CN110307904A - 一种红外热成像镜头的测温装置及测温方法 - Google Patents

一种红外热成像镜头的测温装置及测温方法 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种红外热成像镜头的测温装置及测温方法。其中,红外热成像镜头的测温装置包括光学镜头、探测器和处理器,探测器与光学镜头电连接,处理器与探测器电连接,探测器用于进行光电信号转换,处理器用于根据清晰成像后的对焦行程,基于对标定的对焦行程量和对焦物距的转换与识别,确定被测目标和光学镜头之间的测量距离,并根据测量距离计算出被测目标的温度。本发明实施例提供的技术方案通过对对焦行程量和对焦物距进行标定,根据对焦行程并基于标定的对焦行程量和对焦物距,准确地确定被测目标和光学镜头之间的测量距离,通过准确的测量距离计算出准确的温度,消除测量距离引起的测温精度偏差,具有灵敏度高和准确性好的特点。

Description

一种红外热成像镜头的测温装置及测温方法
技术领域
本发明实施例涉及测温技术领域,尤其涉及一种红外热成像镜头的测温装置及测温方法。
背景技术
温度检测是现代工业的命脉,测量温度的方法可以分为接触式和非接触式测温。传统的接触式测温仪因其响应速度慢,测温时间长等缺点,在某些应用领域逐渐被红外非接触测温系统代替。目前,红外测温系统因其相应速度快、测量范围宽等优点,被广泛应用于各行各业。
但由于红外测温的测量精度很容易受到测量距离这一外界因素的影响,导致其测量误差增大,因此,减少外界测量距离因素对红外测温的测量精度影响具有十分重要的意义。
发明内容
本发明实施例提供一种红外热成像镜头的测温装置及测温方法,以克服现有红外测温的测量精度很容易受到测量距离等外界因素的影响的问题。
为实现上述技术问题,本发明采用以下技术方案:
第一方面,本发明实施例提供了一种红外热成像镜头的测温装置,包括:
光学镜头;
探测器,探测器与光学镜头电连接,用于进行光电信号转换;
处理器,处理器与探测器电连接,用于根据清晰成像后的对焦行程,基于对标定的对焦行程量和对焦物距的转换与识别,确定被测目标和光学镜头之间的测量距离,并根据测量距离计算出被测目标的温度。
进一步地,处理器具体用于根据判定标准识别成像清晰时的对焦行程,基于标定的对焦行程量和对焦物距之间的对应关系,得到成像清晰度实际值数据表,基于成像清晰度实际值数据表,根据成像清晰时的对焦行程,确定被测目标和光学镜头之间的测量距离,基于标定的对焦物距和温度之间的对应关系,并根据测量距离计算出被测目标的温度。
进一步地,该装置还包括:
显示器,显示器与处理器电连接,用于显示被测目标的温度。
进一步地,光学镜头包括光学系统和机械结构;
机械结构包括镜筒,光学系统包括光学镜片,光学镜片通过光学镜筒固定连接。
进一步地,处理器包括信号识别处理单元、放大电路单元、补偿电路单元以及线性处理单元;
所述信号识别处理单元,用于识别光学镜头实际成像清晰度、对焦行程以及对焦物距;
放大电路单元,用于对信号进行放大;
补偿电路单元,用于根据对焦行程量和对焦物距的对应关系的成像清晰度理论值与光学镜头实际成像清晰度进行比对,对成像清晰度验证不通过的进行补偿;
线性处理单元,用于根据设定的正弦曲线判定最佳对焦结果。
第二方面,本发明实施例还提供了一种红外热成像镜头的测温方法,包括:
光学镜头接收被测目标的红外辐射能量;
探测器将所述光学镜头接收的红外辐射能量转换为电信号;
处理器根据清晰成像后的对焦行程,基于对标定的对焦行程量和对焦物距的转换与识别,确定被测目标和光学镜头之间的测量距离,并根据所述测量距离计算所述被测目标的温度。
进一步地,所述处理器根据清晰成像后的对焦行程,基于对标定的对焦行程量和对焦物距的转换与识别,确定被测目标和光学镜头之间的测量距离,并根据所述测量距离计算所述被测目标的温度,包括:
根据判定标准识别成像清晰时的所述对焦行程;
基于标定的所述对焦行程量和所述对焦物距之间的对应关系,得到成像清晰度实际值数据表;
基于所述成像清晰度实际值数据表,根据成像清晰时的所述对焦行程,确定所述被测目标和所述光学镜头之间的测量距离;
基于标定的对焦物距和温度之间的对应关系,并根据所述测量距离计算所述被测目标的温度。
进一步地,所述基于标定的所述对焦行程量和所述对焦物距之间的对应关系,得到成像清晰度实际值数据表,包括:
获取所述对焦行程量和所述对焦物距的对应关系的成像清晰度理论值,
根据所述对焦行程量和所述对焦物距的对应关系的成像清晰度理论值与所述光学镜头实际成像清晰度进行比对,通过对理论值与实际值差值的补偿,得到对焦行程量和对焦物距的对应关系的成像清晰度实际值数据表;
将所述成像清晰度实际值数据表集成于所述处理器。
进一步地,所述根据所述测量距离计算被测目标的温度之后,还包括:
显示器显示所述被测目标的温度。
本发明实施例提供的红外热成像镜头的测温装置结构简单,操作方式简便,只需要实现对物体的对焦清晰即可,具有低功耗、响应速度快、灵敏度高、准确性高等优点,该装置能够使用于测量距离偏长的应用场合。
本发明实施例提供的红外热成像镜头的测温方法,通过利用对焦行程量和对焦物距的先期标定,后续实际测温时能精确测量到对应距离,消除了测量距离引起的测温精度偏差,具有灵敏度高、准确性好的特点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种红外热成像镜头的测温装置的结构示意图;
图2是本发明实施例提供的另一种红外热成像镜头的测温装置的结构示意图;
图3是本发明实施例提供的一种红外热成像镜头的测温方法的流程图;
图4是本发明实施例提供的另一种红外热成像镜头的测温方法的流程图;
图5是本发明实施例提供的又一种红外热成像镜头的测温方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
图1是本发明实施例提供的一种红外热成像镜头的测温装置的结构示意图。参见图1,本发明实施例提供的红外热成像镜头的测温装置,包括光学镜头1、探测器2和处理器3,探测器2与光学镜头1电连接,探测器2用于进行光电信号转换,处理器3与探测器2电连接,处理器3用于根据清晰成像后的对焦行程,基于对标定的对焦行程量和对焦物距的转换与识别,确定被测目标4和光学镜头1之间的测量距离D1,并根据测量距离计算出被测目标4的温度。
具体地,被测目标4和光学镜头1之间的测量距离也即物距,标定的对焦行程量和对焦物距是指对焦行程量和对焦物距的对应关系进行标定,示例性地,对焦行程量0.1mm时,能看清的对应的对焦物距可以为0.5m。光学镜头1采集光学信号,探测器2将光学镜头1采集到的光信号进行光电信号转换,并将转换为的电信号输入处理器3,由于对焦行程量和对焦物距进行先期标定,处理器3能根据清晰成像后的对焦行程,确定被测目标4和光学镜头1之间的距离,即获得被测目标4和光学镜头1之间的准确的测量距离,并根据获得的准确的测量距离计算出被测目标4的温度。
本发明实施例提供的红外热成像镜头的测温装置,通过光学镜头接收被测目标的红外辐射能量,经由探测器将所述光学镜头接收的红外辐射能量转换为电信号,并由处理器根据清晰成像后的对焦行程,基于对标定的对焦行程量和对焦物距的转换与识别,确定被测目标和光学镜头之间的测量距离,并根据所述测量距离计算所述被测目标的温度,消除了测量距离引起的测温精度偏差,具有灵敏度高、准确性好的特点,避免了因测量距离偏差引起测温精度不准确的现象。本发明实施例提供的红外热成像镜头的测温装置结构简单,操作方式简便,只需要实现对物体的对焦清晰即可,具有低功耗、响应速度快、灵敏度高、准确性高等优点,该装置能够使用于测量距离偏长的应用场合。
可选地,处理器3具体可以用于根据判定标准识别成像清晰时的对焦行程,基于标定的对焦行程量和对焦物距之间的对应关系,得到成像清晰度实际值数据表,基于成像清晰度实际值数据表,根据成像清晰时的对焦行程,确定被测目标4和光学镜头1之间的测量距离,基于标定的对焦物距和温度之间的对应关系,并根据测量距离计算出被测目标4的温度。
可选地,图2是本发明实施例提供的另一种红外热成像镜头的测温装置的结构示意图。参见图2,本发明实施例提供的红外热成像镜头的测温装置还包括显示器5,显示器5与处理器3电连接,用于显示被测目标4的温度。
具体地,显示器5将处理器3测得的被测目标4的温度进行显示,输出被测目标4的温度。
可选地,继续参见图2,光学镜头1可以包括光学系统和机械结构,机械结构包括镜筒12,光学系统包括光学镜片11,光学镜片11通过光学镜筒12固定连接。
具体地,光学镜头1可以包括光学系统和机械结构,光学系统中的光学镜片11通过光学镜筒12固定连接后,调节光学系统满足所需的对焦行程量和相应对焦物距的对应关系。
可选地,继续参见图2,处理器3包括信号识别处理单元31、放大电路单元32、补偿电路单元33以及线性处理单元34,信号识别处理单元31用于识别光学镜头1实际成像清晰度、对焦行程以及对焦物距,放大电路单元32用于对信号进行放大,补偿电路单元33用于根据对焦行程量和对焦物距的对应关系的成像清晰度理论值与光学镜头1实际成像清晰度进行比对,对成像清晰度验证不通过的进行补偿;线性处理单元34,用于根据设定的正弦曲线判定最佳对焦结果。
具体地,处理器3通过信号识别处理单元31转换和识别对焦行程量、对焦物距以及对焦清晰度,通过放大电路单元32、补偿电路单元33以及线性处理单元34分别对电信号进行放大、补偿和线性处理,得到被测目标4和光学镜头1之间的准确的测量距离,并根据测量距离计算出被测目标4的精确温度。
图3是本发明实施例提供的一种红外热成像镜头的测温方法的流程图。结合图1至图3,本发明实施例还提供了一种红外热成像镜头的测温方法,包括:
S101、光学镜头接收被测目标的红外辐射能量。
具体地,被测目标4辐射红外能量,光学镜头1通过光学镜片11接收被测目标4的红外辐射能量,通过光学镜筒12固定连接的光学镜片11输出对焦行程。
S102、探测器将所述光学镜头接收的红外辐射能量转换为电信号。
具体地,所述光学镜头1接收的红外辐射能量通过探测器2转换为电信号输出。
S103、处理器根据清晰成像后的对焦行程,基于对标定的对焦行程量和对焦物距的转换与识别,确定被测目标和光学镜头之间的测量距离,并根据所述测量距离计算所述被测目标的温度。
具体地,处理器3接收探测器2转换的电信号,所述电信号包括被测目标4的对焦行程,由于对焦行程量和对焦物距进行先期标定,处理器3根据对焦行程,确定被测目标4和光学镜头1之间的距离,即获得被测目标4和光学镜头1之间的准确的测量距离,并根据获得的准确的测量距离计算出被测目标4的温度。
本发明实施例还提供的红外热成像镜头的测温方法,通过利用对焦行程量和对焦物距的先期标定,后续实际测温时能精确测量到对应距离,消除了测量距离引起的测温精度偏差,具有灵敏度高、准确性好的特点。
可选地,图4是本发明实施例提供的另一种红外热成像镜头的测温方法的流程图。在上述实施例的基础上,结合图2和图4,本发明实施例提供的红外热成像镜头的测温方法,包括:
S201、光学镜头接收被测目标的红外辐射能量。
S202、探测器将所述光学镜头接收的红外辐射能量转换为电信号。
S203、根据判定标准识别成像清晰时的所述对焦行程。
具体地,可以于准备阶段,在处理器3中设定一条正弦曲线作为判定标准,正弦曲线从波谷到波峰的变化对应表示成像从不清晰到清晰的变化,当曲线到达波峰时,处理器3就自动识别该位置为最佳清晰位置,即最佳对焦行程。
S204、基于标定的所述对焦行程量和所述对焦物距之间的对应关系,得到成像清晰度实际值数据表。
具体地,可以包括获取对焦行程量和对焦物距的对应关系的成像清晰度理论值,根据对焦行程量和对焦物距的对应关系的成像清晰度理论值与光学镜头1实际成像清晰度进行比对,通过对理论值与实际值差值的补偿,若光学镜头1实际成像清晰度与对焦行程量和对焦物距的对应关系的成像清晰度理论值一致,得到对焦行程量和对焦物距的对应关系的成像清晰度实际值数据表,并将所述成像清晰度实际值数据表集成于所述处理器3;若光学镜头1实际成像清晰度与对焦行程量和对焦物距的对应关系的成像清晰度理论值不一致,则调节红外热成像镜头的测温装置,使得光学镜头1实际成像清晰度与对焦行程量和对焦物距的对应关系的成像清晰度理论值一致。
S205、基于所述成像清晰度实际值数据表,根据成像清晰时的所述对焦行程,确定所述被测目标和所述光学镜头之间的测量距离。
具体地,成像清晰度实际值数据表包括对焦行程量和相应对焦物距的对应关系,根据成像清晰时的所述对焦行程,通过查所述成像清晰度实际值数据表,确定出被测目标4和光学镜头1之间的测量距离。
S206、基于标定的对焦物距和温度之间的对应关系,并根据所述测量距离计算所述被测目标的温度。
具体地,要实现温度的测量反馈,需要在处理器3中事先标定好物距和对应温度关系值,然后根据光学镜头1找到的清晰的被测目标4的测量距离,来实现测量温度值反馈。
可选地,图5是本发明实施例提供的又一种红外热成像镜头的测温方法的流程图。在上述实施例的基础上,参见图5,本发明实施例提供的红外热成像镜头的测温方法,包括:
S301、光学镜头接收被测目标的红外辐射能量。
S302、探测器将所述光学镜头接收的红外辐射能量转换为电信号。
S303、处理器根据对焦行程,基于标定的对焦行程量和对焦物距,确定被测目标和光学镜头之间的测量距离,并根据所述测量距离计算所述被测目标的温度。
S304、显示器显示所述被测目标的温度。
具体地,显示器将处理器3测得的被测目标4的温度进行显示,输出被测目标4的温度。
注意,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种红外热成像镜头的测温装置,其特征在于,包括:
光学镜头;
探测器,所述探测器与所述光学镜头电连接,用于进行光电信号转换;
处理器,所述处理器与所述探测器电连接,用于根据清晰成像后的对焦行程,基于对标定的对焦行程量和对焦物距的转换与识别,确定被测目标和光学镜头之间的测量距离,并根据所述测量距离计算出被测目标的温度。
2.根据权利要求1所述的红外热成像镜头的测温装置,其特征在于,
所述处理器,具体用于根据判定标准识别成像清晰时的所述对焦行程,基于标定的所述对焦行程量和所述对焦物距之间的对应关系,得到成像清晰度实际值数据表,基于所述成像清晰度实际值数据表,根据成像清晰时的所述对焦行程,确定所述被测目标和所述光学镜头之间的测量距离,基于标定的对焦物距和温度之间的对应关系,并根据所述测量距离计算出所述被测目标的温度。
3.根据权利要求1所述的红外热成像镜头的测温装置,其特征在于,还包括:
显示器,所述显示器与所述处理器电连接,用于显示所述被测目标的温度。
4.根据权利要求1所述的红外热成像镜头的测温装置,其特征在于,
所述光学镜头包括光学系统和机械结构;所述机械结构包括镜筒;
所述光学系统包括光学镜片,所述光学镜片通过所述光学镜筒固定连接。
5.根据权利要求1所述的红外热成像镜头的测温装置,其特征在于,
所述处理器包括信号识别处理单元、放大电路单元、补偿电路单元以及线性处理单元;
所述信号识别处理单元,用于识别光学镜头实际成像清晰度、对焦行程以及对焦物距;
放大电路单元,用于对信号进行放大;
补偿电路单元,用于根据所述对焦行程量和所述对焦物距的对应关系的成像清晰度理论值与光学镜头实际成像清晰度进行比对,对成像清晰度验证不通过的进行补偿;
线性处理单元,用于根据设定的正弦曲线判定最佳对焦结果。
6.一种红外热成像镜头的测温方法,其特征在于,包括:
光学镜头接收被测目标的红外辐射能量;
探测器将所述光学镜头接收的红外辐射能量转换为电信号,进行光学成像;
处理器根据清晰成像后的对焦行程,基于对标定的对焦行程量和对焦物距的转换与识别,确定被测目标和光学镜头之间的测量距离,并根据所述测量距离计算所述被测目标的温度。
7.根据权利要求6所述的红外热成像镜头的测温方法,其特征在于,所述处理器根据清晰成像后的对焦行程,基于标定的对焦行程量和对焦物距的转换与识别,确定被测目标和光学镜头之间的测量距离,并根据所述测量距离计算所述被测目标的温度,包括:
根据判定标准识别成像清晰时的所述对焦行程;
基于标定的所述对焦行程量和所述对焦物距之间的对应关系,得到成像清晰度实际值数据表;
基于所述成像清晰度实际值数据表,根据成像清晰时的所述对焦行程,确定所述被测目标和所述光学镜头之间的测量距离;
基于标定的对焦物距和温度之间的对应关系,并根据所述测量距离计算所述被测目标的温度。
8.根据权利要求7所述的红外热成像镜头的测温方法,其特征在于,所述基于标定的所述对焦行程量和所述对焦物距之间的对应关系,得到成像清晰度实际值数据表,包括:
获取所述对焦行程量和所述对焦物距的对应关系的成像清晰度理论值,
根据所述对焦行程量和所述对焦物距的对应关系的成像清晰度理论值与所述光学镜头实际成像清晰度进行比对,通过对理论值与实际值差值的补偿,得到对焦行程量和对焦物距的对应关系的成像清晰度实际值数据表;
将所述成像清晰度实际值数据表集成于所述处理器。
9.根据权利要求7所述的红外热成像镜头的测温方法,其特征在于,所述根据所述测量距离计算被测目标的温度之后,还包括:
显示器显示所述被测目标的温度。
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