CN114370945B - 加热装置及红外测温装置、标定方法及测温方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种加热装置及红外测温装置、标定方法及测温方法，该加热装置包括温度传感器模块、至少一个加热模块、控制模块以及处理器，处理器可分别连接温度传感器模块和控制模块，用于接收温度传感器模块采集的温度信息，并根据该温度信息指示控制模块控制至少一个加热模块对红外测温装置的探测组件和光学组件进行加热，以使探测组件和光学组件处于标定温度区间。本公开实施例可为红外测温装置的探测组件和光学组件创造一个恒定的温度环境，进而可对这一小范围的恒定温度环境进行精准标定，有利于在保障红外测温装置的测温精度的同时减少成本。

Description

加热装置及红外测温装置、标定方法及测温方法

技术领域

本公开涉及智能测温技术领域，尤其涉及一种加热装置及红外测温装置、标定方法及测温方法。

背景技术

红外测温产品作为非接触的人体测温产品，备受市场认可。相关技术中，在较长距离如1m-2m的人体测温场景中，红外测温产品由于受制于技术、成本等因素，如何保证测温精度是红外测温产品的巨大挑战。

相关技术中，为了提高红外测温产品的测温精度，通常可以采用两种解决方案。

一种解决方案是在红外测温产品的红外视场角(Field Of View，FOV)范围内增加一个高精度的黑体设备(该黑体设备具有恒温和高发射率的特点)作为温度参考，红外测温时，以测量到的黑体温度与已知的黑体自身温度做比较，得出测量误差，通过该测量误差对测得的温度进行修正，得到目标测量温度。例如，在黑体温度为36℃且黑体设备和人体额头的距离接近的情况下，红外测温产品测量到的人体额头温度为35.1℃，测得的黑体温度为36.2℃，可以得到红外测温产品的测量误差为36.2-36＝+0.2℃，那么红外测温产品测得的真实的人体额头温度为35.1-0.2＝34.9℃。

另一种解决方案就是增加红外测温产品的标定成本，对红外测温产品所使用的工作环境温度段下多个环境温度点与测量目标温度段的多个点进行标定。例如，在工作环境温度需要支持10～35℃的，且目标探测温度需要支持30～40℃的情况下，红外测温产品在该规格范围内需要标定方案可以是：分别在环境温度10℃，15℃，20℃，25℃，30℃，35℃下采用30℃、35℃、40℃三个黑体分别进行标定。

以上两个方案虽然有效地解决了红外测温产品的精度问题，但是带来了大量的成本增加，且极大地降低了红外测温产品的产能。

发明内容

本公开提出了一种加热装置及红外测温装置、标定方法及测温方法。

根据本公开的一方面，提供了一种加热装置，所述装置用于对红外测温装置的探测组件和光学组件进行加热，所述装置包括温度传感器模块、至少一个加热模块、控制模块以及处理器：所述温度传感器模块用于采集温度信息，所述温度信息包括所述光学组件的第一温度、和所述探测组件的第二温度；所述处理器，分别连接所述温度传感器模块和所述控制模块，用于接收所述温度信息，并根据所述温度信息指示所述控制模块控制至少一个加热模块对所述探测组件和所述光学组件进行加热，以使所述探测组件和所述光学组件处于标定温度区间。

在一种可能的实现方式中，所述标定温度区间的最小温度值大于工作环境的最高温度与所述红外测温装置的温升的和。

在一种可能的实现方式中，所述温度信息还包括加热模块的第三温度，所述处理器用于根据接收的所述第一温度、所述第二温度和所述第三温度，指示所述控制模块控制至少一个加热模块对所述探测组件和所述光学组件进行加热，以使加热模块的所述第三温度小于极限温度的情况下，所述探测组件和所述光学组件处于标定温度区间；其中，所述极限温度表示加热模块能够正常工作情况下的加热模块自身的最大温度。

在一种可能的实现方式中，所述温度传感器模块还与控制模块相连接，所述控制模块接收加热模块的第三温度，并在所述第三温度大于极限温度的情况下，使加热模块停止工作。

在一种可能的实现方式中，所述加热模块为一个，所述加热模块用于对包括所述探测组件和所述光学组件的红外测温装置整体加热；或者，所述加热模块为多个，部分加热模块用于对所述探测组件加热，另一部分加热模块用于对所述光学组件加热。

在一种可能的实现方式中，在加热过程中，所述第一温度的变化与所述第二温度的变化呈线性关系。

在一种可能的实现方式中，其特征在于，所述加热模块包括聚酰亚胺加热薄膜、石墨烯加热膜、PET加热膜、金属加热膜至少其中之一。

在一种可能的实现方式中，所述控制模块控制每个加热模块的开启与关闭，以及每个加热模块在开启状态下的加热功率。

根据本公开的一方面，提供了一种红外测温装置，包括上述的加热装置。

根据本公开的一方面，提供了一种红外测温方法，所述方法基于上述的加热装置，所述方法包括：控制所述加热装置对所述红外测温装置的探测组件和光学组件进行加热或停止加热，使所述红外测温装置的所述探测组件和所述光学组件处于标定温度区域；使用所述红外测温装置，对待测物体进行温度测量，确定所述待测物体的测量温度。

根据本公开的一方面，提供了一种红外测温装置的标定方法，所述方法基于上述的加热装置，所述方法包括：控制所述加热装置对所述红外测温装置的探测组件和光学组件进行加热或停止加热，使所述红外测温装置的所述探测组件和所述光学组件处于预设的标定温度区域；基于至少一个黑体设备，对所述红外测温装置进行标定，得到标定后的所述红外测温装置。

本公开实施例的加热装置，能够对红外测温装置的探测组件和光学组件进行加热，使红外测温装置的探测组件和光学组件处于标定温度区间，为红外测温装置的探测组件和光学组件创造一个恒定的温度环境，进而可对这一小范围的恒定温度环境进行精准标定，有利于在保障红外测温装置的测温精度的同时减少成本。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，而非限制本公开。根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，这些附图示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于说明本公开的技术方案。

图1示出相关技术中红外测温装置的结构示意图。

图2示出根据本公开实施例的加热装置的框图。

图3示出相关技术中红外测温装置标定或点检的流程图。

图4示出根据本公开实施例的红外测温装置标定的流程图。

图5示出根据本公开实施例的红外测温装置点检的流程图。

图6示出根据本公开实施例的加热装置的硬件架构的示意图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中术语“至少一种”表示多种中的任意一种或多种中的至少两种的任意组合，例如，包括A、B、C中的至少一种，可以表示包括从A、B和C构成的集合中选择的任意一个或多个元素。

另外，为了更好地说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。

为了便于理解本公开的技术方案，本公开先对相关技术中红外测温装置(例如红外热像仪)进行简单的解释说明。

图1示出相关技术中红外测温装置的结构示意图，如图1所示，热辐射体21(待测温的目标物体)发出的红外辐射透过光学组件22后，经调制盘23将红外辐射调制成交变辐射，再由探测组件24将该交变辐射转变成为相应的电信号。该信号经过电子放大器25的放大后，可按照红外测温装置内的算法进行信号处理，并在显示器26中显示测得的温度。

其中，红外测温装置的光学组件22可以包括凸透镜，用于汇聚红外测温装置视场角FOV内的待测物体的红外辐射能量。红外测温装置的探测组件24用于将收到的光信号转换为电信号。

由于红外测温装置的设计工艺通常包含氧化钒、热电堆和互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)，上述工艺使红外测试装置在对目标物体温度测量过程中，对环境温度比较敏感，其中，红外测温装置包含的探测组件24和光学组件22这两部分，尤其对环境温度敏感。

然而，针对不同的测温场景，探测组件24和光学组件22可能会被部署到各种位置，导致其所处的环境温度可以是多种多样的。进一步，即使探测组件24和光学组件22的部署位置确定后，由于不同的时间(例如不同季节)，环境温度也不同。不同的环境温度会影响探测组件24和光学组件22的性能，使得在不同环境温度下的红外测温装置会测得不同的温度值。

有鉴于此，本公开实施例的加热装置，能够对红外测温装置的探测组件24和光学组件22进行加热，使红外测温装置的探测组件24和光学组件22处于标定温度区间，为红外测温装置的探测组件24和光学组件22创造一个恒定的温度环境，进而可对这一小范围的恒定温度环境进行精准标定，有利于在保障红外测温装置的测温精度的同时减少成本。

图2示出根据本公开实施例的加热装置的框图，该装置用于对红外测温装置的探测组件24和光学组件22进行加热。如图2所示，该装置包括温度传感器模块1、至少一个加热模块2、控制模块3以及处理器4：

温度传感器模块1用于采集温度信息，该温度信息包括光学组件22的第一温度、和探测组件24的第二温度；

处理器4，分别连接温度传感器模块1和控制模块3，用于接收温度信息，并根据温度信息指示控制模块1控制至少一个加热模块2对探测组件24和光学组件22进行加热，以使探测组件24和光学组件22处于标定温度区间。

在一种可能的实现方式中，红外测温装置(例如包括红外热像仪)可通过对待测物体自身辐射的红外能量的测量，确定其表面温度。加热装置可以在红外测温装置的生产过程中，直接将该加热装置设置在红外测温装置中，例如可将该加热装置部署在红外测温装置内部探测组件24和光学组件22所在的区域，可直接生产包括有加热功能的红外测温装置；或者，加热装置和红外测温装置也可以是两个单独的产品，在红外测温装置出厂之后，可以将加热装置覆盖在红外测温装置的表面，对红外测温装置加热，进而实现对红外测温装置的探测组件24和光学组件22进行加热。

在一种可能的实现方式中，加热装置可用于对红外测温装置的探测组件24和光学组件22进行加热，以使探测组件24和光学组件22处于标定温度区间。该标定温度区间可以是标定温度以及接近标定温度的各温度构成的温度集合。

例如，假设红外测温装置出厂前进行的标定温度为T℃，可预设一个足够小的温度偏差e℃，将标定温度区间设置为[T-e，T+e]，其中，e的绝对值越小，标定温度区间所包括的温度值越接近标定温度为T℃，可使红外测温装置测温的精确度越高，本公开对e的具体取值不作限制。

红外测温装置的探测组件24和光学组件22处于标定温度区间(即恒温环境)，红外测温装置在测温前，可以不进行多次标定，而是在标定温度区间进行一次标定，有利于在保障红外测温装置精准度的同时，又减少标定成本。

为了使红外测温装置的探测组件24和光学组件22处于标定温度区间，考虑到加热成本要低于制冷成本，可将标定温度区间设置为一个较高的温度区域。

在一种可能的实现方式中，标定温度区间的最小温度值大于工作环境的最高温度与红外测温装置的温升的和。

其中，红外测温装置的温升是指红外测温装置(包括探测组件24和光学组件22)的各个部件高出当前环境的温度，也即红外测温装置工作时产生的温升。

举例来说，针对生物测温(例如人体测温)的应用场景，可确定红外测温装置工作环境的最高温度和最低温度。假设以工作环境温度的范围为-10℃～30℃为例，可知，红外测温装置工作环境的最高温度为30℃，红外测温装置工作环境的最低温度为-10℃。

在红外测温装置的设计中，工作环境处于低温并不是瓶颈，可以通过本公开实施例中的加热装置来支持更低的工作环境温度。而针对红外测温装置自身可正常工作的最高环境温度，可通过包括红外测温装置的器件选型等在内的选型设计来保障，例如，对于红外热像仪，其各组件选型下的最高的工作环境温度可支持到80℃的成像温度及精度保障。

考虑到即使不使用加热装置对红外测温装置加热，红外测温装置在工作时自身也会产生的热能，使红外测温装置自身的温度(包括探测组件24和光学组件22)高于当前的环境温度。其所增加的温度Δt℃即为红外测温装置的温升。可以将红外测温装置的标定温度区间设置为[T-e，T+e]，该标定温度区间的最小温度值T-e大于红外测温装置自身最大的工作温度(即工作环境的最高温度30℃与红外测温装置的温升Δt℃的和)。

其中，红外测温装置自身的工作温度表示，在不使用加热模块的情况下，红外测温装置所处的环境温度，叠加红外测温装置由于自身发热带来温升后，得到的最终表面温度(壳温)。例如，红外测温装置在-10℃的环境温度下进行测温工作，其产生的温升为6℃，所对应的工作温度为-4℃；红外测温装置在30℃的环境温度下进行测温工作，其产生的温升为6℃，所对应的工作温度为36℃。

有鉴于此，在红外测温装置出厂之前，可以对红外测温装置进行工作温度40℃的标定，并将该红外测温装置的标定时的工作温度区间设置为[39.9，40.1]，该标定工作温度区间的最小温度值39.9℃明显大于红外测温装置的最大工作温度36℃(红外测温装置所处的工作环境的最高温度30℃与温升6℃的和)。

由于红外测温装置在不同的环境温度下，加热装置为了使探测组件24和光学组件22处于标定工作温度区间[39.9，40.1]，对红外测温装置的探测组件24和光学组件22提升的温度也不同。例如，假设红外测温装置所处的最低环境温度为-10℃，红外测温装置的自身温升为6℃，那么加热装置给探测组件24和光学组件22增加的温度为44℃；假设红外测温装置所处的最高环境温度为30℃，红外测温装置的自身温升为6℃，那么加热装置给探测组件24和光学组件22增加的温度为4℃。

通过这种方式，可通过加热装置使红外测温装置的探测组件24和光学组件22处于标定温度区间，有利于在保障红外测温装置精准度的同时，减少成本。

在一种可能的实现方式中，加热装置可包括用于采集温度信息的温度传感器模块1，该温度传感器模块1可以包括至少两个温度传感器。

例如，温度传感器模块1可包括两个温度传感器，即温度传感器A和温度传感器B，可将温度传感器A设置在光学组件22的表面或附近区域，用于确定光学组件22的第一温度，可将温度传感器B设置在探测组件24的表面附近区域，用于确定探测组件24的第二温度。或者，温度传感器模块1可包括M+N个(M、N均为大于1的整数)传感器，可将M个温度传感器设置在光学组件22的表面或附近区域，将M个温度传感器测试的平均温度确定为光学组件22的第一温度，可将N个温度传感器设置在探测组件24的表面或附件区域，将N个温度传感器的平均温度确定为探测组件24的第二温度。本公开对温度传感器模块1包括的温度传感器的数量不作限制。

其中，温度传感器是指可以感受温度并将感受到的温度转换成可用输出信号的传感器，可以包括热电偶、热敏电阻、数字温度传感器等，本公开对温度传感器的类型不作限制。

在一种可能的实现方式中，加热模块2为一个，该加热模块2用于对包括探测组件24和光学组件22的红外测温装置整体加热；或者，加热模块2为多个，部分加热模块2用于对探测组件24加热，另一部分加热模块2用于对光学组件22加热。

举例来说，可使用一个或多个加热模块2为探测组件24和光学组件22加热。在加热模块2为一个的情况下，该加热模块2可用于对包括探测组件24和光学组件22的红外测温装置整体进行加热；在加热模块2为P+Q个(P、Q均为大于1的整数)的情况下，P个加热模块2可用于对探测组件24加热，另外Q个加热模块2可用于对光学组件22加热。

应当理解，为了降低本公开实施例的加热装置的成本，可只使用一个加热模块2对探测组件24和光学组件22构成的模组整体加热；为了提高加热效率和加热的灵活性，可使用多个加热模块2分别对探测组件24和光学组件22加热，不同的加热模块可设置不同的加热功率，本公开对加热模块2的数量以及加热方式不作限制。

其中，加热模块包括聚酰亚胺加热薄膜、石墨烯加热膜、PET(PolyethyleneTerephthalate，聚酯)加热膜、金属加热膜至少其中之一。以聚酰亚胺加热膜为例，该加热薄膜是以聚酰亚胺薄膜为外绝缘体，以金属箔﹑金属丝为内导电发热体，经高温高压热合而成。因此，聚酰亚胺薄膜电热膜具有良好的绝缘强度、抗电强度、热传导效率，成本较低廉，使用安全稳定，可使被加热的探测组件24和光学组件22处于稳定的温度环境。

通过这种方法，可以灵活分配多个加热模块2对红外测温装置的探测组件24和光学组件22加热，有利于使探测组件24和光学组件22处于稳定的标定温度区间，进而提高红外测温装置测温的精准度。

在一种可能的实现方式中，加热装置可包括控制模块3，可连接处理器4和每个加热模块2，可接收处理器4发送的控制信号，并根据接收的控制信号，控制每个加热模块2的开启与关闭，以及每个加热模块2在开启状态下的加热功率。

举例来说，加热模块2可以是聚酰亚胺加热薄膜，可通过调节控制模块3包括的功率开关器件的导通时间和关断时间的比率，以响应输入至聚酰亚胺加热薄膜的电流变化，进而控制每个加热模块2的工作状态。

例如，在停止向聚酰亚胺加热薄膜输入电流的情况下，可以关闭加热模块2，使加热模块2处于非工作状态；在向聚酰亚胺加热薄膜输入较小电流的情况下，可以启动加热模块2，并使加热模块以较低的加热功率对探测组件24和光学组件22进行加热；在向聚酰亚胺加热薄膜输入较大电流的情况下，可以启动加热模块2，并使加热模块以较高的加热功率对探测组件24和光学组件22进行加热。

其中，控制模块3可包括可控硅(晶闸管)、继电器、三极管、电容、电阻等电子元器件构成的功率开关控制电路，本公开对具体的控制模块3的电路结构不作限制。

通过这种方法，可以通过控制模块3调整每个加热模块的工作状态，红外测温装置的探测组件24和光学组件22处于标定温度区间，以提高红外测温装置的测温精准度。

在一种可能的实现方式中，加热装置可包括处理器4，该处理器4可以与红外测温装置共用一个处理器，也可以是独立于红外测温装置的处理器。该处理器4可分别连接温度传感器模块1和控制模块3，用于接收传感器模块1采集的温度信息(例如包括第一温度、第二温度)，并根据该温度信息的指示控制模块3控制至少一个加热模块2对探测组件24和光学组件22进行加热，以使其处于标定温度区间。

其中，处理器可以按任何适当的方式实现，例如，被一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现。在该处理器内部，可以通过逻辑门、开关、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等硬件电路执行可执行指令。

举例来说，假设红外测温装置在出厂前的标定温度为T℃，该标定温度可以是一个较高的温度值(例如40℃)。在出厂后用户使用该红外测温装置进行测温时，为了保证该红外测温装置的准确度，需要使探测组件24和光学组件22处于T℃或接近T℃的标定温度区间。

当温度传感器模块1测得探测组件24的第二温度和光学组件22的第一温度远远低于T℃，处理器4可指示控制模块3开启每个加热模块2，使每个加热模块2均处于高功率的工作状态，例如可对每个加热模块2提供一个其自身允许通过的最大电流，驱动每个加热模块2以最大功率对探测组件24和光学组件22高速加热；

当温度传感器模块1测得探测组件24的第二温度和光学组件22的第一温度低于T℃且接近T℃，处理器4可指示控制模块3，开启部分加热模块2，使部分加热模块2处于低功率的工作状态，例如可对部分加热模块2提供一个较小的电流，驱动部分加热模块2以低功率对探测组件24和光学组件22缓慢加热；

当温度传感器模块1测得探测组件24的第二温度和光学组件22的第一温等于T℃，处理器4可指示控制模块3，开启部分加热模块2并调整每个加热模块2的加热功率，使每个加热模块2的加热温度维持在T℃，进而可以使红外测温装置的探测组件24和光学组件22处理标定温度区间。

当温度传感器模块1测得探测组件24的第二温度和光学组件22的第一温度高于T℃，处理器4可指示控制模块3，关闭每个加热模块2，使每个加热模块2停止工作。由于标定温度T℃高于当前红外测温装置所在空间的空间温度，停止加热，可使探测组件24和光学组件22自然降温。

在一种可能的实现方式中，第一温度的变化与第二温度的变化呈线性关系。

举例来说，假设在对红外测温装置加热之前，红外测温装置的探测组件24的第二温度和光学组件22的第一温度与室温一致，均为22℃。当对红外测温装置的探测组件24和光学组件22开始加热，可以调整加热装置的功率，使探测组件24的第二温度的变化和光学组件22的第一温度的变化保持一致，例如均以每分钟2℃的温度变化进行增加，直至探测组件24的第二温度与光学组件22的第一温度均处于标定温度区间。

通过这种方式，通过加热装置，使红外测温装置的探测组件24和光学组件22在升温过程中具备线性，有利于使红外测温装置的探测组件24和光学组件22稳定在标定温度区间。

应当理解，在具体的应用中，如果是对精度要求不高的测温场景，可以不开启加热装置，直接使用红外测温装置对待测物体进行温度测量。如果是对精度要求比较高的测温场景，可以先开启加热装置，控制加热装置对红外测温装置的探测组件24和光学组件22进行加热或停止加热，使红外测温装置的探测组件24和光学组件22处于标定温度区域；再使用红外测温装置，对待测物体进行温度测量，确定待测物体的测量温度。通过这种方法，使用红外测温装置对待测物体进行温度测量，能够输出高准确的测量温度。

因此，本公开的实施例的加热装置，能够对红外测温装置的探测组件24和光学组件22进行加热，使红外测温装置的探测组件24和光学组件22处于标定温度区间，为红外测温装置的探测组件24和光学组件22创造一个恒定的温度环境。对比相关技术中需要多次标定，成本比较高，本公开实施例可对一个小范围的恒定温度环境进行标定，有利于在保障红外测温装置的测温精度的同时减少成本。

具体来说，图3示出相关技术中红外测温装置标定或点检的流程图。相关技术中，可根据红外测温的精度要求设置2-3个环境温度，并分别对各环境温度进行标定或点检。

其中，标定可通过测量黑体的温度偏差来补偿红外测温装置的系统误差，从而改善红外测温装置的准确度。在每个红外测温装置出厂前，均需要对每个红外测温装置进行标定。

点检是在对所有待出厂的红外测温装置进行标定后，为了进一步确保红外测温装置的测温准确度，对从待出厂的红外测温装置中按照预设比例(例如0.1％)抽取至少一个红外测温装置进行检测。在点检过程中，如果红外测温装置测得的黑体温度与黑体自身的温度一致，说明红外测温装置的精确度比较高，可出厂提供给用户使用；如果红外测温装置测得的黑体温度与黑体自身的温度不一致，说明红外测温装置的精确度比较低，该批次的待出厂的红外测温装置可重新标定。

如图3所示，可设置待标定或点检的环境温度为25℃、15℃和30℃。为了完成标定或点检任务，可配备3个步进式恒温房，例如包括恒温在25℃、15℃和30℃的恒温房，以及3-9个黑体设备，分别部署在3个恒温房中，可设定不同的目标温度，如30℃、35℃、40℃。

如图3所示，相关技术中红外测温装置标定或点检可包括步骤S31～步骤S39：

在步骤S31中，可将红外测温装置部署在25℃的恒温房内，并打开红外测温装置的开关，使红外测温装置上电开机。

在步骤S32中，等待30分钟，直至红外测温装置实现热平衡；其中，红外测温装置实现热平衡需要红外测温装置同恒温房内25℃的空气进行热交换，直至红外测温装置内部各处的温度均匀且等于外界恒温房内25℃的温度。红外测温装置通过与周围环境进行热交换实现热平衡需要等待较长的时间。

在步骤S33中，红外测温装置实现了热平衡，同恒温房的周围环境25℃一致，可利用黑体设备，对红外测温装置进行标定或点检。其中，在完成对该环境温度25℃的标定或点检，可关闭红外测温装置。

在步骤S34中，可将红外测温装置部署在15℃的恒温房内，并打开红外测温装置的开关，使红外测温装置上电开机。

在步骤S35中，等待30分钟，直至红外测温装置实现热平衡。

在步骤S36中，红外测温装置实现了热平衡，同恒温房的周围环境15℃一致，可利用黑体设备，对红外测温装置进行标定或点检。其中，在完成对该环境温度15℃的标定或点检，可关闭红外测温装置。

在步骤S37中，可将红外测温装置部署在30℃的恒温房内，并打开红外测温装置的开关，使红外测温装置上电开机。

在步骤S38中，等待30分钟，直至红外测温装置实现热平衡。

在步骤S39中，红外测温装置实现了热平衡，同恒温房的周围环境30℃一致，可利用黑体设备，对红外测温装置进行标定或点检。其中，在完成对该环境温度30℃的标定或点检，可关闭红外测温装置。

可见，相关技术中，需要对应多个环境温度对红外测温装置进行多次标定或点检，需要多个恒温房和多个黑体，成本(包括时间成本、经济成本等)比较高。并且，在标定完成后，如果当红外测试装置处在一个远低于标定温度的环境温度，如-10～0℃，为了保证红外测温装置的精度，还需要再一次地对红外测温装置进行较低环境温度的标定，增加了成本。

对比相关技术需要针对多环境温度进行多次标定和点检，成本较高的情况，图4和图5分别示出本公开实施例的红外测温装置标定和点检的流程图。

在一种可能的实现方式中，控制加热装置对红外测温装置的探测组件24和光学组件22进行加热或停止加热，使红外测温装置的探测组件24和光学组件22处于预设的标定温度区域；基于至少一个黑体设备，对红外测温装置进行标定，得到标定后的红外测温装置。

如图4所示，红外测温装置可针对常温环境进行一次标定，该标定过程可见步骤S41～S43：

在步骤S41中，无需准备恒温房，可在常温环境中(例如20℃～30℃)，打开红外测温装置的开关，使红外测温装置上电开机。

在步骤S42中，由于设置了加热装置，可开启加热装置对红外测温装置的探测组件24和光学组件22加热，提高红外测温装置实现热平衡的效率。对比相关技术汇中需要较长时间(30分钟)实现热平衡，步骤S42可在较短时间(10分钟)内使红外测温装置实现热平衡，也即使红外测温装置的探测组件24和光学组件22处于标定温度区间。

在步骤S43中，红外测温装置的探测组件24和光学组件22处于高于常温环境温度的标定温度区间，可利用黑体设备对红外测温装置进行标定，并在标定后关闭红外测温装置。

在一种可能的实现方式中，控制加热装置对红外测温装置的探测组件24和光学组件22进行加热或停止加热，使红外测温装置的探测组件24和光学组件22处于预设的标定温度区域；基于至少一个黑体设备，对红外测温装置进行点检，得到点检后的红外测温装置。

如图5所示，本公开实施例的红外测温装置点检的流程可参考标定流程，见步骤S51～S53：

在步骤S51中，无需准备恒温房，可在常温环境中(例如20℃～30℃)，打开红外测温装置的开关，使红外测温装置上电开机。其中，点检时所处的环境温度可以与标定时的环境温度不同，本公开对此不作限制。

在步骤S52中，由于设置了加热装置，可开启加热装置对红外测温装置的探测组件24和光学组件22加热，提高红外测温装置实现热平衡的效率。对比之下其它相关技术方案需要较长时间(例如30分钟)实现热平衡，步骤S52可在较短时间(10分钟)内使红外测温装置实现热平衡，也即使红外测温装置的探测组件24和光学组件22处于标定温度区间。

在步骤S53中，红外测温装置的探测组件24和光学组件22处于高于常温环境温度的标定温度区间，可利用黑体设备对红外测温装置进行点检，并在点检后关闭红外测温装置。

因此，对比相关技术中，针对红外测温产品的工作温度范围比较大的情况下，需要在多个环境温度下进行多次标定或点检，并且针对每个环境温度的每次标定或点检，需要配套相应的步进式恒温房，每次标定或点检的热平衡时间也比较长，降低了红外测温装置的出厂效率的同时，提高了生产成本。

本公开的实施例，由于可通过加热装置使红外测温产品的探测组件24和光学组件22处于标定温度区间，不需要特殊的恒温房，对环境温度的具体数值也不做强制要求，就可以在常温(例如包括-10～30℃)下的无风环境完成红外测温产品的环境温度标定。并且，无需对多个标定温度进行多次标定或点检，可以在红外测温产品的探测组件24和光学组件22处于标定温度区间的情况下标定一次，且标定过程的用时也比较短，提高了红外测温装置的标点或点检的效率，进而提高红外测温装置的产能。

进一步，由于该加热模块可以使红外测温装置工作在恒温模式下，使得红外测温装置的稳定性提高，具备较好的环境适应性，可支持更低的工作环境温度。

下面以图6为例，对本公开实施例的加热装置进行展开说明。图6示出根据本公开实施例的加热装置的硬件架构的示意图，如图6所示，虚线框代表红外测温装置(例如红外热像仪)，加热装置可采用红外测温装置原有的主控芯片(处理器)作为加热装置的主控芯片，也即加热装置可与红外测温装置共用一个处理器4。加热装置可包括由温度传感器A～C构成的温度传感器模块1(图6灰色部分)、加热模块2、控制模块3、模数转换器(Analog-to-Digital Converter，ADC)5、以及与红外测温装置共用的处理器4。

在一种可能的实现方式中，温度传感器模块1采集的温度信息还包括加热模块2的第三温度，处理器4用于根据接收的第一温度、第二温度和第三温度，指示控制模块3控制至少一个加热模块2对探测组件24和光学组件22进行加热，以使加热模块2的第三温度小于极限温度的情况下，探测组件24和光学组件22处于标定温度区间；其中，极限温度表示加热模块2能够正常工作情况下的加热模块自身的最大温度。

如图6所示，温度传感器模块1包括了温度传感器A～C，温度传感器A设置在光学组件22处，用于监测光学组件22的第一温度；温度传感器B设置在探测组件24处，用于监测探测组件24的第二温度；温度传感器C设置在加热模块2处，用于监测加热模块2的第三温度。应当理解，图6中温度传感器模块1包括3个温度传感器仅作为示例，本公开对温度传感器模块1包括温度传感器的具体数量不作限制。

传感器A实时采集到的光学组件22的第一温度、传感器B采集到的探测组件24的第二温度以及传感器C采集到的加热模块2的第三温度，可经过多通道的模数转换器5输出至处理器4。其中，模数转换器5用于将传感器采集到的连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号，以便于处理器4可以更好的对采集到的第一温度～第三温度进行处理分析。

处理器4通过对获取到的第一温度～第三温度分类处理，可以指示控制模块3控制加热模块2的加热温度，例如可控制加热模块2供给红外测温装置的探测组件24和光学组件22的加热功率，可调整加热模块2输出功率的大小来控制供给红外测温装置的探测组件24和光学组件22的加热温度的稳定。

进一步，处理器4可指示控制器3控制加热模块2的极限温度和加热速度，使加热模块2的第三温度小于极限温度的情况下，探测组件24和光学组件22处于标定温度区间。例如，处理器4可检测加热模块2的自身温度，减少由于温度过高及加热速度过快导致的红外测温装置在加热过程中产生热不平衡，以及极限温度对加热装置使用寿命的影响。

其中，加热模块2可采用聚酰亚胺加热薄膜、石墨烯加热膜、PET加热膜、金属加热膜至少其中之一，其成本较低廉，使用安全稳定。可以设置有2个加热模块2，一个加热模块2可用于为探测组件24加热，另一个加热模块2可用于为光学组件22加热；或者，也可以设置1个加热模块2，用于为探测组件24和光学组件22整体加热。本公开对加热模块2的数量不作限制。

在一种可能的实现方式中，温度传感器模块1还与控制模块3相连接，控制模块3接收加热模块2的第三温度，并在第三温度大于极限温度的情况下，使加热模块2停止工作。

如图6中虚线所示，温度传感器模块1包括的温度传感器C还可以不经过处理器4，直接与控制模块3电连接。当温度传感器C采集的第三温度大于极限温度下，可以直接触发控制模块3关闭加热模块2(例如可停止给加热模块2供电)，直至加热模块2的温度恢复正常温度，可以再开启加热模块2。通过这种方法，可以有效减少因加热模块2处于极限温度对加热装置带来的损坏，可有效保证加热装置的正常工作，有利于提高加热装置的稳定性和使用安全性。

因此，通过图6所示的加热装置，能够在加热模块2的温度不超过极限温度的情况下，对红外测温装置的探测组件24和光学组件22进行加热，使红外测温装置的探测组件24和光学组件22处于标定温度区间，为红外测温装置的探测组件24和光学组件22创造一个恒定的温度环境，进而可对这一小范围的恒定温度环境进行精准标定，有利于在保障红外测温装置的测温精度的同时减少成本，并延长设备的使用寿命。

综上所述，本公开实施例为红外测温装置配备有加热装置，在保证红外测温装置的测温精度的情况下，能够减少红外测温装置的标定时间、以及标定设备及人工成本，具备以下优势：

第一，降低了红外测温装置的部署成本。对比相关技术中，需要在多个环境温度下对红外测温产品标定，相应的，需要同步配套多个步进式恒温房及黑体等设备，成本比较高。使用本公开实施例的加热模块，可以实现仅在一个环境温度下标定，且对环境温度没有太高要求，只需要在常温下标定即可，可大幅降低标定设备、场地的投入。

第二，降低了红外测温装置在产线的标定成本。减少了标定的环境温度次数，对比相关技术中红外测温装置的标定需要2个以上的标定环境温度，本公开的实施例仅需要一个环境温度标定，标定周期可降低1/2甚至更多。而且，由于为红外测温装置设置了加热装置，该加热装置自带恒温加热和温度检测功能，当红外测温装置加热达到目标温度后，可以主动提示目标温度已经达到，减少了人为等待时的冗余时间。

第三，减少了多重环境温度标定，可在常温环境下标定一次，并且由于采用的是主动加热模式，温升控制速度更快，红外测温装置的探测组件24和光学组件22能快速达到目标温度(标定温度区间)，尽快达到可标定状态，减少了标定时间，使得红外测温装置的产能大幅增加，加快了红外测试装置的供货周期。

第四，用户可以不对红外测温装置进行二次标定，减少用户的标定成本。由于本公开实施例的红外测温装置具备加热装置，红外测温装置本身通过结构镶嵌和连接等方式安装到用户的待测温机身后，可以不受待测温机身的自身温度的影响。可以对红外测温装置和用户的待测温机身进行简单的隔离，安装后，加热装置可自动调整自身的加热功率，使红外测温装置的探测组件24和光学组件22恒定至目标温度(标定温度区间)。

第五，提高红外测温装置的工作环境的温度稳定性。由于本公开实施例的红外测温装置具备加热装置，可支持移动式测温场景，可快速达到红外测温装置的热平衡，从而支持快速使用的目的。

第六，提升了红外测温装置在低温环境中的工作能力。由于红外测温装置具备加热装置，可以使红外测温装置工作在恒温模式下，使得红外测温装置的稳定性得到提高，具备较好的环境适应性，可支持到更低的工作环境温度。

可以理解，本公开提及的上述各个方法实施例，在不违背原理逻辑的情况下，均可以彼此相互结合形成结合后的实施例，限于篇幅，本公开不再赘述。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种加热装置，其特征在于，所述装置用于对红外测温装置的探测组件和光学组件进行加热，

所述装置包括温度传感器模块、至少一个加热模块、控制模块以及处理器：

所述温度传感器模块用于采集温度信息，所述温度信息包括所述光学组件的第一温度、和所述探测组件的第二温度；

所述处理器，分别连接所述温度传感器模块和所述控制模块，用于接收所述温度信息，并根据所述温度信息指示所述控制模块控制至少一个加热模块对所述探测组件和所述光学组件进行加热，以使所述探测组件和所述光学组件处于标定温度区间；

所述温度信息还包括加热模块的第三温度，所述处理器用于根据接收的所述第一温度、所述第二温度和所述第三温度，指示所述控制模块控制至少一个加热模块对所述探测组件和所述光学组件进行加热，以使加热模块的所述第三温度小于极限温度的情况下，所述探测组件和所述光学组件处于标定温度区间；其中，所述极限温度表示加热模块能够正常工作情况下的加热模块自身的最大温度。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述标定温度区间的最小温度值大于工作环境的最高温度与所述红外测温装置的温升的和。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述温度传感器模块还与控制模块相连接，所述控制模块接收加热模块的第三温度，并在所述第三温度大于极限温度的情况下，使加热模块停止工作。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述加热模块为一个，所述加热模块用于对包括所述探测组件和所述光学组件的红外测温装置整体加热；或者，

所述加热模块为多个，部分加热模块用于对所述探测组件加热，另一部分加热模块用于对所述光学组件加热。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的装置，其特征在于，在加热过程中，所述第一温度的变化与所述第二温度的变化呈线性关系。

6.根据权利要求1-4中任意一项所述的装置，其特征在于，所述加热模块包括聚酰亚胺加热薄膜、石墨烯加热膜、PET加热膜、金属加热膜至少其中之一。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制模块控制每个加热模块的开启与关闭，以及每个加热模块在开启状态下的加热功率。

8.一种红外测温装置，其特征在于，包括根据权利要求1-7中任意一项所述的加热装置。

9.一种红外测温方法，其特征在于，所述方法基于权利要求1至7中任意一项所述的加热装置，所述方法包括：

控制所述加热装置对所述红外测温装置的探测组件和光学组件进行加热或停止加热，使所述红外测温装置的所述探测组件和所述光学组件处于标定温度区域；

使用所述红外测温装置，对待测物体进行温度测量，确定所述待测物体的测量温度。

10.一种红外测温装置的标定方法，其特征在于，所述方法基于权利要求1至7中任意一项所述的加热装置，所述方法包括：

控制所述加热装置对所述红外测温装置的探测组件和光学组件进行加热或停止加热，使所述红外测温装置的所述探测组件和所述光学组件处于预设的标定温度区域；

基于至少一个黑体设备，对所述红外测温装置进行标定，得到标定后的所述红外测温装置。