CN111811662A - 一种高温烤箱用非接触红外热成像装置及其热力补偿方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种高温烤箱用非接触红外热成像装置及其热力补偿方法，属于非接触红外热成像测温技术领域，用于解决高温烤箱内难以进行精准测温的技术问题。本发明通过旋转外热成像传感器及相关部件，来避免红外热成像传感器工作环境温度过高或者不稳定；采用旋转抓拍的方式能够保证红外热成像传感器的工作温度稳定，采用较薄透射率较高的红外透射镜片，外热成像传感器获得的红外能力衰减很少，大大降低误差，红外热成像传感能够准确采集温度数据，从而达到可靠的温度系统和线性度较好的系统发射率；通过热力和温度补偿算法，准确获取烤箱内食物的温度，精准度高，有效解决了高温烤箱环境下无法准确的应用红外热成像传感器获取温度的问题。

Description

一种高温烤箱用非接触红外热成像装置及其热力补偿方法
技术领域
本发明属于非接触红外热成像测温技术领域，涉及是一种高温烤箱用非接触红外热成像装置及其热力补偿方法。
背景技术
现有的应用于微波炉和低温烤箱(100℃至150℃)红外测温技术，几乎都是通过红外传感器通过透镜直接测量微波炉内温度，因此会面临如下问题：
(1)只能获取箱内一个加权温度值，误差极高无法准确判断食物的准确温度，从而无法达到更好的调温功率控制；
(2)红外透射透镜导致的红外衰减问题。如果红外透射透镜厚度很薄，箱内的热量将会通过透镜损坏红外测温传感器；如果红外透射透镜厚度很厚用于隔热，热量将无法很好的传递给红外温度传感器，传感器获得的红外能力衰减很重，误差极高；
(3)红外透射透镜厚度很厚时，自身也会散发很多红外能量，对最终获取的温度造成误差；
(4)无法在高温环境(400℃至600℃)工作，高温烤箱将会通过透镜将红外测温传感器损坏；
(5)工作环境温度过高或者温度不稳定时，红外温度传感器器件会受到热击穿的影响导致测取温度精度极差甚至无法良好使用。
如何获取烤箱内的准确的食物温度能够使得人们生活更加简单和智能化，准确的获取食物温度后，用户通过选择所烤取的食物，烤箱能够准确知道食物的温度和冷冻状态，采用自动调节功率和时间的方式，智能化的烹饪食物，极大方便烤箱用户。另一方面能够避免烤取食物时间过长，造成的烤焦或者火灾等危险事故。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种高温烤箱用非接触红外热成像装置及其热力补偿方法，该装置要解决的技术问题是：如何实现在高温烤箱内进行非接触的精准测温。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：
一种高温烤箱用非接触红外热成像装置及其热力补偿方法，包括红外热成像传感器、 PCB电路板和红外透射镜片，所述红外透射镜片安装在烤箱内壁上，红外透射镜片的右侧为食物放置腔，红外透射镜片左侧设置有导热金属底板，PCB电路板贴合安装在导热金属底板的一侧，红外热成像传感器安装在PCB电路板上，PCB电路板上设置有第一温度传感器，导热金属底板的另一侧粘接有隔热背壳，导热金属底板的下端设置有导热金属底座，导热金属底板与导热金属底座转动连接，导热金属底板的上端设置有旋转杆，导热金属底板的上方设置有驱动电机，旋转杆与驱动电机的转动轴连接，烤箱内壁上安装有第二温度传感器，第二温度传感器安装在靠近红外透射镜片的位置，能够准确的测量红外透射镜片的环境温度；PCB电路板和第二温度传感器与烤箱的中央处理器连接电性连接。
本发明的工作原理是：驱动电机带动红外热成像传感器、PCB电路板、导热金属底板和隔热背壳整体旋转，控制驱动电机转动带动着红外热成像传感器至红外透射镜片的一侧，透过红外透射镜片获取烤箱内部温度分布值，通过PCB电路板和导线传输给中央处理器，随后驱动电机转动，带动导热金属底板转动，隔热背壳面向红外透射镜片，避开烤箱内壁和红外透射镜片的高温传递，起到良好的隔热效果，避免烤箱内部热量过多的传递给红外热成像传感器，对电子器件造成损坏；导热金属底板与导热金属底座接触，能够将热量导出起到散热效果，同时能够给导热金属底板起到支撑作用，大部分时间红外热成像传感器背对着烤箱内壁和红外透射镜片，红外热成像传感器和PCB电路板由导热金属底板和导热金属底座形成温度保护；PCB电路板上的第一温度传感器能够实时获取PCB电路板的温度，该温度值一方面用于热力计算和温度补偿另一方面用于电机控制，当PCB电路板温度过高时，控制驱动电机转动，红外热成像传感器将背对着红外透射镜片，防止温度过高造成损害；安装在烤箱内壁上的第二温度传感器内置于烤箱内部靠近红外透射镜片的位置，能够获取红外透射镜片的环境温度，该温度值用于做热力计算和温度补偿；中央处理器通过获取的红外热成像传感器的温度数据、PCB电路板上的第一温度传感器的温度数据和烤箱内部的第二温度传感器获取的环境温度数据，进行热力温度补偿处理和算法，补偿掉温度环境不稳定、红外透射透镜片的红外衰减等干扰造成的温差，计算出精确的热力温度数据，即获得烤箱内物体的实际温度。
所述导热金属底板的下端设置有旋转头，旋转头呈半球形，导热金属底座上端开设有与旋转头相配合的转动槽，旋转头插入转动槽中，旋转头与转动槽转动连接。
采用以上结构，通过半球形的旋转头和转动槽配合连接，增大接触面积，转动更加顺畅，增加支撑稳定性和散热效果。
所述PCB电路板上设置有接线端子，通过接线端子与导线连接，连接方便。
所述第一温度传感器和第二温度传感器均优选为NTC温度传感器，NTC温度传感器灵敏度高，响应速度快，安装方便，能准确进行环境温度的测量。
烤箱内壁上开设有红外透镜安装孔和温度传感器安装孔，红外透射镜片安装在红外透镜安装孔中，第二温度传感器安装在温度传感器安装孔中。
所述导热金属底板、旋转头和导热金属底座的材质均为具有较高导热系数的金属材料，如铜、铝等，导热金属底板能够将PCB电路板上的热量由导热金属底座导出，起到降温效果，延长PCB电路板及电路板上元器件的使用寿命。
所述隔热背壳的材质为具有低导热系数的隔热材料，如玻璃纤维、石棉、岩棉等，不易导热，热量较难通过其传递给导热金属底板和PCB电路板，起到良好的隔热效果，避免烤箱的高温使各元器件损坏。
所述红外透射镜片选取较薄透射率较高的材质，红外透射镜片3的材质优选为以800um 厚，透射率85％的锗片，采用较薄且透射率较高的镜片，传感器获得的红外能力衰减很少，大大降低误差，红外热成像传感器能够准确采集温度数据，能够使后期热力温度补偿计算系统的发射率线性度更好。
所述红外热成像传感器优选为分辨率32x24的TO-CAN插管式封装结构器件。
所述红外热成像传感器在正对红外透射镜片时读取热力温度分布数据，所停留时间短暂，约占整个旋转周期的5％，停留时间设置为2-5秒。
所述红外热成像传感器在获取热力温度分布数据后随即由驱动电机带动旋转杆旋转 180°，背对红外透射镜片和烤箱内壁，背对和旋转时间占整个旋转周期的95％，背对和旋转时间总时长设置为40-100秒。
红外热成像传感器在背对红外透射镜片和烤箱内壁时，导热金属底板通过导热金属底座将红外热成像传感器的温度保持相对稳定，隔热背壳能够阻挡烤箱内部通过红外透射镜片传递过来的热量，从而整个装置达到一种热量的输入和输出的相对热平衡状态，保护各元器件不会受高温损坏。
一种高温烤箱用非接触红外热成像装置的热力补偿方法，具体方法如下：
一、各传感器获取温度数据；
通过红外热成像传感器(分辨率为X,Y)获取箱体内部热力温度分布To(i,j),i∈[1,X],j∈[1,Y]；
通过PCB电路板上的第一温度传感器获取传感器所在的PCB电路板温度为Ta；
通过烤箱内部的第二温度传感器获取红外透射镜片的温度为Te；
红外透射镜片3的红外(5um至15um)波段的透射率一般会选取0.7至1之间；
二、定义系统红外发射率的计算公式；
根据玻尔兹曼公式：H＝ε’σT，其中H是全部能量，ε’是有效能量发射系数，σ是常量，T是物体温度，开尔文单位；
当红外热成像传感器前面加入红外透射镜片时，定义新系统的发射率来体现能量通过红外透射镜片的透射效果为：
E＝(Ho-new-Ha-new)/(Ho-real-Ha-real)＝(ε’σTo-new-ε’σTa-new)/(ε’σTo-real-ε’σTa-real)＝(To-new- Ta-new)/(To-real-Ta-real)
其中，E为系统的红外发射率，Ho-new为加入红外透射镜片后传感器所能获取到物体散发的能量，Ha-new为被测物体的周围环境温度，Ho-real为未红外透射镜片的理想情况的传感器所能获取到所有的能量，也就是物体的真实温度，Ha-real为传感器周围的环境和传感器自身散发的能量；相对应的To-new为红外热成像传感器测量得到的物体的温度，Ta-new为烤箱内部的温度，To-real想去测量的物体的真实温度，Ta-real为红外热成像传感器的自身温度，在该系统中由于红外热成像传感器紧贴于PCB电路板上，所以等于PCB电路板的温度；
三、建立不同区间的发射率数学模型；
计算整体结构固定后的红外发射率E，将一高温物体参照物置于烤箱内，通过接触式温度计或者控制参照物温度在Trc；
通过调节位置使红外热成像传感器第[i,j]像素点对应参照物，其中第[i,j]像素点为任意像素点，所相应获取的温度为Toc(i,j)；
PCB电路板上的第一温度传感器获取红外热成像传感器和烤箱内部的第二温度传感器分别获取的温度为Tac和Tec；
通过红外发射率的计算公式计算发射率E，
Figure RE-GDA0002635723510000051
其中温度单位为绝对温度开尔文，对应温度需要加上273.15；
通过调节参照物的温度获取不同区间的发射率的值，并建立数学模型；
四、计算物体补偿温度；
对应建立的发射率数学模型，通过判断To(i,j)所落在的温度区间，通过相应的发射率E进行补偿的方式为：
Figure RE-GDA0002635723510000052
其中Tr(i,j)为第(i,j)像素点的物体补偿温度，即为本装置测量后通过中央处理器按上述方式处理后所得的温度；To(i,j)为红外热成像传感器的第(i,j)像素点的读取温度， Te为烤箱内部的第二温度传感器的读取温度，Ta为PCB电路板上的第一温度传感器的读取温度，Ex为To(i,j)所对应温度区间的发射率E值。
与现有技术相比，本高温烤箱用非接触红外热成像装置及其热力补偿方法具有以下优点：
1、本发明所述的一种应用于高温烤箱的非接触红外热成像装置，通过旋转外热成像传感器及相关部件，来避免红外热成像传感器工作环境温度过高或者不稳定；采用旋转抓拍的方式能够保证红外热成像传感器的工作温度稳定，红外透射镜片采用较薄透射率较高的镜片，外热成像传感器获得的红外能力衰减很少，大大降低误差，红外热成像传感能够准确采集温度数据，从而达到可靠的温度系统和线性度较好的系统发射率，能够适用高精度的热力成像和温度补偿。
2、本发明所述的一种应用于高温烤箱的非接触红外热成像装置的热力补偿方法，通过各传感器获取的环境温度，采用热力和温度补偿算法，获取烤箱内食物的补偿温度，精准度高，有效解决了高温烤箱环境下无法准确的应用红外热成像传感器获取温度的问题。
3、通过驱动电机带动外热成像传感器、PCB电路板、导热金属底板和隔热背壳整体旋转，隔热背壳起到良好的隔热效果，避免烤箱内部热量过多传递，对电子器件造成损害；导热金属底板和导热金属底板底座配合能够能够将热量导出起到散热效果，形成温度保护，提高整体装置的使用寿命和安全性能。
附图说明
图1是本发明装置测温状态的结构示意图；
图2是本发明装置温度保护状态的结构示意图；
图3是本发明中红外热成像传感器测得的像素点温度参数表示意图；
图4是本发明方法中建立的发射率数学模型折线图；
图中：1-红外热成像传感器、2-PCB电路板、3-红外透射镜片、4-烤箱内壁、5-第一温度传感器、6-接线端子、7-导热金属底板、8-旋转头、9-旋转杆、10-驱动电机、11-隔热背壳、12-导热金属底座、13-转动槽、14-第二温度传感器。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。
在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。
在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。
请参阅图1-2，本实施例提供了一种高温烤箱用非接触红外热成像装置，包括红外热成像传感器1、PCB电路板2和红外透射镜片3，所述红外透射镜片3安装在烤箱内壁4上，红外透射镜片3的右侧为食物放置腔，红外透射镜片3左侧设置有导热金属底板7，PCB 电路板2贴合安装在导热金属底板7的一侧，红外热成像传感器1安装在PCB电路板2上， PCB电路板2上设置有第一温度传感器5，导热金属底板7的另一侧粘接有隔热背壳11，导热金属底板7的下端设置有导热金属底座12，导热金属底板7与导热金属底座12转动连接，导热金属底板7的上端设置有旋转杆9，导热金属底板7的上方设置有驱动电机10，旋转杆9与驱动电机10的转动轴连接，烤箱内壁4上安装有第二温度传感器14，第二温度传感器14安装在靠近红外透射镜片3的位置，能够准确的测量红外透射镜片3的环境温度；PCB电路板2和第二温度传感器14与烤箱的中央处理器连接电性连接。
驱动电机10带动红外热成像传感器1、PCB电路板2、导热金属底板7和隔热背壳11整体旋转，控制驱动电机10转动带动着红外热成像传感器1至红外透射镜片3的一侧，透过红外透射镜片3获取烤箱内部温度分布值，通过PCB电路板2和导线传输给中央处理器，随后驱动电机10转动，带动导热金属底板7转动，隔热背壳11面向红外透射镜片3，避开烤箱内壁4和红外透射镜片3的高温传递，起到良好的隔热效果，避免烤箱内部热量过多的传递给红外热成像传感器1，对电子器件造成损坏；导热金属底板7与导热金属底座12接触，能够将热量导出起到散热效果，同时能够给导热金属底板7起到支撑作用，大部分时间红外热成像传感器1背对着烤箱内壁4和红外透射镜片3，红外热成像传感器 1和PCB电路板2由导热金属底板7和导热金属底座12形成温度保护；PCB电路板2上的第一温度传感器5能够实时获取PCB电路板2的温度，该温度值一方面用于热力计算和温度补偿另一方面用于电机控制，当PCB电路板2温度过高时，控制驱动电机10转动，红外热成像传感器1将背对着红外透射镜片3，防止温度过高造成损害；安装在烤箱内壁4 上的第二温度传感器14内置于烤箱内部靠近红外透射镜片3的位置，能够获取红外透射镜片3的环境温度，该温度值用于做热力计算和温度补偿；中央处理器通过获取的红外热成像传感器1的温度数据、PCB电路板2上的第一温度传感器5的温度数据和烤箱内部的第二温度传感器14获取的环境温度数据，进行热力温度补偿处理和算法，补偿掉温度环境不稳定、红外透射透镜片的红外衰减等干扰造成的温差，计算出精确的热力温度数据，即获得烤箱内物体的实际温度。
所述导热金属底板7的下端设置有旋转头8，旋转头8呈半球形，导热金属底座12上端开设有与旋转头8相配合的转动槽13，旋转头8插入转动槽13中，旋转头8与转动槽 13转动连接；通过半球形的旋转头8和转动槽13配合连接，增大接触面积，转动更加顺畅，增加支撑稳定性和散热效果。
所述PCB电路板2上设置有接线端子6，通过接线端子6与导线连接，连接方便。
所述第一温度传感器5和第二温度传感器14均优选为NTC温度传感器，NTC温度传感器灵敏度高，响应速度快，安装方便，能准确进行环境温度的测量。
烤箱内壁4上开设有红外透镜安装孔和温度传感器安装孔，红外透射镜片3安装在红外透镜安装孔中，第二温度传感器14安装在温度传感器安装孔中。
所述导热金属底板7、旋转头8和导热金属底座12的材质均为具有较高导热系数的金属材料，如铜、铝等，导热金属底板7能够将PCB电路板2上的热量由导热金属底座12 导出，起到降温效果，延长PCB电路板2及电路板上元器件的使用寿命。
所述隔热背壳11的材质为具有低导热系数的隔热材料，如玻璃纤维、石棉、岩棉等，不易导热，热量较难通过其传递给导热金属底板7和PCB电路板2，起到良好的隔热效果，避免烤箱的高温使各元器件损坏。
所述红外透射镜片3选取较薄透射率较高的材质，本实施例中，红外透射镜片3的材质优选为以800um厚，透射率85％的锗片，采用较薄且透射率较高的镜片，传感器获得的红外能力衰减很少，大大降低误差，红外热成像传感器1能够准确采集温度数据，能够使后期热力温度补偿计算系统的发射率线性度更好。
本实施例中，所述红外热成像传感器1优选为分辨率32x24的TO-CAN插管式封装结构器件。
所述红外热成像传感器1在正对红外透射镜片3时读取热力温度分布数据，所停留时间短暂，约占整个旋转周期的5％，停留时间设置为2-5秒。
所述红外热成像传感器1在获取热力温度分布数据后随即由驱动电机10带动旋转杆9 旋转180°，背对红外透射镜片3和烤箱内壁4，背对和旋转时间占整个旋转周期的95％，背对和旋转时间总时长设置为40-100秒。
所述红外热成像传感器1在背对红外透射镜片3和烤箱内壁4时，导热金属底板7通过导热金属底座12将红外热成像传感器1的温度保持相对稳定，隔热背壳11能够阻挡烤箱内部通过红外透射镜片3传递过来的热量，从而整个装置达到一种热量的输入和输出的相对热平衡状态，保护各元器件不会受高温损坏。
上述高温烤箱用非接触红外热成像装置的热力补偿方法，具体方法如下：
一、各传感器获取温度数据；
通过红外热成像传感器1(分辨率为X,Y)获取箱体内部热力温度分布To(i,j),i∈[1,X],j∈[1,Y]；
通过PCB电路板2上的第一温度传感器5获取传感器所在的PCB电路板2温度为Ta；
通过烤箱内部的第二温度传感器14获取红外透射镜片3的温度为Te；
红外透射镜片3的红外(5um至15um)波段的透射率一般会选取0.7至1之间；
二、定义系统红外发射率的计算公式；
根据玻尔兹曼公式：H＝ε’σT4，其中H是全部能量，ε’是有效能量发射系数，σ是常量，T是物体温度，开尔文单位；
那么当红外热成像传感器1前面加入红外透射镜片3时，定义新系统的发射率来体现能量通过红外透射镜片3的透射效果为：
E＝(Ho-new-Ha-new)/(Ho-real-Ha-real)＝(ε’σT4 o-new-ε’σT4 a-new)/(ε’σT4 o-real-ε’σT4 a-real)＝(T4 o-new- T4 a-new)/(T4 o-real-T4 a-real)
其中，E为系统的红外发射率，Ho-new为加入红外透射镜片后传感器所能获取到物体散发的能量，Ha-new为被测物体的周围环境温度，Ho-real为未红外透射镜片的理想情况的传感器所能获取到所有的能量，也就是物体的真实温度，Ha-real为传感器周围的环境和传感器自身散发的能量；相对应的To-new为红外热成像传感器测量得到的物体的温度，Ta-new为烤箱内部的温度，To-real想去测量的物体的真实温度，Ta-real为红外热成像传感器的自身温度，在该系统中由于红外热成像传感器1紧贴于PCB电路板2上，所以等于PCB电路板2的温度；
三、建立不同区间的发射率的数学模型；
计算整体结构固定后的红外发射率E，将一高温物体参照物置于烤箱内，通过接触式温度计或者控制参照物温度在Trc；
通过调节位置使红外热成像传感器1第[i,j]像素点对应参照物，其中第[i,j]像素点为任意像素点，所相应获取的温度为Toc(i,j)，例如图3所示红外热成像传感器1获取的各像素点对应的温度参数表；
PCB电路板2上的第一温度传感器获取红外热成像传感器1和烤箱内部的第二温度传感器14分别获取的温度为Tac和Tec；
通过红外发射率的计算公式计算发射率E，
Figure RE-GDA0002635723510000101
其中温度单位为绝对温度开尔文，所以对应温度需要加上273.15；
通过调节参照物的温度获取不同区间的发射率的值，并建立数学模型，如图4所示，图4中，横向坐标表示温度区间，纵向坐标表示发射率数值；
四、计算物体补偿温度
对应建立的发射率数学模型，通过判断To(i,j)所落在的温度区间，通过相应的发射率E进行补偿的方式为：
Figure RE-GDA0002635723510000111
其中Tr(i,j)为第(i,j)像素点的物体补偿温度，即为本装置测量后通过中央处理器按上述方式处理后所得的温度；To(i,j)为红外热成像传感器1的第(i,j)像素点的读取温度， Te为烤箱内部的第二温度传感器14的读取温度，Ta为PCB电路板2上的第一温度传感器 5的读取温度，Ex为To(i,j)所对应温度区间的发射率E值。
以下通过具体实例，采用上述非接触红外热成像装置并通过其热力补偿方法获取的补偿温度，与物体真实温度进行对比。
本实施例中，红外热成像传感器1采用分辨率32x24的TO-CAN插管式封装结构器件，红外透射镜片3采用800um厚，透射率85％的锗片。
第二温度传感器14测得的温度为410℃，即红外透射镜片3的温度为410℃；第一温度传感器5测得的温度为60℃，即PCB电路板2的温度为60℃；所对应的发射率数学模型的数值为0.8，红外热成像传感器1中心像素点(15,11)读取温度值为360℃；
通过温度计测量物体的实际温度为261℃；
代入温度补偿计算公式：
Figure RE-GDA0002635723510000112
最终所存在的误差为：
Figure RE-GDA0002635723510000113
通过热力补偿方法获取的温度和实际温度的误差仅为3.11℃，精准度高；通过红外热成像传感器1直接测得的温度为360℃，误差为360℃-261℃＝99℃，误差很大。
综上可知，本发明提供的高温烤箱用非接触红外热成像装置，通过外热成像传感器1 及相关部件，来避免红外热成像传感器1工作环境温度过高或者不稳定，采用旋转抓拍的方式能够保证红外热成像传感器1的工作温度稳定，红外透射镜片3可以采用较薄透射率较高的镜片，外热成像传感器1获得的红外能力衰减很少，大大降低误差，红外热成像传感器1能够准确采集温度数据，从而达到可靠的温度系统和线性度较好的系统发射率，能够适用高精度的热力成像和温度补偿；应用上述的热力和温度补偿算法，解决了高温烤箱环境下无法准确的应用红外热成像传感器获取温度的问题，通过本发明热力补偿方法获得的补偿温度与烤箱内物体真实温度误差小，精准度高，能够精准的获取烤箱内食物温度，便于用户使用。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (9)

1.一种高温烤箱用非接触红外热成像装置，包括红外热成像传感器、PCB电路板和红外透射镜片，其特征在于，所述红外透射镜片安装在烤箱内壁上，红外透射镜片的右侧为食物放置腔，红外透射镜片左侧设置有导热金属底板，PCB电路板贴合安装在导热金属底板的一侧，红外热成像传感器安装在PCB电路板上，PCB电路板上设置有第一温度传感器，导热金属底板的另一侧粘接有隔热背壳，导热金属底板的下端设置有导热金属底座，导热金属底板与导热金属底座转动连接，导热金属底板的上端设置有旋转杆，导热金属底板的上方设置有驱动电机，旋转杆与驱动电机的转动轴连接，烤箱内壁上安装有第二温度传感器，第二温度传感器安装在靠近红外透射镜片的位置，能够准确的测量红外透射镜片的环境温度；PCB电路板和第二温度传感器与烤箱的中央处理器连接电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种高温烤箱用非接触红外热成像装置，其特征在于，所述导热金属底板的下端设置有旋转头，旋转头呈半球形，导热金属底座上端开设有与旋转头相配合的转动槽，旋转头插入转动槽中，旋转头与转动槽转动连接。
3.根据权利要求2所述的一种高温烤箱用非接触红外热成像装置，其特征在于，所述PCB电路板上设置有接线端子。
4.根据权利要求3所述的一种高温烤箱用非接触红外热成像装置，其特征在于，所述第一温度传感器和第二温度传感器均为NTC温度传感器。
5.根据权利要求4所述的一种高温烤箱用非接触红外热成像装置，其特征在于，所述导热金属底板、旋转头和导热金属底座的材质均为具有较高导热系数的金属材料；所述隔热背壳的材质为具有低导热系数的隔热材料。
6.根据权利要求5所述的一种高温烤箱用非接触红外热成像装置，其特征在于，所述红外透射镜片的材质为较薄透射率较高的镜片。
7.根据权利要求6所述的一种高温烤箱用非接触红外热成像装置，其特征在于，所述红外透射镜片3的材质为以800um厚，透射率85％的锗片，所述红外热成像传感器为分辨率32x24的TO-CAN插管式封装结构器件。
8.根据权利要求7所述的一种高温烤箱用非接触红外热成像装置，其特征在于，所述红外热成像传感器在正对红外透射镜片时读取热力温度分布数据，所停留时间约占整个旋转周期的5％，停留时间设置为2-5秒；所述红外热成像传感器在获取热力温度分布数据后随即由驱动电机带动旋转杆旋转180°，背对红外透射镜片和烤箱内壁，背对和旋转时间占整个旋转周期的95％，背对和旋转时间总时长设置为40-100秒。
9.一种如权利要求1-8任一所述的高温烤箱用非接触红外热成像装置的热力补偿方法，其特征在于，具体方法如下：
一、各传感器获取温度数据；
通过红外热成像传感器(分辨率为X,Y)获取箱体内部热力温度分布To(i,j),i∈[1,X],j∈[1,Y]；
通过PCB电路板上的第一温度传感器获取传感器所在的PCB电路板温度为Ta；
通过烤箱内部的第二温度传感器获取红外透射镜片的温度为Te；
红外透射镜片3的红外(5um至15um)波段的透射率选取0.7至1之间；
二、定义系统红外发射率的计算公式；
根据玻尔兹曼公式：H＝ε’σT，其中H是全部能量，ε’是有效能量发射系数，σ是常量，T是物体温度，开尔文单位；
当红外热成像传感器前面加入红外透射镜片时，定义新系统的发射率来体现能量通过红外透射镜片的透射效果为：
E＝(Ho-new-Ha-new)/(Ho-real-Ha-real)＝(ε’σTo-new-ε’σTa-new)/(ε’σTo-real-ε’σTa-real)＝(To-new-Ta-new)/(To-real-Ta-real)
其中，E为系统的红外发射率，Ho-new为加入红外透射镜片后传感器所能获取到物体散发的能量，Ha-new为被测物体的周围环境温度，Ho-real为未红外透射镜片的理想情况的传感器所能获取到所有的能量，也就是物体的真实温度，Ha-real为传感器周围的环境和传感器自身散发的能量；相对应的To-new为红外热成像传感器测量得到的物体的温度，Ta-new为烤箱内部的温度，To-real想去测量的物体的真实温度，Ta-real为红外热成像传感器的自身温度，在该系统中由于红外热成像传感器紧贴于PCB电路板上，所以等于PCB电路板的温度；
三、建立不同区间的发射率数学模型；
计算整体结构固定后的红外发射率E，将一高温物体参照物置于烤箱内，通过接触式温度计或者控制参照物温度在Trc；
通过调节位置使红外热成像传感器第[i,j]像素点对应参照物，其中第[i,j]像素点为任意像素点，所相应获取的温度为Toc(i,j)；
PCB电路板上的第一温度传感器获取红外热成像传感器和烤箱内部的第二温度传感器分别获取的温度为Tac和Tec；
通过红外发射率的计算公式计算发射率E，
Figure RE-FDA0002635723500000031
其中温度单位为绝对温度开尔文，对应温度需要加上273.15；
通过调节参照物的温度获取不同区间的发射率的值，并建立数学模型；
四、计算物体补偿温度；
对应建立的发射率数学模型，通过判断To(i,j)所落在的温度区间，通过相应的发射率E进行补偿的方式为：
Figure RE-FDA0002635723500000032
其中Tr(i,j)为第(i,j)像素点的物体补偿温度，即为本装置测量后通过中央处理器按上述方式处理后所得的温度；To(i,j)为红外热成像传感器的第(i,j)像素点的读取温度，Te为烤箱内部的第二温度传感器的读取温度，Ta为PCB电路板上的第一温度传感器的读取温度，Ex为To(i,j)所对应温度区间的发射率E值。
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