CN113865713A - 温度检测方法、温度检测装置及红外热像仪 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种温度检测方法、温度检测装置及红外热像仪。所述温度检测方法包括：获取红外热像仪的目标红外数据、所述红外热像仪与待测目标的实际距离以及所述红外热像仪的实际环境温度；根据所述实际距离确定温度模型；根据所述温度模型、所述目标红外数据和所述实际环境温度确定所述待测目标的温度。该温度检测方法通过获取与实际距离对应的温度模型，根据温度模型、目标红外数据和实际环境温度确定待测目标的温度，无需手动调参，同时能够有效解决由于距离和环境温度导致的测温不准的问题，提高了红外热像仪的测温精度。

Description

温度检测方法、温度检测装置及红外热像仪

技术领域

本申请涉及红外辐射进行温度测量技术领域，特别是涉及一种温度检测方法、温度检测装置及红外热像仪。

背景技术

近年来，随着国内红外热像测温技术的飞速发展，越来越多的红外测温产品出现在大众视野。红外热像仪作为当前应用最广、发展最快的先进检测设备之一，已大面积应用于电力系统及电气设备的故障检测当中，并展现出其他检测设备难以替代的强大功能。应用红外热像仪能够在设备运行的情况下检测电气设备的运行状态并能预先发现设备的故障隐患，对于保障电力系统供电可靠性和安全运行具有重要意义。

目前市面上的测温型红外热像仪温度校准大多通过各种复杂的调参方式手动校准，难以确保测温精度。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种测温精度高的温度检测方法、温度检测装置及红外热像仪。

第一方面，提供一种温度检测方法，包括：

获取红外热像仪的目标红外数据、该红外热像仪与待测目标的实际距离以及该红外热像仪的实际环境温度；其中，该目标红外数据为该红外热像仪采集的与该待测目标对应的红外数据。

根据该实际距离确定温度模型；

根据该温度模型、该目标红外数据和该实际环境温度确定该待测目标的温度。

在其中一个实施例中，该温度检测方法还包括：

获取多个标准温度，该标准温度为试验对象的温度；

获取与每个该标准温度对应的试验红外数据；其中，该试验红外数据为该红外热像仪与该试验对象的距离为该实际距离的情况下，该红外热像仪获取的与该试验对象对应的红外数据；

获取该红外热像仪的试验环境温度；

根据多个该标准温度、多个该试验红外数据和试验环境温度建立与该实际距离所对应的温度模型。

在其中一个实施例中，该温度模型为该试验红外数据随该标准温度与该试验环境温度差值变化的函数关系式。

在其中一个实施例中，该温度检测方法还包括：

控制该试验对象的温度为该标准温度。

在其中一个实施例中，该试验对象为黑体。

第二方面，提供一种温度检测装置，包括：

获取模块，用于获取红外热像仪的目标红外数据、该红外热像仪与待检目标的实际距离以及该红外热相仪的实际环境温度；其中，该目标红外数据为该红外热像仪采集的与该待测目标对应的红外数据；

模型确定模块，用于根据该实际距离确定温度模型；

温度确定模块，用于根据该温度模型、该目标红外数据和该实际环境温度去顶该待测目标的温度。

第三方面，提供一种红外热像仪，包括存储器和处理器，该存储器存储有计算机程序，该处理器执行所述计算机程序时实现如上述第一方面任一所述的温度检测方法。

在其中一个实施例中，该红外热像仪还包括：

第一串口，该第一串口与该处理器连接，该第一串口用于与测距传感器连接，该测距传感器用于检测该红外热像仪与待测目标的实际距离；

第二串口，该第二串口与该处理器连接，该第二串口用于与温度传感器连接，该温度传感器用于检测该红外热像仪的环境温度。

第四方面，提供一种温度检测系统，包括：

如上述第三方面任一所述的红外热像仪；

测距传感器，用于检测该红外热像仪与该待测目标的实际距离；

温度传感器，用于检测该红外热像仪的环境温度。

第五方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面任一所述的温度检测方法。

上述温度检测方法通过获取与实际距离对应的温度模型，根据温度模型、目标红外数据和实际环境温度确定待测目标的温度，无需手动调参，同时能够有效解决由于距离和环境温度导致的测温不准的问题，提高了红外热像仪的测温精度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统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本申请的一些实施例，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为一个实施例中温度检测方法的流程示意图；

图2为一个实施例中温度模型的建立方法的流程示意图；

图3为一个实施例中温度检测装置的结构框图；

图4为一个实施例中温度检测系统的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。此外，以下实施例中的“连接”，如果被连接的对象之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。

配电台区有变压器、互感器、电缆终端头等易发热设备，容易产生因设备表面污秽放电，接触电阻增大等电流致热的故障，是潜在的安全隐患。目前主要通过在线缆端点安装接触式传感器进行温度检测，但是这种检测方式接线端越多造价越贵，而且只能在前期安装设备时布设接线，接触式传感器出现故障时，需要设备停电才能重新布设。

测温型红外热像仪通过非接触探测红外能量，并将其转换为电信号，进而在显示器上生成热成像和温度值，并可以对温度值进行计算。但是目前市面上的测温型红外热像仪温度校准大多通过各种复杂的调参方式手动校准，过程复杂且依然难以确保测温精度。

有鉴于此，本申请提供了一种温度检测方法，在该温度检测方法中，获取红外热像仪的目标红外数据、红外热像仪与待测目标的实际距离以及红外热像仪的实际温度，根据实际距离确定温度模型，根据温度模型、目标红外数据和实际环境温度确定待测目标的温度，本申请提供的温度检测方法无需手动调参，同时能够有效解决由于距离和环境温度导致的测温不准的问题，提高了红外热像仪的测温精度。

请参考图1，其示出了本申请实施例提供的一种温度检测方法的流程图，该温度检测方法可以包括步骤S102至S106。

S102：获取红外热像仪的目标红外数据、红外热像仪与待测目标的实际距离以及红外热像仪的实际环境温度。

应说明的，目标红外数据为红外热像仪采集的与待测目标对应的红外数据。红外热像仪获取物体表面对外辐射热量，根据辐射热量计算出物体的温度，因此本申请实施例所述的红外数据为辐射数据。

S104：根据实际距离确定温度模型。

应说明的，根据上文描述可知红外热像仪根据辐射热量计算出物体的温度，但是由于物体的发射率一般小于1，会反射周围物体辐射、太阳辐射等，导致红外热像仪采集的红外数据与物体的真实温度不对应。同时，由于红外热像仪的探测器在不同的工作温度下，探测器的响应状态也不同，因此，导致测温结果不同。再者，红外热像仪与待测物体的距离也会影响红外热像仪测温的准确性。因此，本申请实施例所涉及的温度模型应能反映在不同距离的下，红外热像仪的红外数据、红外热像仪的环境温度以及标准温度(物体真实温度)之间的关系。

可选的，红外热像仪的红外机芯可导入多个温度模型，该多个温度模型与距离对应存储，即根据实际距离可以获得与实际距离对应的温度模型。

S106：根据温度模型、目标红外数据和实际环境温度确定待测目标的温度。

上述实施例提供的温度检测方法通过获取与实际距离对应的温度模型，根据温度模型、目标红外数据和实际环境温度确定待测目标的温度，无需手动调参，同时能够有效解决由于距离和环境温度导致的测温不准的问题，提高了红外热像仪的测温精度。

下面，将对本申请实施例所涉及到的温度模型的建立方法进行说明。

请参考图2，其示出了本申请实施例提供的一种温度模型的建立方法的流程图，该温度模型的建立方法可以包括步骤S202至S208。

S202：获取多个标准温度，标准温度为试验对象的温度。

应说明的，试验对象的温度可以调节，通过改变试验对象的温度从而为温度模型的建立提供标准温度。可选的，试验对象可以为温度可控设备，即试验对象本身的温度是可以调节的。可选的，试验对象可以通过调温装置实现试验对象的温度改变。可选的，调温装置可以为调温箱。可选的，试验对象可以为黑体，黑体为一种理想化的辐射体，吸收所有波长的辐射动能，没有动能的反射面和穿透，其表层的发射率为1。在本申请一个可选实施例中，上述实施例提供的温度检测方法还可以包括以下步骤：控制试验对象的温度为标准温度。可选的，控制黑体的温度为标准温度。

S204：获取与每个标准温度对应的试验红外数据。

应说明的，试验红外数据为红外热像仪与试验对象的距离为实际距离的情况下，红外热像仪获取的与试验对象对应的红外数据。可选的，试验过程中，试验对象与红外热像仪的距离为目标距离，控制试验对象从最低温度以预设间隔升温至最高温度，获取红外热像仪的红外探测器在试验对象为不同温度时对应的探测器数据，即红外数据。应说明的，试验过程中的最低温度和最高温度可以根据该待测目标进行设定。如：当待测目标为配电台区的发热设备时，最低温度可以为60℃，最高温度可以为150℃。可选的，预设间隔可以为10℃。

可选的，通过改变试验对象和红外热像仪的距离，依据上述实施例提供的目标距离的试验方法，可以获得多组与不同距离对应的试验红外数据。可选的，所需试验的试验对象和红外热像仪的距离的最小值为1m，最大值为15m，按照1m的间隔获取多组与距离对应的试验红外数据。

S206：获取红外热像仪的试验环境温度。

应说明的，试验环境温度为获取试验过程中红外热像仪的工作温度。

S208：根据多个标准温度、多个试验红外数据和试验环境温度建立与实际距离所对应的温度模型。

应说明的，温度模型应能反映试验红外数据与标准温度，以及反映试验红外数据与试验环境温度的之间关系。多个温度模型应能分别反映在试验对象与红外热像仪的距离不同的情况下，试验红外数据与标准温度，以及反映试验红外数据与试验环境温度的之间关系。可选的，分析同组(红外热像仪与试验对象的距离相等)的标准温度和试验红外数据，获得试验红外数据随标准温度和环境温度的变化趋势，得到与距离对应的变化曲线。可选的，该变化曲线对应的曲线公式即为温度模型。将多组(组与组之间红外热像仪与试验对象的距离不相等)标准温度、红外数据和试验环境温度分别进行上述操作即可获得多条变化曲线，即可以获得多个与距离对应的温度模型。

可选的，将同一组(红外热像仪与试验对象的距离相等)的标准温度和试验红外数据以及对应的试验环境温度导入数据库中，通过分析工具连接该数据库分析数据变化趋势，得到与距离对应的变化曲线，获得该变化曲线对应的曲线公式，该曲线公式即为温度模型。可选的，数据库可以为mysql数据库，分析工具可以为matlab。

可以理解的是，本申请实施例不对温度模型作限制，只要该温度模型能够反映红外热像仪的红外数据、红外热像仪的环境温度以及标准温度之间的关系即可。

在本申请一个可选实施例中，温度模型为试验红外数据随标准温度与试验环境温度差值变化的函数关系式。可选的，当待测目标为配电台区的发射设备时，温度模型为试验红外数据的最大值随标准温度与试验环境温度差值变化的函数关系式。根据上述描述可知，当待测目标为配电台区的发射设备时，所需控制的试验对象的最低温度为60℃，一般情况下试验环境温度为室温，因此试验对象远大于室温，可以将红外数据中的最大值认为是试验对象对应的红外数据的数值。

在实际距离为5m时确定的温度模型为：

其中，x为目标红外数据，y为待测目标的温度与实际环境温度的差值。将红外热像仪的红外探测器的目标红外数据带入上述温度模型可以获得待测目标的温度与实际环境温度的差值，然后将实际环境温度代入获得待测目标的温度。

应该理解的是，虽然图1-图2的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1-图2中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

请参考图3，其示出了本申请实施例提供的一种温度检测装置300的框图，该温度检测装置可以包括：获取模块302、模型确定模块304以及温度确定模块306。具体的，获取模块302用于获取红外热像仪的目标红外数据、红外热像仪与待测目标的实际距离以及红外热像仪的实际环境温度。应说明的，目标红外数据为红外热像仪采集的与待测目标对应的红外数据。模型确定模块304用于根据实际距离确定温度模型。温度确定模块306用于根据温度模型、目标红外数据和实际环境温度确定待测目标的温度。

在本申请一个可选实施例中，上述实施例提供的温度检测装置还可以包括：标准温度获取模块、试验红外数据获取模块、试验环境温度获取模块和温度模型建立模块。具体的，标准温度获取模块用于获取多个标准温度。应说明的，标准温度为试验对象的温度。试验红外数据获取模块用于获取与每个标准温度对应的试验红外数据。应说明的，试验红外数据为红外热像仪与试验对象的距离为实际距离的情况下，红外热像仪获取的与试验对象对应的红外数据。试验环境温度获取模块用于获取红外热像仪的试验环境温度。温度模型建立模块用于根据多个标准温度、多个试验红外数据和试验环境温度建立与实际距离所对应的温度模型。

关于温度检测装置的具体限定可以参见上文中对于温度检测方法的限定，在此不再赘述。上述温度检测装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。需要说明的是，本申请实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。

在本申请一个可选实施例中，提供了一种红外热像仪，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：

S102：获取红外热像仪的目标红外数据、红外热像仪与待测目标的实际距离以及红外热像仪的实际环境温度。

S104：根据实际距离确定温度模型。

S106：根据温度模型、目标红外数据和实际环境温度确定待测目标的温度。在本申请一个可选实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：

S202：获取多个标准温度，标准温度为试验对象的温度。

S204：获取与每个标准温度对应的试验红外数据。

S206：获取红外热像仪的试验环境温度。

S208：根据多个标准温度、多个试验红外数据和试验环境温度建立与实际距离所对应的温度模型。

在本申请一个可选实施例中，上述实施例提供的红外热像仪还可以包括：第一串口和第二串口。具体的，第一串口与红外热像仪的处理器连接，第一串口用于与测距传感器连接，该测距传感器用于检测红外热像仪与待测目标的实际距离。第二串口与红外热像仪的处理器连接，第二串口用于与温度传感器连接，温度传感器用于检测红外热像的环境温度。可选的，第一串口与测距传感器通过电缆连接，第二串口与温度传感器通过电缆连接。

请参考图4，其示出了本申请实施例提供的一种温度检测系统，该温度检测系统可以包括红外热像仪402、测距传感器404和温度传感器406。具体的，测距传感器404用于检测红外热像仪402与待测目标408的实际距离。温度传感器406用于检测红外热像仪402的环境温度。

可选的，测距传感器可以为激光测距仪。应说明的，激光测距仪应靠近红外热像仪的红外探测器安装，以使激光测距仪测得的距离能够准确反映红外探测器与待测目标的距离。可选的，温度传感器可以为电阻温度传感器。可选的，红外热像仪与激光传感器通过电缆连接。可选的，红外热像仪与温度传感器通过电缆连接。由于激光传感器和温度传感器需要靠近红外热像仪安装以准确反映红外探测器与待测目标的距离以及红外热像仪的实际环境温度，因此红外热像仪与激光传感器的距离小，红外热像仪与温度传感器的距离小，通过电缆连接可以减小对传输信号的干扰，提高信号传输的可靠性。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各温度检测方法实施例中的步骤。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种温度检测方法，其特征在于，包括：

获取红外热像仪的目标红外数据、所述红外热像仪与待测目标的实际距离以及所述红外热像仪的实际环境温度；其中，所述目标红外数据为所述红外热像仪采集的与所述待测目标对应的红外数据；

根据所述实际距离确定温度模型；

根据所述温度模型、所述目标红外数据和所述实际环境温度确定所述待测目标的温度。

2.根据权利要求1所述的温度检测方法，其特征在于，还包括：

获取多个标准温度，所述标准温度为试验对象的温度；

获取与每个所述标准温度对应的试验红外数据；其中，所述试验红外数据为所述红外热像仪与所述试验对象的距离为所述实际距离的情况下，所述红外热像仪获取的与所述试验对象对应的红外数据；

获取所述红外热像仪的试验环境温度；

根据多个所述标准温度、多个所述试验红外数据和试验环境温度建立与所述实际距离所对应的温度模型。

3.根据权利要求2所述的温度检测方法，其特征在于，所述温度模型为所述试验红外数据随所述标准温度与所述试验环境温度差值变化的函数关系式。

4.根据权利要求2所述的温度检测方法，其特征在于，所述还包括：

控制所述试验对象的温度为所述标准温度。

5.根据权利要求3所述的温度检测方法，其特征在于，所述试验对象为黑体。

6.一种温度检测装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取红外热像仪的目标红外数据、所述红外热像仪与待测目标的实际距离以及所述红外热像仪的实际环境温度；其中，所述目标红外数据为所述红外热像仪采集的与所述待测目标对应的红外数据；

模型确定模块，用于根据所述实际距离确定温度模型；

温度确定模块，用于根据所述温度模型、所述目标红外数据和所述实际环境温度确定所述待测目标的温度。

7.一种红外热像仪，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至5中任一项所述的方法的步骤。

8.根据权利要求7所述的红外热像仪，其特征在于，还包括：

第一串口，所述第一串口与所述处理器连接，所述第一串口用于与测距传感器连接，所述测距传感器用于检测所述红外热像仪与待测目标的实际距离；

第二串口，所述第二串口与所述处理器连接，所述第二串口用于与温度传感器连接，所述温度传感器用于检测所述红外热像仪的环境温度。

9.一种温度检测系统，其特征在于，包括：

如权利要求7或8所述的红外热像仪；

测距传感器，用于检测所述红外热像仪与所述待测目标的实际距离；

温度传感器，用于检测所述红外热像仪的环境温度。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5中任一项所述的方法的步骤。

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