度补偿值、第三温度值、第四温度值、采样时间间隔和预设的误差系数，计算得到所述对象的实际温度。

可选地，所述第二计算模块具体用于：

根据以下公式计算得到所述对象的实际温度：

其中，T_end表示所述对象的实际温度，T₁表示所述第三温度值，T₂表示所述第四温度值，△t表示所述采样时间间隔，ε表示所述预设的误差系数，ψ(T_S,t₁,T₁,Δt,ΔT,k)表示所述温度补偿值。

可选地，所述第一计算模块具体用于：

根据以下公式计算得到所述温度补偿值：

其中，k表示所述接触式温度传感器的温度探头材料导热系数，Δt表示所述采样时间间隔，ΔT表示所述采样温度间隔，T_S表示所述第一温度值，t₁表示所述第一采样时刻，T₁表示所述第三温度值，α表示与所述第一采样时刻相关的第一系数，β表示与所述第三温度值的相关第二系数，λ表示与所述采样温度间隔和所述采样时间间隔之间比值相关的第三系数，表示与所述温度探头材料导热系数相关的第四系数，a为由经验值得到的第五系数，所述第一系数、第二系数、第三系数及第四系数为由非线性回归分析方法得到。

可选地，所述装置还包括：

第一预获取模块，用于获取实验对象的当前温度值；获取所述非接触式温度传感器未对所述实验对象实施温度测量时的初始温度值；获取等间隔时刻所述接触式温度传感器测量所述实验对象得到的温度样本数据集；

预计算模块，用于根据所述实验对象的当前温度值、所述初始温度值，对以下公式中的第六系数ε取不同值时，计算得到由各测量时刻对应的测量温度值形成的多个测量温度数据集：

T(t)＝T_End-(T_End-T₀)*e^-εt

其中，t表示所述测量时刻，T(t)表示与所述测量时刻对应的所述测量温度值，T_End表示所述实验对象的当前温度值，T₀表示所述初始温度值；

系数获取模块，用于获取所述多个测量温度数据集中与所述温度样本数据集误差最小的测量温度数据集，记与所述误差最小的测量温度数据集对应的所述第六系数为所述误差系数。

可选地，所述装置还包括：

第二预获取模块，用于获取所述非接触式温度传感器测量实验对象得到的第二温度值；获取等间隔时刻所述接触式温度传感器测量所述实验对象得到的温度样本数据集；

选取模块，用于从所述温度样本数据中选取第三采样时刻和第四采样时刻，及分别与所述第三采样时刻、所述第四采样时刻对应的第一样本温度值、第二样本温度值；

预确定模块，用于根据所述第三采样时刻和第四采样时刻，确定样本时间间隔，根据所述第一样本温度值、第二样本温度值，确定样本温度间隔；分析模块，用于根据所述第二温度值、第三采样时刻、第一样本温度值、样本时间间隔、样本温度间隔及所述接触式温度传感器的温度探头材料导热系数，通过非线性回归分析方法得到所述第一系数、第二系数、第三系数和第四系数。

本发明的有益效果是：

上述方案，结合非接触式温度传感器的测量值与接触式传感器的测量值一起完成温度快速测量，结合对测量结果值有主要影响的参数值，计算得到温度补偿值，使用动态温度补偿，使最终测得的温度值更加准确，对温度获取的时刻点没有限制，可以实现对温度的快速、准确测量，满足测温过程中的速度快、精度高的要求。

附图说明

图1表示本发明第一实施例中流程示意图；

图2表示本发明第三实施例中流程示意图；

图3表示本发明第四实施例中流程示意图；

图4表示本发明第六实施例中模块示意框图一；

图5表示本发明第六实施例中模块示意框图二；

图6表示本发明第六实施例中模块示意框图三；

图7表示本发明中非接触式温度传感器的检测点与接触式温度传感器的温度探头之间的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

第一实施例

如图1所示，本发明提供了一种温度测量的方法，应用于具有非接触式温度传感器和接触式温度传感器的温度测量装置，该方法包括：

步骤101：通过所述非接触式温度传感器测量对象的温度，得到第一温度值。

这里，在对需要进行温度测量的对象测量温度时，需要对温度测量装置内的非接触式温度传感器、接触式温度传感器感应到的温度值都进行获取，结合两个不同的温度采集方式得到的温度数据实现接下来的对被测对象实际温度的计算获取过程。

步骤102：通过所述接触式温度传感器在第一采样时刻和第二采样时刻分别测量所述对象的温度，得到第三温度值和第四温度值。

当接触式温度传感器与被测对象接触后，在获取被测对象的温度数据时，采集任两个时刻的对应温度值即可，这里的第三温度值对应于第一采样时刻，第四温度值对应于第二采样时刻。本实施例中的步骤101与步骤102顺序可互换，也可两者同时进行。

步骤103：根据所述第一采样时刻和第二采样时刻，确定采样时间间隔，根据所述第三温度值和第四温度值，确定采样温度间隔。

该采样时间间隔为第二采样时刻与第一采样时刻的差值，该采样温度间隔为第四温度值与第三温度值的差值。

步骤104：根据所述接触式温度传感器的温度探头材料导热系数、所述采样时间间隔、采样温度间隔、第一温度值、第一采样时刻和第三温度值，计算得到温度补偿值。

这里为确保通过非接触式温度传感器及接触式温度传感器两者相结合得到的被测对象的最终温度足够准确，在计算过程中加入了温度补偿值，该温度补偿值由温度测量过程中获取的各参数值动态决定，也与接触式温度传感器的温度探头材料导热系数相关联，当接触式温度传感器的探头材质不同时，温度传导速率与准确度也是不同的，所以要根据该温度探头材料导热系数、该接触式温度传感器温度采集的采样时间间隔、采样温度间隔、初次采样时刻即第一采样时刻、与初次采样时刻相对应的初次测量温度即该第三温度值、以及由非接触式温度传感器测得的被测对象的第一温度值，综合各参数值计算得到该温度补偿值。

步骤105：根据所述温度补偿值、第三温度值、第四温度值、采样时间间隔和预设的误差系数，计算得到所述对象的实际温度。

在最后计算被测对象的实际温度时，结合步骤104中得到的温度补偿值、及第三温度值、第四温度值、采样时间间隔和预设的误差系数来计算得到最终值。

本发明的上述方案在传统温度快速测量方法上，结合非接触式温度传感器的测量值与接触式传感器的测量值一起完成温度快速测量，结合对测量结果值有主要影响的参数值，计算得到温度补偿值，使用动态温度补偿，使最终测得的温度值更加准确，对温度获取的时刻点没有限制，可以实现对温度的快速、准确测量，满足应用需求。

第二实施例

在第一实施例中，对温度测量的方法从整体上做出了描述，本实施例中将对步骤105中提到的根据温度补偿值、第三温度值、第四温度值、采样时间间隔和预设的误差系数，计算得到被测对象的实际温度；及步骤104中提到的根据接触式温度传感器的温度探头材料导热系数、采样时间间隔、采样温度间隔、第一温度值、第一采样时刻和第三温度值，计算得到温度补偿值的过程进行具体描述。

其中，计算得到该对象的实际温度的过程包括根据公式(1)计算得到被测对象的实际温度：

其中，公式(1)中，T_end表示上述对象的实际温度，T₁表示第三温度值，T₂表示第四温度值，△t表示采样时间间隔，ε表示预设的误差系数，ψ(T_S,t₁,T₁,Δt,ΔT,k)表示温度补偿值，在温度测量过程中通过对上述的T₁、T₂、△t、ε、ψ(T_S,t₁,T₁,Δt,ΔT,k)数据进行代入公式(1)计算得到被测对象的最终实际温度。

进一步地，计算得到温度补偿值的过程包括根据公式(2)计算得到温度补偿值：

其中，k表示接触式温度传感器的温度探头材料导热系数，Δt表示采样时间间隔，ΔT表示采样温度间隔，T_S表示第一温度值，t₁表示第一采样时刻，T₁表示第三温度值。

相应地，其中，α表示与第一采样时刻相关的第一系数，β表示与第三温度值的相关第二系数，λ表示与采样温度间隔和采样时间间隔之间比值相关的第三系数，表示与温度探头材料导热系数相关的第四系数，a为由经验值得到的第五系数，具体地，a为根据在大量实验数据基础上得出的拟合曲线的走向而得出的系数值，其中上述的第一系数、第二系数、第三系数、第四系数为由对预实验过程中的数据集进行非线性回归分析方法得到。

第三实施例

进一步地，如图2所示，本实施例中将具体描述在对被测对象进行温度测量之前，如何确定及获取第一实施例及第二实施例中提到的误差系数。

具体地，在通过非接触式温度传感器测量对象的温度，得到第一温度值之前，该温度测量的方法还包括：

步骤201：获取实验对象的当前温度值。

这里在对实际测试对象进行测试之前，即在设备出厂之前，需要在预实验过程中对实验对象的温度值进行获取，这里的获取是通过常规手段对实验对象的当前温度值进行获取，该常规手段可以是通过水银温度计等标准方法获得实验对象的真实温度，将此处获取的该当前温度值作为一个标准温度值，具体的获取方法在此不作限制。

步骤202：获取所述非接触式温度传感器的初始温度值。

该初始温度值为在该非接触式温度传感器尚未对实验对象进行温度测量时的该非接触式温度传感器的温度值。

步骤203：获取等间隔时刻所述接触式温度传感器测量所述实验对象得到的温度样本数据集。

本实施例中对误差系数的确定需要先获取大量的样本数据，首先要在等间隔时刻，获取接触式温度传感器通过对实验对象的温度测量得到的温度样本数据集。

步骤204：根据所述实验对象的当前温度值、所述初始温度值，对公式中的第六系数ε取不同值时，计算得到由各测量时刻对应的测量温度值形成的多个测量温度数据集。

上述步骤204中提到的公式为以下的公式(3)：

T(t)＝T_End-(T_End-T₀)*e^-εt (3)

其中，t表示测量时刻，T(t)表示与该测量时刻对应的测量温度值，T_End表示实验对象的当前温度值，T₀表示步骤202中获取到的初始温度值；其中由于需要在各不同的温度测量时刻获取与其相对应的测量温度，t可根据实验需要取不同的时刻值；T_End是步骤201中获取的实验对象的当前温度值，为在每一次的预实验中的实验对象的标准温度值，为一个相对固定值；T₀为非接触式温度传感器的初始温度值，同样为一个相对固定值；对公式(3)中的ε取不同值时，每对应一个ε值，取不同测量时刻得到与之对应的测量温度值，将会有一个测量温度数据集产生，对应于多个ε值便会得到多个测量温度数据集。

步骤205：获取所述多个测量温度数据集中与所述温度样本数据集误差最小的测量温度数据集，记与所述误差最小的测量温度数据集对应的所述第六系数为所述误差系数。

将在步骤204中获取得到的多个测量温度数据集与在步骤203中获取的温度样本数据集进行对比，获取其中与温度样本数据集误差为最小的一个，此时便可得到与该误差最小的测量温度数据集对应的第六系数ε值，及该值为误差系数，该误差系数的确定可以保证测量得到的温度值的准确度，减少测量误差。

第四实施例

更进一步地，如图3所示，基于第三实施例，本实施例将具体描述在对被测对象进行温度测量之前，如何对公式(2)的第一系数、第二系数、第三系数和第四系数进行确定及获取。

具体地，通过非接触式温度传感器测量对象的温度，得到第一温度值之前，该温度测量的方法还包括：

步骤301：获取所述非接触式温度传感器测量实验对象得到的第二温度值。

步骤302：获取等间隔时刻所述接触式温度传感器测量所述实验对象得到的温度样本数据集。

这里对第一系数、第二系数、第三系数和第四系数的确定与获取同样需要在大量的数据样本基础上进行，在预实验过程中，首先要获取非接触式温度传感器测量实验对象得到的温度值，获取等间隔时刻接触式温度传感器测量该实验对象得到的温度样本数据集。

步骤303：从所述温度样本数据中选取第三采样时刻和第四采样时刻，及分别与所述第三采样时刻、所述第四采样时刻对应的第一样本温度值、第二样本温度值。

步骤304：根据所述第三采样时刻和第四采样时刻，确定样本时间间隔，根据所述第一样本温度值、第二样本温度值，确定样本温度间隔。

从步骤302中获取到的温度样本数据集中选取两个采样时刻及分别于该两个采样时刻对应的样本温度值，根据该两个采样时刻及该两个样本温度值得到样本时间间隔和样本温度间隔，其中样本时间间隔为第四采样时刻与第三采样时刻的差值，样本温度间隔为第二样本温度值与第一样本温度值的差值。

步骤305：根据所述第二温度值、第三采样时刻、第一样本温度值、样本时间间隔、样本温度间隔及所述接触式温度传感器的温度探头材料导热系数，通过非线性回归分析方法得到所述第一系数、第二系数、第三系数和第四系数。

将步骤301至步骤304中获取得到的第二温度值、第三采样时刻、第一样本温度值、样本时间间隔、样本温度间隔数据及接触式温度传感器的温度探头材料导热系数通过非线性回归分析方法得到上述各参数之间的拟合曲线，进而得到第一系数、第二系数、第三系数和第四系数。

第五实施例

为使本发明目的、技术方案优点更加清楚，本实施例将进一步结合具体实现场景进行说明。

在本领域中，当体积相对较小的低温物体与体积相对较大的高温物体相接触时，小的低温物体的温度变化公式为：

T(t)＝T_end-(T_end-T₀)*e^-εt

其中，T(t)代表随时间变化的温度，T_end为被测物体的实际温度，T₀为初始温度，ε为系数，为了计算T_end，假设在t₁时刻的温度值为T₁，t₂时刻的温度值为T₂，分别代入方程消去T₀，可得

根据实际测量的温度变化曲线与基于上述公式在不同ε得到的温度变化曲线，得到一个使真实值与测量值误差最小的ε，此ε值即为前述实施例中的误差系数。

本发明在上述公式中新增一个温度补偿，该温度补偿是非接触式温度传感器测量值T_s、采样时刻t₁、采样温度T₁、采样时间间隔Δt＝t₂-t₁、采样温度间隔ΔT＝T₂-T₁、接触式温度传感器温度探头材料导热系数κ组成，最终温度预测公式为：

其中，ψ(T_S,t₁,T₁,Δt,ΔT,k)为温度补偿函数，该补偿函数是一个非线性函数，可以是但不局限于以下的形式：

一方面，在与该温度测量的方法相对应的设备出厂前，还包括用于确定计算中需要用到的相关参数值的获取过程：

第一步：使用水银温度计等标准方法获得被测对象的真实温度T_end；

第二步：记录温度测量装置中的非接触式温度传感器未对被测对象进行检测时的温度，即初始温度T₀；

第三步：对接触式温度传感器进行连续测试，在等间隔的时刻记录对应的温度，得到该接触式温度传感器测得的样本数据；

第四步：基于上述T_end、T₀以及样本数据，对ε取不同的取值，根据公式T(t)＝T_End-(T_End-T₀)*e^-εt计算样本数据中各时刻对应的温度值，从而得到一个测量数据集，多个测量集与样本数据集计算误差，记录误差最小时的ε。

第五步：获取非接触式温度传感器测量的温度T_s，对第三步中获得的样本数据进行随机抽样，每次抽样两点(t₁，T₁)、(t₂，T₂)，得到Δt＝t₂-t₁、ΔT＝T₂-T₁，并根据探头材料查得该种材料的导热系数κ，使用非线性回归分析方法，例如非线性最小二乘法等，得到公式中的系数α、β、λ、

另一方面，在与该温度测量的方法相对应的设备出厂后，实施以下步骤进行对被测对象的温度测量：

第一步：获取非接触式温度传感器测量的温度T_s；

第二步：测量两个时刻t₁、t₂接触式温度传感器测量值，记为T₁、T₂；

第三步：根据公式计算温度补偿值ψ(T_S,t₁,T₁,Δt,ΔT,k)；

第四步：根据公式计算被测对 象的实际温度T_end。

第六实施例

如图4所示，本发明中还公开了一种温度测量装置，包括非接触式温度传感器及接触式温度传感器，装置还包括：第一获取模块401、第二获取模块402、参数确定模块403、第一计算模块404、第二计算模块405。

其中，第一获取模块401用于通过非接触式温度传感器测量对象的温度，得到第一温度值；第二获取模块402用于通过接触式温度传感器在第一采样时刻和第二采样时刻分别测量该对象的温度，得到第三温度值和第四温度值；参数确定模块403用于根据第一采样时刻和第二采样时刻，确定采样时间间隔，根据第三温度值和第四温度值，确定采样温度间隔；第一计算模块404用于根据接触式温度传感器的温度探头材料导热系数、该采样时间间隔、采样温度间隔、第一温度值、第一采样时刻和第三温度值，计算得到温度补偿值；第二计算模块405用于根据温度补偿值、第三温度值、第四温度值、采样时间间隔和预设的误差系数，计算得到该对象的实际温度。

其中，本装置中的传感器包括两个：一个接触式温度传感器，以及一个非接触式温度传感器，如图7所示，非接触式温度传感器的检测点2在接触式温度传感器的温度探头1的正中央的开口处，该探头1上开口的形状及大小与非接触式传感器的监测点2的形状大小相适配，及与该非接触式传感器的封装尺寸相符合。其中，接触式温度传感器包括但不局限于热敏电阻、铂电阻等形式的传感组件；非接触式温度传感器包括但不局限于红外温度传感器，在此不对该两种传感器的构成形式作具体限制。

本发明的上述方案在传统温度快速测量方法上，结合非接触式温度传感器的测量值与接触式传感器的测量值一起完成温度快速测量，结合对测量结果值有主要影响的参数值，计算得到温度补偿值，使用动态温度补偿，使最终测得的温度值更加准确，对温度获取的时刻点没有限制，可以实现对温度的快速、准确测量，满足应用需求。

进一步地，该第二计算模块405具体用于：

根据以下公式计算得到该对象的实际温度：

其中，T_end表示该对象的实际温度，T₁表示第三温度值，T₂表示第四温度值，△t表示采样时间间隔，ε表示预设的误差系数，ψ(T_S,t₁,T₁,Δt,ΔT,k)表示温度补偿值。

可选地，该第一计算模块404具体用于：

根据以下公式计算得到温度补偿值：

其中，k表示接触式温度传感器的温度探头材料导热系数，Δt表示采样时间间隔，ΔT表示采样温度间隔，T_S表示第一温度值，T₁表示第一采样时刻，T₁表示第三温度值，α表示与第一采样时刻相关的第一系数，β表示与第三温度值的相关第二系数，λ表示与采样温度间隔和采样时间间隔之间比值相关的第三系数，表示与温度探头材料导热系数相关的第四系数，a为由经验值得到的第五系数，该第一系数、第二系数、第三系数及第四系数为由非线性回归分析方法得到。

如图5所示，更进一步地，该装置还包括：第一预获取模块501、预计算模块502、系数获取模块503。

其中，第一预获取模块501，用于获取实验对象的当前温度值；获取非接触式温度传感器未对实验对象实施温度测量时的初始温度值；获取等间隔时刻接触式温度传感器测量该实验对象得到的温度样本数据集。

预计算模块502，用于根据实验对象的当前温度值、初始温度值，对以下公式中的第六系数ε取不同值时，计算得到由各测量时刻对应的测量温度值形成的多个测量温度数据集：

T(t)＝T_End-(T_End-T₀)*e^-εt

其中，t表示测量时刻，T(t)表示与测量时刻对应的测量温度值，T_End表示实验对象的当前温度值，T₀表示初始温度值。

系数获取模块503，用于获取该多个测量温度数据集中与温度样本数据集误差最小的测量温度数据集，记与该误差最小的测量温度数据集对应的第六系数为该误差系数。

更进一步地，如图6所示，该装置还包括：第二预获取模块601、选取模块602、预确定模块603、分析模块604。

其中，第二预获取模块601，用于获取非接触式温度传感器测量实验对象得到的第二温度值；获取等间隔时刻接触式温度传感器测量该实验对象得到的温度样本数据集。

选取模块602，用于从温度样本数据中选取第三采样时刻和第四采样时刻，及分别与第三采样时刻、第四采样时刻对应的第一样本温度值、第二样本温度值。

预确定模块603，用于根据该第三采样时刻和第四采样时刻，确定样本时间间隔，根据第一样本温度值、第二样本温度值，确定样本温度间隔。

分析模块604，用于根据第二温度值、第三采样时刻、第一样本温度值、样本时间间隔、样本温度间隔及接触式温度传感器的温度探头材料导热系数，通过非线性回归分析方法得到第一系数、第二系数、第三系数和第四系数。

本发明通过非线性回归分析方法得到该第一系数、第二系数、第三系数和第四系数，及对上述的误差系数的确定，结合温度检测过程中接触式温度传感器及非接触式温度传感器获取的各参数值，可以保证测量得到的温度值的准确度，减少测量误差，在保证测得的温度值的准确性之外，还大大提高温度检测过程中的检测效率。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种温度测量的方法，应用于具有非接触式温度传感器和接触式温度传感器的温度测量装置，其特征在于，所述方法包括：

通过所述非接触式温度传感器测量对象的温度，得到第一温度值；

通过所述接触式温度传感器在第一采样时刻和第二采样时刻分别测量所述对象的温度，得到第三温度值和第四温度值；

根据所述第一采样时刻和第二采样时刻，确定采样时间间隔，根据所述第三温度值和第四温度值，确定采样温度间隔；

根据所述接触式温度传感器的温度探头材料导热系数、所述采样时间间隔、采样温度间隔、第一温度值、第一采样时刻和第三温度值，计算得到温度补偿值，包括：根据公式计算得到所述对象的温度补偿值，其中，T_s表示第一温度值，t₁表示第一采样时刻，T₁表示第三温度值，Δt表示采样时间间隔，ΔT表示采样温度间隔，k表示所述接触式温度传感器的温度探头材料导热系数，α表示与所述第一采样时刻相关的第一系数，β表示与所述第三温度值的相关第二系数，λ表示与所述采样温度间隔和所述采样时间间隔之间比值相关的第三系数，表示与所述温度探头材料导热系数相关的第四系数，a为由经验值得到的第五系数，所述第一系数、第二系数、第三系数、第四系数为由非线性回归分析方法得到；

根据所述温度补偿值、第三温度值、第四温度值、采样时间间隔和预设的误差系数，计算得到所述对象的实际温度。

2.根据权利要求1所述的温度测量的方法，其特征在于，所述根据所述温度补偿值、第三温度值、第四温度值、采样时间间隔和预设的误差系数，计算得到所述对象的实际温度包括：

根据以下公式计算得到所述对象的实际温度：

其中，T_end表示所述对象的实际温度，T₁表示所述第三温度值，T₂表示所述第四温度值，△t表示所述采样时间间隔，ε表示所述预设的误差系数，ψ(T_S,t₁,T₁,Δt,ΔT,k)表示所述温度补偿值。

3.根据权利要求2所述的温度测量的方法，其特征在于，所述通过非接触式温度传感器测量对象的温度，得到第一温度值之前，所述方法还包括：

获取实验对象的当前温度值；

获取所述非接触式温度传感器未对所述实验对象实施温度测量时的初始温度值；

获取等间隔时刻所述接触式温度传感器测量所述实验对象得到的温度样本数据集；

根据所述实验对象的当前温度值、所述初始温度值，对以下公式中的第六系数ε取不同值时，计算得到由各测量时刻对应的测量温度值形成的多个测量温度数据集：

T(t)＝T_End-(T_End-T₀)*e^-εt

其中，t表示所述测量时刻，T(t)表示与所述测量时刻对应的所述测量温度值，T_End表示所述实验对象的当前温度值，T₀表示所述初始温度值；

获取所述多个测量温度数据集中与所述温度样本数据集误差最小的测量温度数据集，记与所述误差最小的测量温度数据集对应的所述第六系数为所述误差系数。

4.根据权利要求1所述的温度测量的方法，其特征在于，所述通过非接触式温度传感器测量对象的温度，得到第一温度值之前，所述方法还包括：

获取所述非接触式温度传感器测量实验对象得到的第二温度值；

获取等间隔时刻所述接触式温度传感器测量所述实验对象得到的温度样本数据集；

从所述温度样本数据中选取第三采样时刻和第四采样时刻，及分别与所述第三采样时刻、所述第四采样时刻对应的第一样本温度值、第二样本温度值；

根据所述第三采样时刻和第四采样时刻，确定样本时间间隔，根据所述第一样本温度值、第二样本温度值，确定样本温度间隔；

根据所述第二温度值、第三采样时刻、第一样本温度值、样本时间间隔、样本温度间隔及所述接触式温度传感器的温度探头材料导热系数，通过非线性回归分析方法得到所述第一系数、第二系数、第三系数和第四系数。

5.一种温度测量装置，其特征在于，包括非接触式温度传感器及接触式温度传感器，所述装置还包括：

第一获取模块，用于通过所述非接触式温度传感器测量对象的温度，得到第一温度值；

第二获取模块，用于通过所述接触式温度传感器在第一采样时刻和第二采样时刻分别测量所述对象的温度，得到第三温度值和第四温度值；

参数确定模块，用于根据所述第一采样时刻和第二采样时刻，确定采样时间间隔，根据所述第三温度值和第四温度值，确定采样温度间隔；

第一计算模块，用于根据所述接触式温度传感器的温度探头材料导热系数、所述采样时间间隔、采样温度间隔、第一温度值、第一采样时刻和第三温度值，计算得到温度补偿值；具体用于：

根据公式计算得到所述对象的温度补偿值，其中，T_S表示第一温度值，t₁表示第一采样时刻，T₁表示第三温度值，Δt表示采样时间间隔，ΔT表示采样温度间隔，k表示所述接触式温度传感器的温度探头材料导热系数，α表示与所述第一采样时刻相关的第一系数，β表示与所述第三温度值的相关第二系数，λ表示与所述采样温度间隔和所述采样时间间隔之间比值相关的第三系数，表示与所述温度探头材料导热系数相关的第四系数，a为由经验值得到的第五系数，所述第一系数、第二系数、第三系数、第四系数为由非线性回归分析方法得到；

第二计算模块，用于根据所述温度补偿值、第三温度值、第四温度值、采样时间间隔和预设的误差系数，计算得到所述对象的实际温度。

6.根据权利要求5所述的温度测量装置，其特征在于，所述第二计算模块具体用于：

根据以下公式计算得到所述对象的实际温度：

其中，T_end表示所述对象的实际温度，T₁表示所述第三温度值，T₂表示所述第四温度值，△t表示所述采样时间间隔，ε表示所述预设的误差系数，

ψ(T_S,t₁,T₁,Δt,ΔT,k)表示所述温度补偿值。

7.根据权利要求6所述的温度测量装置，其特征在于，所述装置还包括：

第一预获取模块，用于获取实验对象的当前温度值；获取所述非接触式温度传感器未对所述实验对象实施温度测量时的初始温度值；获取等间隔时刻所述接触式温度传感器测量所述实验对象得到的温度样本数据集；

预计算模块，用于根据所述实验对象的当前温度值、所述初始温度值，对以下公式中的第六系数ε取不同值时，计算得到由各测量时刻对应的测量温度值形成的多个测量温度数据集：

T(t)＝T_End-(T_End-T₀)*e^-εt

其中，t表示所述测量时刻，T(t)表示与所述测量时刻对应的所述测量温度值，T_End表示所述实验对象的当前温度值，T₀表示所述初始温度值；

系数获取模块，用于获取所述多个测量温度数据集中与所述温度样本数据集误差最小的测量温度数据集，记与所述误差最小的测量温度数据集对应的所述第六系数为所述误差系数。

8.根据权利要求5所述的温度测量装置，其特征在于，所述装置还包括：

第二预获取模块，用于获取所述非接触式温度传感器测量实验对象得到的第二温度值；获取等间隔时刻所述接触式温度传感器测量所述实验对象得到的温度样本数据集；

选取模块，用于从所述温度样本数据中选取第三采样时刻和第四采样时刻，及分别与所述第三采样时刻、所述第四采样时刻对应的第一样本温度值、第二样本温度值；

预确定模块，用于根据所述第三采样时刻和第四采样时刻，确定样本时间间隔，根据所述第一样本温度值、第二样本温度值，确定样本温度间隔；

分析模块，用于根据所述第二温度值、第三采样时刻、第一样本温度值、样本时间间隔、样本温度间隔及所述接触式温度传感器的温度探头材料导热系数，通过非线性回归分析方法得到所述第一系数、第二系数、第三系数和第四系数。