CN214793503U - 温度测量设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种温度测量设备，包括热成像模组、校准模组和主控模组，热成像模组被配置为采集待检测目标所在的目标区域的热感应图像；校准模组包括参考源和温度检测装置，参考源罩设于热成像模组的镜头前且具有镂空区，镂空区在热成像模组的成像方向上暴露出待检测目标；温度检测装置连接于参考源上被配置为检测参考源的实际温度；主控模组包括温度校准单元，被配置为根据参考源的实际温度修正目标区域的热感应图像。该温度测量设备校准精度高，且使用便利、维护成本低。

Description

温度测量设备

技术领域

本实用新型涉及温度测量技术领域，具体而言，涉及一种温度测量设备。

背景技术

热成像测温通过非接触方式检测待测物的温度，可以简捷、安全、直观、准确的查找、判断人员是否存在体温异常现象，迅速采取措施解决防止发热人员流动。

现有热成像测温往往采用校准源来辅助测温，然而现有热成像测温系统还具有诸多缺点。例如，校准源与热像相机的镜头具有一定距离，校准源发出的红外线经过大气散射模型后，其实际温度与红外探测器检测得到的温度会存在差距，导致温度检测的准确性降低。而且，热像相机的镜头采集信息时会有暗角现象，即拍摄同一温度的平面，由于镜头折射问题，会出现图像中间区域温度高，四周区域温度低，该问题会影响测温的准确性。

需要说明的是，在上述背景技术部分实用新型的信息仅用于加强对本实用新型的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种温度测量设备，解决现有技术存在的一种或多种问题。

根据本实用新型的一个方面，提供一种温度测量设备，包括：

热成像模组，被配置为采集待检测目标所在的目标区域的热感应图像；

校准模组，包括参考源和温度检测装置，所述校准模组罩设于所述热成像模组的镜头前，所述参考源具有镂空区，所述镂空区在所述热成像模组的成像方向上暴露出所述待检测目标，以使所述热成像模组采集的所述目标区域的热感应图像同时包含所述待检测目标和所述参考源的热感应图像；所述温度检测装置被配置为检测所述参考源的实际温度；

主控模组，包括温度校准单元；所述温度校准单元与所述温度检测装置和所述热成像模组通信连接，被配置为根据所述参考源的实际温度修正所述目标区域的热感应图像。

在本公开的一种示例性实施例中，所述参考源为具有镂空区的导热件。

在本公开的一种示例性实施例中，所述校准模组还包括固定件，所述固定件安装在所述热成像模组的镜头上，所述参考源固定于所述固定件上且罩设于所述热成像模组的镜头前。

在本公开的一种示例性实施例中，所述参考源与所述镜头之间的距离不大于5cm。

在本公开的一种示例性实施例中，所述温度检测装置连接于所述参考源上；或者，所述温度检测装置位于所述参考源内部且与所述温度校准单元之间无线连接。

在本公开的一种示例性实施例中，所述参考源包括多根导热丝，所述多根导热丝分布于所述热成像模组的镜头前，以形成所述镂空区。

在本公开的一种示例性实施例中，所述参考源包括多根导热丝，所述多根导热丝固定于所述固定件上且分布于所述热成像模组的镜头前，以形成所述镂空区。

在本公开的一种示例性实施例中，所述参考源包括具有多个均匀分布的镂空区，和/或，每个镂空区为圆形或正多边形。

在本公开的一种示例性实施例中，所述固定件为环形固定件，所述环形固定件卡接在所述热成像模组的镜头上，各所述导热丝两端分别固定在所述环形固定件上。

在本公开的一种示例性实施例中，所述导热丝的材料为铝或阳极氧化铝。

在本公开的一种示例性实施例中，所述多根导热丝分别沿横向和纵向间隔分布且交叉排列呈网格状。

在本公开的一种示例性实施例中，所述导热丝的直径为所述热成像模组镜头直径的1/40～1/20，和/或，所述纵方向或横方向的所述导热丝的数量为2-8根。

在本公开的一种示例性实施例中，所述温度检测装置为温度传感器，所述温度传感器连接于所述导热丝的任一端部。

在本公开的一种示例性实施例中，所述主控模组还包括图像处理单元，所述图像处理单元被配置为去除修正后的目标区域的热感应图像中所述参考源的热感应图像。

在本公开的一种示例性实施例中，所述温度测量设备还包括可见光相机，被配置为采集所述待检测目标所在的目标区域的实景图像；其中，所述主控模组还被配置为将所述目标区域的实景图像和修正后的热感应图像匹配，以获取待检测目标指定位置的温度数据。

本实用新型温度测量设备中的参考源设置在热成像模组的镜头前，避免了由于大气散射导致的参考源的温度衰减，提高了校准精度。且参考源不会被遮挡，避免因被遮挡导致温度校准失败导致的问题。校准模组和热成像模组的一体化设计增加了系统部署的便利性，降低了维护成本。

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，并不能限制本实用新型。

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，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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为第一种实施方式的温度测量设备结构示意图；

图2为一种实施方式参考源和待检测目标在镜头前的示意图；

图3为一种实施方式多个导热丝的分布示意图；

图4为一种实施方式温度检测装置设置位置示意图；

图5为一种实施方式导热丝和固定件的结构示意图；

图6为第二种实施方式的温度测量设备结构示意图；

图7为第三种实施方式的温度测量设备结构示意图。

图中：1、热成像模组；2、校准模组；3、主控模组；4、待检测目标；5、可见光相机；11、镜头；21、参考源；22、温度检测装置；201、导热丝；202、固定件；31、温度校准单元；32、图像处理单元。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本实用新型将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

相关技术中，热成像测温的原理是，任何温度高于绝对零度 (-273.15℃)的物体都在不停地发射红外辐射(热辐射)，被测物发射的红外线辐射通过热像相机收集后被红外探测器所获取，通过红外探测器检测被测物的红外辐射能量，从而可以计算得到对应的温度信息，实现测温功能。

本实用新型实施方式中提供了一种温度测量设备，如图1所示，温度测量设备包括热成像模组1、校准模组2和主控模组3。

热成像模组1被配置为采集待检测目标4所在的目标区域的热感应图像。热成像模组1通常包括热像相机镜头和红外探测器，热像相机的镜头11用于捕获待检测目标4发射的红外线，红外探测器用于检测捕获到的待检测目标4的红外辐射的能量，将其转换为电信号后即可在显示器上生成待检测目标4的热感应图像。热成像模组1对待检测目标4拍照时，实际上拍摄区域还会包括待检测目标4以外的一些区域，因此，本申请将实际拍摄区域定义为待检测目标4所在的目标区域。本申请的待检测目标4可以是人或物。

校准模组2包括参考源21、固定件202和温度检测装置22，固定件 202安装在热成像模组的镜头11上，参考源21固定于固定件202上，且罩设于热成像模组的镜头11前(即热像相机的镜头)。参考源具有镂空区，镂空区在热成像模组1的成像方向上暴露出待检测目标4，如图2 所示，以使热成像模组1采集的目标区域的热感应图像同时包含待检测目标4和参考源21的热感应图像。由于物体发射红外线的特性、大气散射和热成像模组1物理结构特性，使得物体实际温度和其发射的红外线量并不线性相关，且物体发射的红外线和被红外探测器探测到的红外线相比，会有一定的损失，因此需要对热成像模组1采集的热感应图像获得的温度进行校准，使其接近与物体的实际温度。而温度检测装置22 被配置为检测参考源21的实际温度。

主控模组3包括温度校准单元31，温度校准单元31与温度检测装置22和热成像模组1通信连接，接收来自热成像模组1获得的热感应图像和温度检测装置22检测的参考源21的实际温度，由于热成像模组1 获得的热感应图像包括参考源21的热感应图像，那么温度校准单元31 根据参考源21的实际温度以及基于参考源21的热感应图像获得的温度即可计算出检测偏差。同时，温度校准单元31还被配置为根据检测偏差得到待检测目标4的实际温度，从而对基于目标区域的热感应图像获得的探测温度进行修正，由此可以消除或降低探测温度与实际温度存在偏差的问题，提高测温精度。

参考源可以为黑体。现有技术中，参考源设置在距离热成像模组至少1米以外的位置，这就导致参考源发出的热辐射会经过大气散射的衰减后才被热成像模组采集到。本申请的温度测量设备中，校准模组2设置在热成像模组1的镜头11前，避免了由于大气散射导致的参考源21 的温度衰减，热成像模组1探测到的参考源21的温度与参考源21的实际温度之间的偏差仅为热成像模组物理结构特性造成的偏差，提高了校准精度。同时，现有的参考源设置在距离热成像模组至少1米以外的位置，容易被遮挡，而本申请校准模组中的参考源21不会被遮挡，避免参考源21因被遮挡导致温度校准失败导致的问题。另外，将校准模组2和热成像模组1形成一体化设计，方便使用和携带，也避免了因移动导致需要经常修正，而且用户只需要维护一套设备即可，大大增加了系统部署的便利性，解决了由于目前测温设备由于校准源，相机分立安装带来的部署困难，维护成本高的问题。

根据本申请的设计，参考源21离镜头11越近，大气散射对测试精度的影响越小。在一种实施例中，参考源21与镜头11之间的距离不大于5cm，该距离能够消除大气散射对测试精度的影响，满足测试精度需要，也能够适用于各种焦距的镜头。

在一种实施例中，参考源21包括多根导热丝201，多根导热丝201 均固定于固定件202上，且分布于热成像模组的镜头11前，导热丝201 之间的间隔形成镂空区，以便露出待检测目标4。

导热丝201需要具有良好的导热能力，以便温度监测装置能够准确的检测到其实际温度。导热丝201还需要具有较高的发射率，使其发出的热辐射量与实际温度具有强相关性。本申请的导热丝201的材料优选为铝，铝材性能良好且价格低廉，适于实用。作为进一步的优选，导热丝201的材料还可以为阳极氧化铝，即铝表面经氧化处理形成一层氧化铝，阳极氧化铝的发射率更高，性能更接近黑体，能进一步提高检测精度。

参考图4，为一种实施例中固定件202的结构，该固定件202为环形固定件，各导热丝201的两端分别固定在环形固定件上，环形固定件再卡接在镜头11外缘，由此可以方便安装和拆卸参考源21。在另一实施例中，导热丝与环形固定件一体成型。在其他实施例中，固定件也可以为其他结构，或与镜头之间为其他链接方式，此处不再一一列举。

通常情况下，热成像镜头具有“暗角”现象。对于处于同一温度的同一目标，当其处于镜头视场中心位置时，根据热成像图像获得的探测温度较高，当其处于镜头视场边缘位置时，根据热成像图像获得的探测温度较低。也就是说，热成像图像边缘和中心需要的校准程度是不同的。然而，现有技术进行单点校准，未对边缘和中心区域分别校准。本申请中，多根导热丝201分布在镜头11前，相当于其分布在整个热感应图像中，那么在获取导热丝201的实际温度后，可以和参考源21热感应图像中的多个位置的探测温度都进行比较，获取不同位置的校准值，由此可以分别对每一块区域进行校准，这样便可以修正由于镜头11暗角现象带来的空间不均匀现象，大大缓解了暗角带来的影响，提高检测精度。

导热丝201的分布方式可以是任意规则或不规则的方式，例如可以为网格状、条状等。参考图3中(a)，为一种网格状分布的结构，多根导热丝201分别沿横向和纵向等间隔分布，横向和纵向的导热丝201交叉排列呈网格状，网格区即为镂空区。参考图3中(b)，为一种条状分布的结构，多根导热丝201沿纵向等间隔分布，多根导热丝201沿横向等间隔分布，两根导热丝201之间的区域即为镂空区。参考图3中(c)，为一种不规则的网格状分布的结构，多根导热丝201沿多个方向不等间隔分布并交叉排列呈网格状，网格区即为镂空区。可以看出，上述图3 中(a)和图3中(b)的导热丝均匀分布，图3中(c)的导热丝不均匀分布。显然，导热丝分布较均匀时，参考源热感应图像中进行校准的位置更均匀，有利于获取更准确的校准图像。若导热丝201相互交叉，那么两个导热丝201在交叉点位置处可以相互分离，也可以相互接触，还可以连接为一体。本申请中，每个镂空区的具体形状包括但不限于方形、圆形、等六边形等多种形状。

可以理解的是，如图2所示，导热丝201设置在热成像模组1的镜头11前，可能会遮挡待检测目标4，因此导热丝201的直径应当减小，避免对待检测目标4造成明显的遮挡从而影响测量准确性。但如果导热丝201直径过小，则容易引起红外线干涉，也会影响测量准确性。作为优选，导热丝201的直径为热成像模组镜头11直径的1/40～1/20，在该范围内能够实现较为精准的测量。

导热丝201的数量越多，可以提供越多的温度校准点，使得校准精度提高，但是对待检测目标4的遮挡也会越多。以图2所示的网格状的导热丝201为例，作为优选，纵方向和横方向各设置2-8根导热丝201，在该范围内能够提供足够的校准点，且不会影响待检测目标4。

在本申请实施例中，温度检测装置22可以是温度传感器，温度传感器与参考源之间的设置方式可以有多种。具体而言，在一些实施例中，为了不遮挡镜头，温度传感器可以设置于参考源的侧边，可以连接于导热丝201的任一端部。在一种具体实施例中，两个导热丝201在交叉点位置处接触或连接为一体，温度传感器可以只设置一个，连接于任意一根导热丝，都可以获得准确的温度数据。在另一种具体实施例中，当两个导热丝201在交叉处相互分离或无交叉时，温度传感器的数量可以包括多个，各温度传感器一一对应的连接各导热丝201，即每个温度传感器分别测量一根导热丝201的温度，以此检测各导热丝201的实际温度，这样便可计算出参考源21整体的平均温度作为实际温度，由此可以得到更精确的温度数据。当然，温度传感器也可包括多个探头，以便于用一个温度传感器同时获取多个导热丝201的温度。以网格状导热丝201结构为例，每根导热丝20的一个端部均设有一个温度传感器，例如图5 中黑点处所示。对于温度传感器设置在参考源的侧边的连接方式，温度传感器和温度校准单元之间的通信连接可以是有线连接，也可以是无线连接，如蓝牙、wifi等。在另一些实施方式中，当温度传感器采用对镜头视野影响较小的微型传感器时，也可以直接将温度传感器设置在参考源内部(例如网格交叉点处)，与参考源集成为一体，温度传感器利用无线连接的方式与外部的温度校准单元形成通信连接，避免遮挡镜头。

由上述结构可知，由于导热丝201的遮挡，修正后的目标区域的热感应图像中仍然会有导热丝201的图像，在需要显示图像时会影响美观。因此，在一种实施例中，参考图6，主控模组3还包括图像处理单元32，图像处理单元32被配置为去除修正后的目标区域的热感应图像中参考源21的热感应图像。图像处理单元32可以利用神经网络或其他任何图像处理技术去除中间遮挡的导热丝201条纹，从而得到美观的热感应图像。

在再一种实施例中，参考图7，温度测量设备还包括可见光相机5，可见光相机5被配置为采集待检测目标4所在的目标区域的实景图像，例如RGB图像。此时，主控模组3还被配置为将目标区域的实景图像和修正后的热感应图像匹配，以便在显示器上同时显示，提供更直观的图像信息；同时还可以利用神经网络做抓拍，以识别相关图像，获取指定位置(例如人脸)对应的温度数据。

在其他实施例中，本申请温度测量设备测量的结果可以以上述热感应图像的形式呈现，还可以同时以数据、文字、语音等多种形式展示。

本申请中，主控模组3和热成像模组1之间、主控模组3和温度检测装置22之间、主控模组3和可见光相机5之间的通信连接的方式均可以是有线或无线连接，无线连接可以是例如蓝牙连接、zigbee连接等。

虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。

用语“一个”、“一”、“该”、“所述”和“至少一个”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

Claims (15)

1.一种温度测量设备，其特征在于，包括：

热成像模组，被配置为采集待检测目标所在的目标区域的热感应图像；

校准模组，包括参考源和温度检测装置，所述校准模组罩设于所述热成像模组的镜头前，所述参考源具有镂空区，所述镂空区在所述热成像模组的成像方向上暴露出所述待检测目标，以使所述热成像模组采集的所述目标区域的热感应图像同时包含所述待检测目标和所述参考源的热感应图像；所述温度检测装置被配置为检测所述参考源的实际温度；

主控模组，包括温度校准单元；所述温度校准单元与所述温度检测装置和所述热成像模组通信连接，被配置为根据所述参考源的实际温度修正所述目标区域的热感应图像。

2.根据权利要求1所述的温度测量设备，其特征在于，所述参考源为具有镂空区的导热件。

3.根据权利要求1所述的温度测量设备，其特征在于，所述校准模组还包括固定件，所述固定件安装在所述热成像模组的镜头上，所述参考源固定于所述固定件上且罩设于所述热成像模组的镜头前。

4.根据权利要求1-3任一项所述的温度测量设备，其特征在于，所述参考源与所述镜头之间的距离不大于5cm。

5.根据权利要求1-3任一项所述的温度测量设备，其特征在于，所述温度检测装置连接于所述参考源上；或者，所述温度检测装置位于所述参考源内部且与所述温度校准单元之间无线连接。

6.根据权利要求1所述的温度测量设备，其特征在于，所述参考源包括多根导热丝，所述多根导热丝分布于所述热成像模组的镜头前，以形成所述镂空区。

7.根据权利要求3所述的温度测量设备，其特征在于，所述参考源包括多根导热丝，所述多根导热丝固定于所述固定件上且分布于所述热成像模组的镜头前，以形成所述镂空区。

8.根据权利要求1-3任一项所述的温度测量设备，其特征在于，所述参考源包括具有多个均匀分布的镂空区，和/或，每个镂空区为圆形或正多边形。

9.根据权利要求7所述的温度测量设备，其特征在于，所述固定件为环形固定件，所述环形固定件卡接在所述热成像模组的镜头上，各所述导热丝两端分别固定在所述环形固定件上。

10.根据权利要求6或7所述的温度测量设备，其特征在于，所述导热丝的材料为铝或阳极氧化铝。

11.根据权利要求6或7所述的温度测量设备，其特征在于，所述多根导热丝分别沿横向和纵向间隔分布且交叉排列呈网格状。

12.根据权利要求11所述的温度测量设备，其特征在于，所述导热丝的直径为所述热成像模组镜头直径的1/40～1/20，和/或，所述纵向或横向的所述导热丝的数量为2-8根。

13.根据权利要求6或7所述的温度测量设备，其特征在于，所述温度检测装置为温度传感器，所述温度传感器连接于所述导热丝的任一端部。

14.根据权利要求1-3任一项所述的温度测量设备，其特征在于，所述主控模组还包括图像处理单元，所述图像处理单元被配置为去除修正后的目标区域的热感应图像中所述参考源的热感应图像。

15.根据权利要求1-3任一项所述的温度测量设备，其特征在于，所述温度测量设备还包括：

可见光相机，被配置为采集所述待检测目标所在的目标区域的实景图像；

其中，所述主控模组还被配置为将所述目标区域的实景图像和修正后的热感应图像匹配，以获取待检测目标指定位置的温度数据。

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