CN108917935B - 测温装置和测温方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种测温装置，涉及测温技术领域，提高了测温装置的测温精度，进而能够得到更加准确的待测物各像素点的温度值，为待测物的生产和制备提供更加准确的温度参数。本发明的主要技术方案为：一种测温装置，包括：图像获取单元，图像获取单元用于获取待测物的彩色图像；温度检测单元，温度检测单元用于检测待测物的初始参考温度值；数据采集分析单元，数据采集分析单元分别与图像获取单元和温度检测单元相连，数据采集分析单元用于分别接收到彩色图像和初始参考温度值，并计算得到彩色图像中第一个像素点的温度值，且通过迭代计算依次得到彩色图像中全部像素点的温度值；其中，相邻两个像素点的距离为预设距离。
Description
技术领域
本发明涉及测温技术领域，尤其涉及一种测温装置和测温方法。
背景技术
温度是石英玻璃熔制过程最重要的控制参数之一，但是目前石英玻璃产品制备过程中表面温度主要以有经验的操作人员目测观察为主，以手持式光学高温计或红外高温计等单点测温仪器为辅，工艺控制过程严重受制于人为的主观判断，且接触式测温仪器对产品纯度产生不利影响，因此石英玻璃产品仅可采用非接触式仪器进行测温；石英玻璃砣表面为圆形，其中心到边缘温度分布梯度大且呈非线性分布，单点测温不能反映产品的温度分布因而现有的测试石英玻璃表面温度的方法并不能准确反映石英玻璃表面各位置的准确温度。
现有技术中，许多学者对CCD(charge-coupleddevice，电荷耦合器件)图像测温进行了研究，该方法可以实现火焰或熔体表面温度场的测定，CCD图像测温原理主要有比色法。而比色法为避免进行辐射率的标定，需要两个波长λ1和λ2比较靠近，但是两个波长靠的太近，将会导致较大的计算误差，因此通过比色法计算得到的温度并不准确。
因此，如何确定石英玻璃沉积面各位置的准确温度成为亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种测温装置及方法，主要目的是提高了测温装置的测温精度，进而能够得到更加准确的待测物各像素点的温度值，为待测物的生产和制备提供更加准确的温度参数。
为了达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：
本发明实施例提出的一种测温装置，该装置包括：
图像获取单元，所述图像获取单元用于获取待测物的彩色图像；
温度检测单元，所述温度检测单元用于检测所述待测物的初始参考温度值；
数据采集分析单元，所述数据采集分析单元分别与所述图像获取单元和所述温度检测单元相连，所述数据采集分析单元用于分别接收到所述彩色图像和所述初始参考温度值，并计算得到所述彩色图像中第一个像素点的温度值，且通过迭代计算依次得到所述彩色图像中全部所述像素点的温度值。
在该技术方案中，所述数据采集分析单元包括数据采集模块和工控机；
所述数据采集模块与所述图像获取单元相连，所述数据采集模块用于接收所述彩色图像；
所述工控机分别与所述数据采集模块和所述温度检测单元相连，所述数据采集模块将所述彩色图像传输至所述工控机，所述工控机用于将所述彩色图像进行三原色分离，分别得到三幅单色图像，并对所述三幅单色图像的灰度分布进行统计分析，确定进行各所述像素点测温计算时的单色图像，进而确定测温计算时的波长。
在该技术方案中，所述工控机用于确定进行各所述像素点测温计算时的单色图像，进而确定测温计算时的波长是根据以下步骤完成：
当|R-128|＜|G-128|且|R-128|＜|B-128|时，R的计数增加1；
当|G-128|＜|R-128|且|G-128|＜|B-128|时，G的计数增加1；
当|B-128|＜|R-128|且|B-128|＜|G-128|时，B的计数增加1；
其中，R、G、B分别为三幅单色图像的灰度值；
选择计数最大的单色图为测温计算用图；
选择计数最大的单色图的波长为测温计算时的波长。
在该技术方案中，所述像素点的位置分布在极坐标系上。
在该技术方案中，所述初始参考温度值为圆心温度值；
所述工控机用于根据第一计算式计算得到所述彩色图像中各所述像素点的温度值；
所述第一计算式为其中，θ＝0°～359°，θ为所述彩色图像第N个所述像素点的极坐标的极角；r为所述彩色图像第N个所述像素点的极坐标的极径；Tθ，r为所述彩色图像第N-1个所述像素点的温度值；Tθ，(r+d)为所述彩色图像第N个所述像素点的温度值；d为所述彩色图像第N-1个所述像素点与所述彩色图像第N个所述像素点的计算间距；C2为第二辐射常数，C2＝ch/k＝1.439×10-2(m·k)；λ为测温计算时的波长；E为光谱辐射亮度。
在该技术方案中，所述工控机还用于，在计算得到所述彩色图像全部所述像素点的温度值后，
根据所述彩色图像全部所述像素点的温度值制成待测物温度场分布图；和/或，
所述工控机还用于输入所述像素点的坐标时显示位于该坐标的所述像素点的温度值。
在该技术方案中，还包括：
冷却装置，所述冷却装置包覆所述图像获取单元。
在该技术方案中，还包括：
透镜组，所述透镜组位于所述图像获取单元与所述待测物之间，所述图像获取单元透过所述透镜组获取所述待测物的所述彩色图像。
另一方面，本发明实施例还提供一种测温方法，该方法包括：
获取待测物的彩色图像；
检测所述待测物的初始参考温度值；
根据所述彩色图像和所述初始参考温度值进行计算，计算得到所述彩色图像中第一个像素点的温度值，并通过迭代计算依次得到所述彩色图像中全部所述像素点的温度值。
在该技术方案中，所述根据所述彩色图像和所述初始参考温度值进行计算，计算得到所述彩色图像中第一个所述像素点的温度值，并通过迭代计算依次得到所述彩色图像中全部所述像素点的温度值，包括：
将所述彩色图像进行三原色分离，分别得到三幅单色图像，并对所述三幅单色图像的灰度分布进行统计分析；
确定进行各所述像素点测温计算时的单色图像；
确定测温计算时的波长；
计算所述彩色图像中第一个所述像素点的温度值，并通过迭代计算依次得到所述彩色图像中全部所述像素点的温度值。
在该技术方案中，所述确定进行各所述像素点测温计算时的单色图像，确定测温计算时的波长包括：
当|R-128|＜|G-128|且|R-128|＜|B-128|时，R的计数增加1；
当|G-128|＜|R-128|且|G-128|＜|B-128|时，G的计数增加1；
当|B-128|＜|R-128|且|B-128|＜|G-128|时，B的计数增加1；
R、G、B分别为三幅单色图像的灰度值；
选择计数最大的单色图为测温计算用图；
选择计数最大的单色图的波长为测温计算时的波长。
在该技术方案中，所述像素点的位置分布在极坐标系上。
在该技术方案中，所述初始参考温度值为圆心温度值；
所述计算得到所述彩色图像中第一个所述像素点的温度值，并通过迭代计算依次得到所述彩色图像中全部所述像素点的温度值，包括：
根据第一计算式计算得到所述彩色图像中各所述像素点的温度值；
所述第一计算式为其中，θ＝0°～359°，θ为所述彩色图像第N个所述像素点的极坐标的极角；r为所述彩色图像第N个所述像素点的极坐标的极径；Tθ，r为所述彩色图像第N-1个所述像素点的温度值；Tθ，(r+d)为所述彩色图像第N个所述像素点的温度值；d为所述彩色图像第N-1个所述像素点与所述彩色图像第N个所述像素点的计算间距；C2为第二辐射常数，C2＝ch/k＝1.439×10-2(m·k)；λ为测温计算时的波长；E为光谱辐射亮度。
在该技术方案中，所述计算得到所述彩色图像中第一个像素点的温度值，并通过迭代计算依次得到所述彩色图像中全部所述像素点的温度值之后，还包括：
根据所述彩色图像全部所述像素点的温度值制成待测物温度场分布图；和/或，
输入所述像素点的坐标时显示位于该坐标的所述像素点温度值。
本发明实施例提供的一种测温装置及方法，该测温装置包括图像获取单元、温度检测单元和数据采集分析单元，数据采集分析单元分别与图像获取单元和温度检测单元相连，从而接收到待测物的彩色图像和待测物初始参考温度值，进而数据采集分析单元根据彩色图像和初始参考温度值，得到彩色图像中第一个像素点的温度值，再根据彩色图像和第一个像素点的温度值得到第二个像素点的温度值，再通过迭代计算依次得到彩色图像中所有像素点的温度值，即从初始参考温度值开始，上一个像素点的温度值作为下一个像素点的参考温度，进而进行迭代计算，且相邻两个像素点的距离为预设距离，预设距离的设置可以根据实际情况来进行设置，预设距离越小，测温的精度越高。因此计算温度的位置与参考温度的位置的距离为预设距离，从而极大的缩小了参考温度点与计算温度点之间的距离，提高了测温精度。本发明提供的一种测温装置及方法，采用递进参考温度点的方式，极大地缩小了计算温度点与参考温度点的距离，从而提高了测温装置的测温精度，进而能够得到更加准确的待测物各像素点的温度值，满足对待测物各像素点温度的准确测量，为待测物的生产和制备提供更加准确的温度参数，进而能够保证待测物的生产和制备。
附图说明
图1为本发明具体实施例提供的一种石英玻璃沉积面极坐标示意图；
图2为本发明具体实施例提供的一种石英玻璃沉积面温度测试装置结构示意图；
图3为本发明具体实施例提供的一种彩色图像；
图4为本发明具体实施例提供的一种红色单色图像；
图5为本发明具体实施例提供的一种绿色单色图像；
图6为本发明具体实施例提供的一种蓝色单色图像；
图7为本发明具体实施例提供的一种石英玻璃沉积面温度场分布图；
图8为本发明具体实施例提供的一种测温方法的流程图；
图9为本发明具体实施例提供的另一种测温方法的流程图；
图10为本发明具体实施例提供的再一种测温方法的流程图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的测温装置及方法其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
为了解决以上问题，本发明实施例通过实施的过程和原理来具体说明本发明实施例中的测温装置：
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
一方面，本发明实施例提供一种测温装置，包括：
图像获取单元，图像获取单元用于获取待测物的彩色图像；
温度检测单元，温度检测单元用于检测待测物的初始参考温度值；
数据采集分析单元，数据采集分析单元分别与图像获取单元和温度检测单元相连，数据采集分析单元用于分别接收到彩色图像和初始参考温度值，并计算得到彩色图像中第一个像素点的温度值，且通过迭代计算依次得到彩色图像中全部像素点的温度值。
本发明实施例提供的一种测温装置，包括图像获取单元、温度检测单元和数据采集分析单元，数据采集分析单元分别与图像获取单元和温度检测单元相连，从而接收到待测物的彩色图像和待测物初始参考温度值，进而数据采集分析单元根据彩色图像和初始参考温度值，得到彩色图像中第一个像素点的温度值，再根据彩色图像和第一个像素点的温度值得到第二个像素点的温度值，再通过迭代计算依次得到彩色图像中所有像素点的温度值，即从初始参考温度值开始，上一个像素点的温度值作为下一个像素点的参考温度，进而进行迭代计算，且相邻两个像素点的距离为预设距离，预设距离的设置可以根据实际情况来进行设置，预设距离越小，测温的精度越高。因此计算温度的位置与参考温度的位置的距离为预设距离，从而极大的缩小了参考温度点与计算温度点之间的距离，提高了测温精度。本发明提供的一种测温装置及方法，采用递进参考温度点的方式，极大地缩小了计算温度点与参考温度点的距离，从而提高了测温装置的测温精度，进而能够得到更加准确的待测物各像素点的温度值，满足对待测物各像素点温度的准确测量，为待测物的生产和制备提供更加准确的温度参数，进而能够保证待测物的生产和制备。
本发明提供的一种测温装置，能够实时测试待测物的温度，图像获取单元实时获取待测物的彩色图像，温度检测单元实时获取待测物的初始参考温度值，数据采集分析单元实时接收彩色图像和初始参考温度值，并实时计算彩色图像中第一个像素点的温度值，且实时通过迭代计算依次得到彩色图像中全部像素点的温度值。
本发明实施例中，数据采集分析单元包括数据采集模块18和工控机20；
数据采集模块18与图像获取单元相连，数据采集模块18用于接收彩色图像；
工控机20分别与数据采集模块18和温度检测单元相连，数据采集模块18将彩色图像传输至所述工控机20，工控机20用于将彩色图像进行三原色分离，分别得到三幅单色图像，并对三幅单色图像的灰度分布进行统计分析，确定进行各像素点测温计算时的单色图像，进而确定测温计算时的波长。
在该实施例中，用波长为红(R)＝700nm，绿(G)＝546.1nm，蓝(B)＝435.8nm的单色光分别作为红、绿、蓝的三原色。工控机20对彩色图像进行三原色分离，从而分别得到红(R)、绿(G)、蓝(B)三幅单色图像，并对三幅单色图像的灰度分布进行统计分析，确定进行彩色图像中各像素点测温计算时的单色图像，从而确定进行计算的单色图像对应的单色光的波长即为彩色图像的波长。本发明采用最佳单波长图像动态选取法来获得最佳波长，通过彩色图像分离单色图，采用单色法测温，不需要获得两个不同波长条件下的单色图像，硬件实现简单，且得到的单色图的波长更合适计算，还能够提高沉积面测温的温度测试范围。
本发明实施例中，工控机20用于确定进行各像素点测温计算时的单色图像，进而确定测温计算时的波长是根据以下步骤完成：
当|R-128|＜|G-128|且|R-128|＜|B-128|时，R的计数增加1；
当|G-128|＜|R-128|且|G-128|＜|B-128|时，G的计数增加1；
当|B-128|＜|R-128|且|B-128|＜|G-128|时，B的计数增加1；
其中，R、G、B分别为三幅单色图像的灰度值；
选择计数最大的单色图为测温计算用图；
选择计数最大的单色图的波长为测温计算时的波长。
在该实施例中，对彩色图像的三原色进行分离，获得R、G、B三幅单色图像，以采用8bit进行A/D转换为例，灰度图可用0～255之间的整数来表示。如果图像灰度值整体偏高，趋于饱和，其灰度值则更接近255；如果图像灰度值偏低，图像不清晰，其灰度值则更接近于0。当待测物温度较高时，红色的单色图像饱和，蓝色或绿色的单色图像更适合用于计算；当待测物温度较低时，蓝色的单色图像很暗，红色或绿色的单色图像更适合用于计算，因此需根据图像的具体情况选取最适合测温计算的单色图像，因此，本发明对R、G、B三幅单色图像的灰度分布进行统计分析，以确定采用哪幅图进行温度计算。根据判断公式：当|R-128|＜|G-128|且|R-128|＜|B-128|时，R的计数增加1，当|G-128|＜|R-128|且|G-128|＜|B-128|时，G的计数增加1，当|B-128|＜|R-128|且|B-128|＜|G-128|时，B的计数增加1，从而分别得到R、G、B的计数，其中，计数最大的单色图像为适合测温计算的单色图像，该单色图像对应的波长为测温计算时所用的波长，通过对R、G、B单色图的灰度分布进行统计计算，选择最适合测温计算的灰度图，从而测温范围更大，测温精度更高。
本发明实施例中，所述像素点的位置分布在极坐标系上。
本发明实施例中，初始参考温度值为圆心温度值；
工控机20用于根据第一计算式计算得到彩色图像中各像素点的温度值；
所述第一计算式为其中，θ＝0°～359°，θ为彩色图像第N个像素点的极坐标的极角；r为彩色图像第N个像素点的极坐标的极径；Tθ，r为彩色图像第N-1个像素点的温度值；Tθ，(r+d)为彩色图像第N个像素点的温度值；d为彩色图像第N-1个像素点与彩色图像第N个像素点的计算间距；C2为第二辐射常数，C2＝ch/k＝1.439×10-2(m·k)；λ为测温计算时的波长；E为光谱辐射亮度。
在该实施例中，待测物为圆形，为便于计算，采用极坐标矩阵，对图像灰度进行检索运算，工控机20通过第一计算式计算得到彩色图像中各像素点的温度，彩色图像各像素点的位置通过极坐标矩阵表示，其中，d为计算间距，d的数值越小，则参考点与计算点的距离越接近，即测试精度越高，即预设距离越小，测试的精度越高。在第一计算式中，已将直接定义为1，因此并没有在第一计算式中并没有表示。
当彩色图像采用直角坐标表示彩色图像中各像素点位置时，工控机20通过直角坐标公式进行计算。
本发明实施例中，工控机20还用于，在计算得到彩色图像全部像素点的温度值后，
根据彩色图像全部像素点的温度值制成待测物温度场分布图；和/或，
工控机20还用于输入像素点的坐标时显示位于该坐标的像素点的温度值。
在该实施例中，工控机20在计算得到彩色图像全部像素点的温度之后，能够制成待测物温度场分布图，和/或工控机20还能够再输入像素点的坐标时，显示该坐标的温度值，和/或工控机20还能够根据实时得到的彩色图像中全部像素点的温度值，制成待测物温度场分布视频。
本发明实施例中，还包括：
冷却装置16，冷却装置16包覆图像获取单元。
在该实施例中，图像获取单元外包覆有冷却装置16，以防止图像获取单元因为所在环境温度较高而发生损坏，从而保证图像获取单元的正常工作。
本发明实施例中，还包括：
透镜组14，透镜组14位于图像获取单元与待测物之间，图像获取单元透过所述透镜组14获取待测物的所述彩色图像。
在该实施例中，透镜组14设置于图像获取单元前方，从而图像获取单元通过透镜组14获取待测物的彩色图像，进而图像获取单元能够获取更优质的彩色图像。
本发明一个实施例中，如图1至图7所示，该测温装置包括透镜组14，高温摄像机12。冷却装置16、红外高温计、数据采集模块18及工控机20。用于实时检测石英玻璃沉积面22的温度场，石英玻璃沉积面22设置在反应器26内，通过燃烧器24进行石英玻璃的熔制，从而石英玻璃表面会有火焰28，透镜组14设置于高温摄像机12靠近石英玻璃沉积面22的一侧，高温摄像机12透过透镜组14实时拍摄石英玻璃沉积面22的彩色图像，从而高温摄像机12能够得到优质的成像效果，高温摄像机12外包覆有冷却装置16，冷却装置16的应用防止高温摄像机12因为高温发生损坏，红外高温计用于实时测量石英玻璃沉积面22圆心处温度，数据采集模块18一端连接有高温摄像机12，另一端连接有工控机20，从而彩色图像通过数据采集模块18传输至工控机20，工控机20接收彩色图像，该彩色图像的总像素点为200*200＝40000个，如图1所示，为石英玻璃沉积面22极坐标示意图，θ为石英玻璃沉积面22极坐标的极角，d为石英玻璃沉积面22第N-1个像素点与石英玻璃沉积面22第N个像素点的计算间距。如图3所示，为拍摄的色彩图像，将得到的彩色图像分离，得到如图4至6所示的R、G、B三幅单色图像，根据判断公式：当|R-128|＜|G-128|&|R-128|＜|B-128|时，R的计数增加1，得到Num(R)＝589；当|G-128|＜|R-128|&|G-128|＜|B-128|时，G的计数增加1，得到Num(G)＝21002；当|B-128|＜|R-128|&|B-128|＜|G-128|时，B的计数增加1，得到Num(B)＝8052；计数最大的单色图为G单色图像，因此选择该单色图像进行计算，则λ＝546.1nm。采用红外测温仪测试中心参考点温度为T0,0＝2100K，根据参考点递进计算公式进行计算：得到石英玻璃沉积面22温度场如图7所示，利用工控机的数据采集和计算功能，对产品表面温度场分布进行计算分析，工控机能够实现反应器内工况的彩色图像显示、沉积面温度场分布、沉积面任意选点测温等综合显示功能，整个过程动态显示，为石英玻璃的熔制过程控制提供了有利依据。
如图8所示，另一方面，本发明实施例提供一种测温方法，该方法包括：
S101、获取待测物的彩色图像；
S102、检测待测物的初始参考温度值；
S103、根据彩色图像和所述初始参考温度值进行计算，计算得到彩色图像中第一个像素点的温度值，并通过迭代计算依次得到彩色图像中全部像素点的温度值。
在该实施例中，根据彩色图像和待测物圆心处温度值，得到彩色图像中第一个像素点的温度值，再根据彩色图像和第一个像素点的温度值得到第二个像素点的温度值，再通过迭代计算依次得到彩色图像中所有像素点的温度值，即上一个像素点的温度值作为下一个像素点的参考温度，极大的缩小了参考温度点与计算温度点之间的距离。本发明提供的测温方法，采用递进参考温度点的方法，极大地缩小计算温度点与参考温度点的距离，提高了测温装置的测温精度，从而能够得到更加准确的待测物各像素点的温度值，进而满足待测物对各像素点的温度需求，为待测物的生产和制备提供更加准确的温度参数，从而保证待测物的生产和制备。
该测温方式能够实时进行，从而实时获取待测物的彩色图像和待测物的圆心温度值，进而实时计算彩色图像中第一个像素点的温度值，且实时通过迭代计算依次得到彩色图像中全部像素点的温度值。
如图9所示，本发明实施例中，本发明实施例提供一种测温方法，该方法包括：
S201、获取待测物的彩色图像；
S202、检测待测物的初始参考温度值；
S203、将彩色图像进行三原色分离，分别得到三幅单色图像，并对三幅单色图像的灰度分布进行统计分析；
S204、确定进行各像素点测温计算时的单色图像；
S205、确定测温计算时的波长；
S206、计算彩色图像中第一个像素点的温度值，并通过迭代计算依次得到彩色图像中全部像素点的温度值。
在该实施例中，用波长为红(R)＝700nm，绿(G)＝546.1nm，蓝(B)＝435.8nm的单色光分别作为红(R)、绿(G)、蓝(B)三原色，将彩色图像进行三原色分离，从而分别得到红(R)、绿(G)、蓝(B)三幅单色图像，并对三幅单色图像的灰度分布进行统计分析，确定进行彩色图像中各像素点测温计算时的单色图像，从而确定进行计算的单色图像对应的单色光的波长即为彩色图像的波长。
本发明实施例中，确定进行各像素点测温计算时的单色图像，确定测温计算时的波长包括：
当|R-128|＜|G-128|且|R-128|＜|B-128|时，R的计数增加1；
当|G-128|＜|R-128|且|G-128|＜|B-128|时，G的计数增加1；
当|B-128|＜|R-128|且|B-128|＜|G-128|时，B的计数增加1；
R、G、B分别为三幅单色图像的灰度值；
选择计数最大的单色图为测温计算用图；
选择计数最大的单色图的波长为测温计算时的波长。
在该实施例中，当待测物温度较高时，红色的单色图像饱和，蓝色或绿色的单色图像更适合用于计算；当待测物温度较低时，蓝色的单色图像很暗，红色或绿色的单色图像更适合用于计算，因此需根据图像的具体情况选取最适合测温计算的单色图像，根据判断公式：当|R-128|＜|G-128|且|R-128|＜|B-128|时，R的计数增加1，当|G-128|＜|R-128|且|G-128|＜|B-128|时，G的计数增加1，当|B-128|＜|R-128|且|B-128|＜|G-128|时，B的计数增加1，从而分别得到R、G、B的计数，其中，计数最大的单色图像为适合测温计算的单色图像，该单色图像对应的波长为测温计算时所用的波长，通过对R、G、B单色图的灰度分布进行统计计算，选择最适合测温计算的灰度图，从而测温范围更大，测温精度更高。
本发明实施例中，像素点的位置分布在极坐标系上。
在该实施例中，待测物的沉积面为圆形，通过极坐标系能够更方便地表示像素点的位置。
本发明实施例中，初始参考温度值为圆心温度值；
计算得到彩色图像中第一个像素点的温度值，并通过迭代计算依次得到彩色图像中全部像素点的温度值，包括：
根据第一计算式计算得到彩色图像中各像素点的温度值；
所述第一计算式为其中，θ＝0°～359°，θ为彩色图像第N个像素点的极坐标的极角；r为彩色图像第N个像素点的极坐标的极径；Tθ，r为彩色图像第N-1个像素点的温度值；Tθ，(r+d)为彩色图像第N个像素点的温度值；d为彩色图像第N-1个像素点与彩色图像第N个像素点的计算间距；C2为第二辐射常数，C2＝ch/k＝1.439×10-2(m·k)；λ为测温计算时的波长；E为光谱辐射亮度。
在该实施例中，通过第一计算式计算得到彩色图像中各像素点的温度，彩色图像各像素点的位置通过极坐标矩阵表示，其中，d为计算间距，d的数值越小，则参考点与计算点的距离越接近，即测试精度越高，即预设距离越小，测试的精度越高。在第一计算式中，已将直接定义为1，因此并没有在第一计算式中并没有表示。
当彩色图像采用直角坐标表示彩色图像中各像素点位置时，工控机通过直角坐标公式进行计算。
如图10所示，本发明实施例提供一种测温方法，该方法包括：
S301、获取待测物的彩色图像；
S302、检测待测物的初始参考温度值；
S303、将彩色图像进行三原色分离，分别得到三幅单色图像，并对三幅单色图像的灰度分布进行统计分析；
S304、确定进行各像素点测温计算时的单色图像；
S305、确定测温计算时的波长；
S306、计算彩色图像中第一个像素点的温度值，并通过迭代计算依次得到彩色图像中全部像素点的温度值。
S307、根据彩色图像全部像素点的温度值制成待测物温度场分布图；和/或，
输入所述像素点的坐标时显示位于该坐标的像素点温度值。
在该实施例中，工控机在计算得到彩色图像全部像素点的温度之后，能够制成待测物温度场分布图，和/或工控机还能够再输入像素点的坐标时，显示该坐标的温度值，和/或工控机还能够根据实时得到的彩色图像中全部像素点的温度值，制成待测物温度场分布视频。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (12)
1.一种测温装置，其特征在于，包括：
图像获取单元，所述图像获取单元用于获取待测物的彩色图像；
温度检测单元，所述温度检测单元用于检测所述待测物的初始参考温度值；
数据采集分析单元，所述数据采集分析单元分别与所述图像获取单元和所述温度检测单元相连，所述数据采集分析单元用于分别接收到所述彩色图像和所述初始参考温度值，并计算得到所述彩色图像中第一个像素点的温度值，且通过迭代计算依次得到所述彩色图像中全部所述像素点的温度值；
所述数据采集分析单元包括数据采集模块和工控机；
所述数据采集模块与所述图像获取单元相连，所述数据采集模块用于接收所述彩色图像；
所述工控机分别与所述数据采集模块和所述温度检测单元相连，所述数据采集模块将所述彩色图像传输至所述工控机，所述工控机用于将所述彩色图像进行三原色分离，分别得到三幅单色图像，并对所述三幅单色图像的灰度分布进行统计分析，确定进行各所述像素点测温计算时的单色图像，进而确定测温计算时的波长。
2.根据权利要求1所述的测温装置，其特征在于，
所述工控机用于确定进行各所述像素点测温计算时的单色图像，进而确定测温计算时的波长是根据以下步骤完成：
当|R-128|＜|G-128|且|R-128|＜|B-128|时，R的计数增加1；
当|G-128|＜|R-128|且|G-128|＜|B-128|时，G的计数增加1；
当|B-128|＜|R-128|且|B-128|＜|G-128|时，B的计数增加1；
其中，R、G、B分别为三幅单色图像的灰度值；
选择计数最大的单色图为测温计算用图；
选择计数最大的单色图的波长为测温计算时的波长。
3.根据权利要求2所述的测温装置，其特征在于，
所述像素点的位置分布在极坐标系上。
4.根据权利要求3所述的测温装置，其特征在于，
所述初始参考温度值为圆心温度值；
所述工控机用于根据第一计算式计算得到所述彩色图像中各所述像素点的温度值；
所述第一计算式为其中，θ＝0°～359°，θ为所述彩色图像第N个所述像素点的极坐标的极角；r为所述彩色图像第N个所述像素点的极坐标的极径；Tθ，r为所述彩色图像第N-1个所述像素点的温度值；Tθ，(r+d)为所述彩色图像第N个所述像素点的温度值；d为所述彩色图像第N-1个所述像素点与所述彩色图像第N个所述像素点的计算间距；C2为第二辐射常数，C2＝ch/k＝1.439×10-2(m·k)；λ为测温计算时的波长；E为光谱辐射亮度。
5.根据权利要求1所述的测温装置，其特征在于，所述工控机还用于，在计算得到所述彩色图像全部所述像素点的温度值后，
根据所述彩色图像全部所述像素点的温度值制成待测物温度场分布图；和/或，
所述工控机还用于输入所述像素点的坐标时显示位于该坐标的所述像素点的温度值。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的测温装置，其特征在于，还包括：
冷却装置，所述冷却装置包覆所述图像获取单元。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的测温装置，其特征在于，还包括：
透镜组，所述透镜组位于所述图像获取单元与所述待测物之间，所述图像获取单元透过所述透镜组获取所述待测物的所述彩色图像。
8.一种测温方法，其特征在于，该方法包括：
获取待测物的彩色图像；
检测所述待测物的初始参考温度值；
根据所述彩色图像和所述初始参考温度值进行计算，计算得到所述彩色图像中第一个像素点的温度值，并通过迭代计算依次得到所述彩色图像中全部所述像素点的温度值；
所述根据所述彩色图像和所述初始参考温度值进行计算，计算得到所述彩色图像中第一个所述像素点的温度值，并通过迭代计算依次得到所述彩色图像中全部所述像素点的温度值，包括：
将所述彩色图像进行三原色分离，分别得到三幅单色图像，并对所述三幅单色图像的灰度分布进行统计分析；
确定进行各所述像素点测温计算时的单色图像；
确定测温计算时的波长；
计算所述彩色图像中第一个所述像素点的温度值，并通过迭代计算依次得到所述彩色图像中全部所述像素点的温度值。
9.根据权利要求8所述的测温方法，其特征在于，所述确定进行各所述像素点测温计算时的单色图像，确定测温计算时的波长包括：
当|R-128|＜|G-128|且|R-128|＜|B-128|时，R的计数增加1；
当|G-128|＜|R-128|且|G-128|＜|B-128|时，G的计数增加1；
当|B-128|＜|R-128|且|B-128|＜|G-128|时，B的计数增加1；
R、G、B分别为三幅单色图像的灰度值；
选择计数最大的单色图为测温计算用图；
选择计数最大的单色图的波长为测温计算时的波长。
10.根据权利要求9所述的测温方法，其特征在于，
所述像素点的位置分布在极坐标系上。
11.根据权利要求10所述的测温方法，其特征在于，
所述初始参考温度值为圆心温度值；
所述计算得到所述彩色图像中第一个所述像素点的温度值，并通过迭代计算依次得到所述彩色图像中全部所述像素点的温度值，包括：
根据第一计算式计算得到所述彩色图像中各所述像素点的温度值；
所述第一计算式为其中，θ＝0°～359°，θ为所述彩色图像第N个所述像素点的极坐标的极角；r为所述彩色图像第N个所述像素点的极坐标的极径；Tθ，r为所述彩色图像第N-1个所述像素点的温度值；Tθ，(r+d)为所述彩色图像第N个所述像素点的温度值；d为所述彩色图像第N-1个所述像素点与所述彩色图像第N个所述像素点的计算间距；C2为第二辐射常数，C2＝ch/k＝1.439×10-2(m·k)；λ为测温计算时的波长；E为光谱辐射亮度。
12.根据权利要求9所述的测温方法，其特征在于，所述计算得到所述彩色图像中第一个像素点的温度值，并通过迭代计算依次得到所述彩色图像中全部所述像素点的温度值之后，还包括：
根据所述彩色图像全部所述像素点的温度值制成待测物温度场分布图；和/或，
输入所述像素点的坐标时显示位于该坐标的所述像素点温度值。
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