CN112254827A - 一种提升红外测温仪精度的信息处理装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提升红外测温仪精度的信息处理装置和方法，包括红外热成像仪和红外补偿仪；所述红外补偿仪包括补偿仪壳体、测温补偿块、温度检测传感器、信号传输模块，所述测温补偿块安装在补偿仪壳体外部，补偿仪壳体中安装有所述温度检测传感器和信号传输模块；所述红外热成像仪包括红外热成像仪本体和补偿计算装置，补偿计算装置与红外热成像仪本体中的电子处理系统连接，信号传输模块与电子处理系统有线或无线方式连接。本申请可以实现对人流、流水线上的产品进行连续测温，提升红外测温装置检测待测目标的测温精度；同时本申请既有普通传感器的检测精度也有红外测温的检测效率。

Description

一种提升红外测温仪精度的信息处理装置和方法
技术领域
发明涉及红外测温技术领域，具体是一种提升红外测温仪精度的信息处理装置和方法。
背景技术
由于红外测温技术对工业等领域运用广泛，特别对于人流进行红外热成像测温或者是流水线产品测温，因此，对其测量精确度也提出了更高的要求。非接触红外人体测温仪在功能和技术上越来越完善，但是，也存在影响其精确度的因素，如果不多加留意，将会导致红外测温仪测量精度有所偏差；干扰因素主要包括测量角度、环境温度、空气质量、电磁干扰、环境辐射、视场与目标大小等。其中环境温度和环境辐射的干扰原因是。
1)环境温度
红外热像仪在很大程度上受环境温度的影响，实际上待测温度低于常温时，环境温度变化的影响甚至大于信号的变化，这是由于红外透镜自身存在一些不可避免的影响因素；
并且空气中某些物质，如H2O，CO2，O3，CO N2O CH2等均吸收红外线，也会对温度产生影响。
2)环境辐射
利用红外辐射测温，由于信号非常小，低于常温的测量将受背景噪声的影响，在室外，阳光的直接辐射，折射和空间散射线是主要的背景噪声。室内测量时，来自待测物周围的反射光有时极大地影响测量结果。
发明内容
本发明的第一目的在于，解决现有技术中，在流水线或对人流进行红外成像测温时，干扰因素中环境温度和环境辐射的部分干扰因素的提升红外测温仪精度的信息处理装置。
本发明的第二目的在于，提供一种根据上述装置的信息处理方法；
为了实现本发明第一目的，本发明所采用的技术方案是：
一种提升红外测温仪精度的信息处理装置，包括红外热成像仪，还包括红外补偿仪；
所述红外补偿仪用于置放在待测温区域，其包括以下部件：
补偿仪壳体，用于安装测温补偿块、温度检测传感器和信号传输模块；
测温补偿块，测温补偿块与待测目标的干扰因素相同，用于被红外热成像仪识别并红外检测温度；
温度检测传感器，与测温补偿块接触，检测补偿块实际温度；
信号传输模块，用于将补偿块实际温度传递给红外热成像仪；
所述测温补偿块安装在补偿仪壳体外部，补偿仪壳体中安装有所述温度检测传感器和信号传输模块；
所述红外热成像仪包括以下部件：
红外热成像仪本体，用于通过红外检测并识别待测目标与测温补偿块，获取待测目标红外温度和测温补偿块红外温度；
补偿计算装置，根据测温补偿块实际温度和测温补偿块红外温度，计算修正系数，通过修正系数修正待测目标红外温度至待测目标实际温度；
补偿计算装置与红外热成像仪本体中的电子处理系统连接，信号传输模块与电子处理系统有线或无线方式连接。
进一步地，所述红外热成像仪本体包括壳体，所述壳体中设置有光学系统、红外探测器、电子处理系统和显示模块；
所述电子处理系统包括：
温度数据转换模块，用于将红外探测器的红外光谱信号转换为温度数据信号；
图像数据转换模块，用于将温度数据信号转换为红外温度图像，用于将可见光数据信号转换为可见图像；
图像识别模块，从可见图像和红外温度图像中识别待测目标位置和测温补偿块位置；
温度识别模块，根据待测目标位置和测温补偿块位置,识别待测目标温度和补偿块温度；
信号接收模块，用于接收温度检测传感器的温度信号；
所述光学系统依次通过红外探测器、图像数据转换模块与控制模块连接，所述温度数据转换模块、图像数据转换模块、图像识别模块、温度识别模块、信号接收模块、显示模块均与所述控制模块连接，所述光学系统还与图像数据转换模块连接，所述红外探测器还与温度数据转换模块连接，所述控制模块还与补偿计算装置连接。
进一步地，所述红外补偿仪还包括：
光敏传感器，用于检测待测温区域的光线信息，形成光线信号；
光敏信号识别模块，当光线信号变化率大于预设光线变化率时，向信号传输模块传输光线变化识别信号；
所述光敏传感器通过光敏信号识别模块与信号传输模块电连接；
所述电子处理系统还包括与控制模块连接的初始化模块，所述初始化模块接收到光线变化识别信号后控制补偿计算装置更新修正系数。
进一步地，所述红外补偿仪还包括：
湿度传感器，用于检测待测温区域的湿度信息，形成湿度信号；
湿度信号识别模块，当湿度信号变化率大于预设湿度变化率时，向信号传输模块传输湿度变化识别信号；
所述湿度传感器通过湿度信号识别模块与信号传输模块电连接；
所述初始化模块接收到湿度变化识别信号后控制补偿计算装置更新修正系数。
进一步地，补偿计算装置包括以下部件：
计算模块，用于计算补偿块实际温度和测温补偿块红外温度的差值，形成修正系数，待测目标红外温度加上修正系数获得待测目标实际温度；
存储模块，用于存储修正系数；
修正触发模块，用于接收初始化模块的初始化信号，并控制计算模块从新计算修正系数；
所述计算模块、存储模块、修正触发模块均与控制模块连接，所述存储模块、修正触发模块还与计算模块连接。
进一步地，所述测温补偿块设置有多个，多个测温补偿块与多种待测物品一一对应，相对应的测温补偿块与待测物品干扰因素相同，图像识别模块能够识别多个测温补偿块。
进一步地，电子处理系统还包括：
物品识别模块，用于接收外部生产线传输来的待测物品信息，并识别与待测物品对应的测温补偿块；
所述物品识别模块与控制模块连接，所述信号传输模块还与外部生产线控制装置有线或无线连接。
为了实现本发明的第二目的，本发明所采用技术方案如下：
一种根据上述提升红外测温仪精度的信息处理装置的信息处理方法，方法包括以下步骤：
S1、识别测温补偿块的红外温度与测温补偿块红外温度；
S2、通过补偿块实际温度与补偿块检测温度，计算修正系数；
S3、识别待测物体的红外温度，并根据修正系数计算待测物体的实际温度；
进一步地，所述步骤S2包括，计算测温补偿块红外温度与测温补偿块实际温度的差值，并保存为修正系数；所述步骤3中检测完待测物温度以后，将待测物检测温度减去修正差值，得到待测物修正温度。
进一步地，在步骤S1之前，红外补偿仪时时检测待测温区域的湿度、光线是否大于预设值，若是，重新开始执行步骤S1。
发明提出的主要有益效果是：通过增加红外补偿仪，将红外补偿仪设置在待测温区域，并且红外补偿仪上设置测温补偿块，红外热成像仪在扫描连续运动的一群待测目标时，同时能够扫描到红外补偿仪上的测温补偿块，测温补偿块与待测目标的干扰因素(材质、颜色、黑体系数等)相同，红外热成像仪识别待测目标的红外温度、温度补偿块的待测温度后，补偿计算模块计算修正系数，然后通过修正系数修正待测目标红外温度至待测目标实际温度；
通过该装置，可以实现对人流、流水线上的产品进行连续测温，提升红外测温装置检测待测目标的测温精度；同时本申请既有普通传感器的检测精度也有红外测温的检测效率。
附图说明
为了更清楚地说明发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的提升红外测温仪精度的信息处理装置的结构示意图；
图2是本发明中红外补偿仪的结构示意图；
图3是本发明中提升红外测温仪精度的信息处理装置的原理框图一；
图4是本发明中提升红外测温仪精度的信息处理装置的原理框图二；
图5是本发明中实施例三提升红外测温仪精度的信息处理装置的结构示意图
图6是本发明中提升红外测温仪精度的信息处理方法的方法原理图。
具体实施方式
下面结合附图对发明的优选实施例进行详细阐述，以使发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例一
参阅图1至图3所示，发明的一种提升红外测温仪精度的信息处理装置,可以用于红外检测识别人流中每个人的温度，或者用于红外识别生产线中每个产品的温度，包括红外热成像仪A，还包括红外补偿仪B；
所述红外补偿仪A用于置放在待测温区域(人流路线上的待测温区域或产品流水线上的待测温区域)，其包括以下部件：
补偿仪壳体11，用于安装测温补偿块、温度检测传感器和信号传输模块；
测温补偿块12，测温补偿块与待测目标的干扰因素(材质、颜色、黑体系数等能够造成测温不准确的材料因素)相同，用于被红外热成像仪识别并红外检测温度；
温度检测传感器13，与测温补偿块接触，检测补偿块实际温度；该温度检测传感器13可以是贴片式传感器，检测的温度通过信号信号传输模块14发送给红外热成像仪A；
信号传输模块14，用于将补偿块实际温度传递给红外热成像仪；该信号传输模块14可以通过线路与信号传输模块14连接，也可以通过无线方式将数据发送给信号传输模块14；
所述测温补偿块12安装在补偿仪壳体11外部，与待测物品处于同一个环境中，补偿仪壳体11中安装有所述温度检测传感器13和信号传输模块14；
所述红外热成像仪A包括以下部件：
红外热成像仪本体21，用于通过红外检测并识别待测目标与测温补偿块12，获取待测目标红外温度和测温补偿块红外温度；
补偿计算装置22，根据测温补偿块实际温度和测温补偿块红外温度，计算修正系数，通过修正系数修正待测目标红外温度至待测目标实际温度；
补偿计算装置22与红外热成像仪本体21中的电子处理系统23连接，信号传输模块14与电子处理系统23有线或无线方式连接。电子处理系统23是现有技术中红外热成像仪的原有处理系统，用于扫描可见光图像、红外光图像，并按现有技术方法识别图像中的物品并识别物品温度。
通过增加红外补偿仪B，将红外补偿仪B设置在待测温区域，并且红外补偿仪B上设置测温补偿块12，红外热成像仪A在扫描连续运动的一群待测目标时，同时能够扫描到红外补偿仪B上的测温补偿块12，测温补偿块12与待测目标的干扰因素(材质、颜色、黑体系数等)相同，红外热成像仪A识别待测目标的红外温度、温度补偿块12的待测温度后，补偿计算模块计算修正系数，然后通过修正系数修正待测目标红外温度至待测目标实际温度；
通过该装置，可以实现对人流、流水线上的产品进行连续测温，提升红外测温装置检测待测目标的测温精度；同时本申请既有普通传感器的检测精度也有红外测温的检测效率。
参阅图3所示，在本实施例中，所述红外热成像仪本体21包括壳体，所述壳体中设置有光学系统211、红外探测器212、电子处理系统23和显示模块213；
所述电子处理系统23包括：
温度数据转换模块231，用于将红外探测器212接收到的红外光谱的电信号转换为温度数据信号；
图像数据转换模块232，用于将温度数据信号转换为红外温度图像，用于将可见光数据信号转换为可见图像；该红外温度图像和可见光数据图像可以在显示模块213中显示；
图像识别模块233，从可见图像和红外温度图像中识别待测目标位置和测温补偿块12位置；通过图像识别技术可以识别图像中静止的测温补偿块12，和识别运动的待测目标。
温度识别模块234，根据待测目标位置和测温补偿块位置,识别待测目标温度和补偿块温度；
信号接收模块235，用于接收温度检测传感器13的温度信号；并将信号传递给补偿计算装置22，由补偿计算装置22计算修正系数。
所述光学系统211依次通过红外探测器212、图像数据转换模块232与控制模块236连接，控制模块236用于协调各个模块的数据传输，并存储数据、计算数据，所述温度数据转换模块231、图像数据转换模块232、图像识别模块233、温度识别模块234、信号接收模块235、显示模块213均与所述控制模块236连接，所述光学系统211还与图像数据转换模块232连接，所述红外探测器212还与温度数据转换模块231连接，所述控制模块236还与补偿计算装置22连接。
实施例二
参阅图4所示，本实施例与实施例一的区别在于，为了减少计算量，待测温区域的环境变化较小时，补偿计算装置22不重复计算补偿系数，当特定几个环境参数变化较大时再让补偿计算装置22重新计算补偿系数，所述红外补偿仪B还包括：
光敏传感器15，用于检测待测温区域的光线信息，形成光线信号；
光敏信号识别模块16，当光线信号变化率大于预设光线变化率时，向信号传输模块14传输光线变化识别信号；
所述光敏传感器15通过光敏信号识别模块16与信号传输模块14电连接；
所述电子处理系统23还包括与控制模块236连接的初始化模块237，所述初始化模块237接收到光线变化识别信号后控制补偿计算装置22更新修正系数。
通过设置光敏传感器15和光敏信号识别模块16，可以识别待测温区域的光线变化，最终控制补偿计算装置22重新计算补偿系数，减少背景辐射的影响；
为了进一步减少环境湿度对红外测温的影响，所述红外补偿仪B还包括：
湿度传感器17，用于检测待测温区域的湿度信息，形成湿度信号；
湿度信号识别模块18，当湿度信号变化率大于预设湿度变化率时，向信号传输模块14传输湿度变化识别信号；
所述湿度传感器17通过湿度信号识别模块18与信号传输模块14电连接；
所述初始化模块237接收到湿度变化识别信号后控制补偿计算装置22更新修正系数。
通过设置湿度传感器17和湿度信号识别模块18，可以识别待测温区域的湿度变化，最终控制补偿计算装置22重新计算补偿系数，减少空气中水汽吸收红外光谱的影响。本实施例中，还可以加入其它影响红外测温的传感器，当有较大变化时，控制补偿计算装置22更新修正系数；
具体的，补偿计算装置22包括以下部件：
计算模块221，用于计算补偿块实际温度和测温补偿块红外温度的差值，形成修正系数，待测目标红外温度加上修正系数获得待测目标实际温度；
存储模块222，用于存储修正系数；
修正触发模块223，用于接收初始化模块的初始化信号，并控制计算模块从新计算修正系数；
所述计算模块221、存储模块222、修正触发模块223均与控制模块236连接，所述存储模块222、修正触发模块223还与计算模块221连接。
通过计算模块221可以计算修正系数，并且还能根据修正系数修正待测目标红外温度至精确的待测目标实际温度。提高了红外检测的温度。
实施例三
参阅图5所示，在对流水线上运动的产品进行红外测温时，流水线上的产品可能在不同的时期会生产不同的产品，而不同的产品则需要不同的测温补偿块12，所以，测温补偿块12设置有多个，多个测温补偿块12与多种待测物品一一对应，相对应的测温补偿块12与待测物品干扰因素相同，图像识别模块233能够识别多个测温补偿块12。
当流水线上生产其他产品时，通过设置图像识别模块233识别对应的测温补偿块12，补偿计算装置22就可以计算与产品对应的补偿系数，实现精确的补偿计算温度。
为了能够让该本申请能够自动识别生产线上的产品，实现自动检测对应的温度补偿块12温度，最终实现对对应产品问的补偿计算，电子处理系统23还包括：
物品识别模块238，用于接收外部生产线传输来的待测物品信息，并识别与待测物品对应的测温补偿块；
所述物品识别模块238与控制模块236连接，所述信号传输模块14还与外部生产线控制装置有线或无线连接。
实施例四
为了实现本发明的第二目的，本发明所采用技术方案如下：
参阅图6所示，一种根据上述提升红外测温仪精度的信息处理装置的信息处理方法，方法包括以下步骤：
S1、识别测温补偿块的红外温度与测温补偿块红外温度；
S2、通过补偿块实际温度与补偿块检测温度，计算修正系数；
S3、识别待测物体的红外温度，并根据修正系数计算待测物体的实际温度；
所述步骤S2包括，计算测温补偿块红外温度与测温补偿块实际温度的差值，并保存为修正系数；所述步骤3中检测完待测物温度以后，将待测物检测温度减去修正差值，得到待测物修正温度。
在步骤S1之前，红外补偿仪时时检测待测温区域的湿度、光线是否大于预设值，若是，重新开始执行步骤S1。
通过该方法，可以实现对人流、流水线上的产品进行连续测温，并且能够通过补偿计算的方式提升红外检测待测目标的测温精度；同时本申请既有普通传感器的检测精度也有红外测温的检测效率。
以上所述，仅为发明的具体实施方式，但发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在发明的保护范围之内。因此，发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种提升红外测温仪精度的信息处理装置，包括红外热成像仪，其特征在于，还包括红外补偿仪；
所述红外补偿仪用于置放在待测温区域，其包括以下部件：
补偿仪壳体，用于安装测温补偿块、温度检测传感器和信号传输模块；
测温补偿块，测温补偿块与待测目标的干扰因素相同，用于被红外热成像仪识别并红外检测温度；
温度检测传感器，与测温补偿块接触，检测补偿块实际温度；
信号传输模块，用于将补偿块实际温度传递给红外热成像仪；
所述测温补偿块安装在补偿仪壳体外部，补偿仪壳体中安装有所述温度检测传感器和信号传输模块；
所述红外热成像仪包括以下部件：
红外热成像仪本体，用于通过红外检测并识别待测目标与测温补偿块，获取待测目标红外温度和测温补偿块红外温度；
补偿计算装置，根据测温补偿块实际温度和测温补偿块红外温度，计算修正系数，通过修正系数修正待测目标红外温度至待测目标实际温度；
补偿计算装置与红外热成像仪本体中的电子处理系统连接，信号传输模块与电子处理系统有线或无线方式连接。
2.根据权利要求1所述的提升红外测温仪精度的信息处理装置，其特征在于：所述红外热成像仪本体包括壳体，所述壳体中设置有光学系统、红外探测器、电子处理系统和显示模块；
所述电子处理系统包括：
温度数据转换模块，用于将红外探测器的红外光谱信号转换为温度数据信号；
图像数据转换模块，用于将温度数据信号转换为红外温度图像，用于将可见光数据信号转换为可见图像；
图像识别模块，从可见图像和红外温度图像中识别待测目标位置和测温补偿块位置；
温度识别模块，根据待测目标位置和测温补偿块位置,识别待测目标温度和补偿块温度；
信号接收模块，用于接收温度检测传感器的温度信号；
所述光学系统依次通过红外探测器、图像数据转换模块与控制模块连接，所述温度数据转换模块、图像数据转换模块、图像识别模块、温度识别模块、信号接收模块、显示模块均与所述控制模块连接，所述光学系统还与图像数据转换模块连接，所述红外探测器还与温度数据转换模块连接，所述控制模块还与补偿计算装置连接。
3.根据权利要求2所述的提升红外测温仪精度的信息处理装置，其特征在于，所述红外补偿仪还包括：
光敏传感器，用于检测待测温区域的光线信息，形成光线信号；
光敏信号识别模块，当光线信号变化率大于预设光线变化率时，向信号传输模块传输光线变化识别信号；
所述光敏传感器通过光敏信号识别模块与信号传输模块电连接；
所述电子处理系统还包括与控制模块连接的初始化模块，所述初始化模块接收到光线变化识别信号后控制补偿计算装置更新修正系数。
4.根据权利要求3所述的提升红外测温仪精度的信息处理装置，其特征在于，所述红外补偿仪还包括：
湿度传感器，用于检测待测温区域的湿度信息，形成湿度信号；
湿度信号识别模块，当湿度信号变化率大于预设湿度变化率时，向信号传输模块传输湿度变化识别信号；
所述湿度传感器通过湿度信号识别模块与信号传输模块电连接；
所述初始化模块接收到湿度变化识别信号后控制补偿计算装置更新修正系数。
5.根据权利要求4所述的提升红外测温仪精度的信息处理装置，其特征在于，补偿计算装置包括以下部件：
计算模块，用于计算补偿块实际温度和测温补偿块红外温度的差值，形成修正系数，待测目标红外温度加上修正系数获得待测目标实际温度；
存储模块，用于存储修正系数；
修正触发模块，用于接收初始化模块的初始化信号，并控制计算模块从新计算修正系数；
所述计算模块、存储模块、修正触发模块均与控制模块连接，所述存储模块、修正触发模块还与计算模块连接。
6.根据权利要求5所述的提升红外测温仪精度的信息处理装置，其特征在于：所述测温补偿块设置有多个，多个测温补偿块与多种待测物品一一对应，相对应的测温补偿块与待测物品干扰因素相同，图像识别模块能够识别多个测温补偿块。
7.根据权利要求6所述的提升红外测温仪精度的信息处理装置，其特征在于：电子处理系统还包括：
物品识别模块，用于接收外部生产线传输来的待测物品信息，并识别与待测物品对应的测温补偿块；
所述物品识别模块与控制模块连接，所述信号传输模块还与外部生产线控制装置有线或无线连接。
8.一种根据权利要求5所述的提升红外测温仪精度的信息处理装置的信息处理方法，其特征在于，方法包括以下步骤：
S1、识别测温补偿块的红外温度与测温补偿块红外温度；
S2、通过补偿块实际温度与补偿块检测温度，计算修正系数；
S3、识别待测物体的红外温度，并根据修正系数计算待测物体的实际温度。
9.根据权利要求8所述的信息处理方法，其特征在于：所述步骤S2包括，计算测温补偿块红外温度与测温补偿块实际温度的差值，并保存为修正系数；所述步骤3中检测完待测物温度以后，将待测物检测温度减去修正差值，得到待测物修正温度。
10.根据权利要求9所述的信息处理方法，其特征在于：在步骤S1之前，红外补偿仪时时检测待测温区域的湿度、光线是否大于预设值，若是，重新开始执行步骤S1。
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