CZ306603B6 - A method and a device for contactless determination of the surface temperature and the emissivity value of a shiny surface - Google Patents
A method and a device for contactless determination of the surface temperature and the emissivity value of a shiny surface Download PDFInfo
- Publication number
- CZ306603B6 CZ306603B6 CZ2015-572A CZ2015572A CZ306603B6 CZ 306603 B6 CZ306603 B6 CZ 306603B6 CZ 2015572 A CZ2015572 A CZ 2015572A CZ 306603 B6 CZ306603 B6 CZ 306603B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- temperature
- thermal
- measured
- measured object
- reflection
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Způsob a zařízení pro bezkontaktní určení povrchové teploty a hodnoty emisivity lesklého povrchuMethod and device for non-contact determination of surface temperature and emissivity value of glossy surface
Oblast vynálezuField of the invention
Vynález se týká způsobu bezkontaktního určení povrchové teploty a hodnoty emisivity lesklého povrchu, při kterém se na měřený povrch vysílá tepelné záření ze zdrojů o dvou různých teplotách a v místě odrazu tepelného záření o různých teplotách od povrchu měřeného objektu se snímá zdánlivá teplota těchto míst odrazu, načež se z těchto naměřených zdánlivých teplot povrchu a skutečných teplot zdrojů záření určí skutečná teplota a/nebo emisivita povrchu měřeného objektu.The invention relates to a method for non-contact determination of surface temperature and emissivity value of a glossy surface, in which thermal radiation from sources of two different temperatures is transmitted to the measured surface and the apparent temperature of these reflections is sensed at the point of reflection of thermal radiation of different temperatures from the surface of the measured object. then the actual surface temperature and / or emissivity of the surface of the measured object is determined from these measured apparent surface temperatures and the actual temperatures of the radiation sources.
Vynález se také týká zařízení pro bezkontaktní určení povrchové teploty a/nebo emisivity lesklého povrchu, které obsahuje zdroj tepelného záření, zařízení pro snímání termálního obrazu napojené na výpočetní jednotku a řídicí zařízení.The invention also relates to a device for the non-contact determination of the surface temperature and / or the emissivity of a glossy surface, which comprises a source of thermal radiation, a device for capturing a thermal image connected to a computer unit and a control device.
Dosavadní stav technikyPrior art
Při termografických měřeních je stanovení hodnoty emisivity u lesklých povrchů pomocí srovnávací metody, kdy se měřený povrch opatří materiálem se známou hodnotou emisivity (například lepicími štítky nebo speciální barvou ve sprejích), problematické. To proto, že na pořízeném termogramu měřené plochy se infračervené záření okolních objektů odráží. Tento problém je stejný i v případě zjišťování hodnoty emisivity prováděného za použití kontaktního teploměru.In thermographic measurements, the determination of the emissivity value of glossy surfaces by means of a comparative method, in which the measured surface is provided with a material with a known emissivity value (for example adhesive labels or a special spray paint), is problematic. This is because the infrared radiation of the surrounding objects is reflected on the acquired thermogram of the measured area. This problem is the same in the case of determining the emissivity value performed using a contact thermometer.
Tento problém je možno vyřešit tzv. metodou čtyř bodů, která je založena na využití odrazu objektů na měřeném lesklém materiálu. Princip metody čtyř bodů je následující:This problem can be solved by the so-called four-point method, which is based on the use of object reflection on the measured glossy material. The principle of the four-point method is as follows:
Na prvním pořízeném termografickém snímku oblohy a okolních objektů (okolní zástavba, vegetace) vybereme v termografickém systému čtyři referenční body s rozdílnými teplotami a určíme tzv. přímou metodou odraženou zdánlivou teplotu těchto čtyř bodů. Následně provedeme termografické měření na lesklém povrchu. Termografickou kamerou zaostříme odraz tak, aby odpovídal zrcadlově termogramu okolí. Na tomto termogramu ve čtyřech totožných zrcadlově obrácených bodech určíme zdánlivé teploty povrchu. V termografickém systému pak ve čtyřech měřených bodech simulujeme výsledky měření povrchových teplot v závislosti na různých hodnotách odražené zdánlivé teploty a emisivity povrchu materiálu. Výsledkem této simulace je hodnota povrchové teploty, kterou termografický systém vyhodnotil jako stejnou. Rovněž tak je současně vyhodnocena hodnota emisivity povrchu materiálu.In the first thermographic image of the sky and surrounding objects (surrounding buildings, vegetation), we select four reference points with different temperatures in the thermographic system and determine the apparent temperature of these four points reflected by the so-called direct method. Subsequently, we perform thermographic measurements on a glossy surface. Using a thermographic camera, focus the reflection so that it corresponds to the mirror thermogram of the surroundings. On this thermogram, we determine the apparent surface temperatures at four identical mirror-inverted points. In the thermographic system, we simulate the results of surface temperature measurements at four measured points depending on different values of the reflected apparent temperature and emissivity of the material surface. The result of this simulation is the value of the surface temperature, which the thermographic system evaluated as the same. The emissivity value of the material surface is also evaluated at the same time.
Základní podmínkou pro použití této metody je schopnost zaostřit odrazy infračerveného záření na měřeném povrchu. To je možno za předpokladu, že měřený povrch je dostatečně hladký a lesklý (například sklo, leštěný plech z jakéhokoliv kovu apod.).The basic condition for the use of this method is the ability to focus the reflections of infrared radiation on the measured surface. This is possible provided that the measured surface is sufficiently smooth and shiny (for example glass, polished sheet metal of any metal, etc.).
Při termografickém určování povrchové teploty a hodnoty emisivity u lesklých materiálů může nastat stav, kdy na pořízeném termografickém snímku okolí nelze vybrat čtyři vhodné referenční body s rozdílnou teplotou (například z důvodu neexistence okolní zástavby, vegetace apod.). V tomto případě je možné použít speciálního externího zdroje tepla, na kterém je možno vyhřát čtyři body na čtyři různé teploty. Pro přesnější stanovení měřených hodnot je výhodné nastavit dva zdroje tepla s vyšší povrchovou teplotou a dva zdroje tepla s nižší povrchovou teplotou než je předpokládaná teplota měřeného objektu.When thermographically determining the surface temperature and emissivity value of shiny materials, there may be a situation where four suitable reference points with different temperatures cannot be selected on the thermographic image of the surroundings (for example due to the absence of surrounding buildings, vegetation, etc.). In this case, it is possible to use a special external heat source, on which four points can be heated to four different temperatures. For a more accurate determination of the measured values, it is advantageous to set two heat sources with a higher surface temperature and two heat sources with a lower surface temperature than the expected temperature of the measured object.
Pro vytvoření bodů o čtyřech různých teplotách je možno použít externí zdroj tepla například o rozměrech čelní desky cca 35 cm x 35 cm, který je vybaven čtveřicí vodou chlazených Peltierových článků, které mohou volitelně ohřívat nebo ochlazovat oblasti čelní desky. Povrch čelní . 1 .To create points of four different temperatures, it is possible to use an external heat source with, for example, faceplate dimensions of about 35 cm x 35 cm, which is equipped with four water-cooled Peltier cells, which can optionally heat or cool the faceplate areas. Front surface. 1.
desky je nastříkán barvou o známé hodnotě emisivity (např. 0,95). Na zařízení externího zdroje tepla se čtyři body zahřejí (případně ochladí) na čtyři různé teploty. V termografickém systému kamery se nastaví hodnota emisivity rovna jedné. Následně se pořídí termogram čelní desky externího zdroje tepla. Z termogramu se pak odečtou hodnoty povrchových teplot v místech čtyř bodů, které nahrazují odraženou zdánlivou teplotu okolí.the board is sprayed with paint of known emissivity value (eg 0.95). On an external heat source device, the four points are heated (or cooled) to four different temperatures. In the camera's thermographic system, the emissivity value is set to one. Subsequently, a thermogram of the front plate of the external heat source is taken. The thermogram values of the surface temperatures at the points of the four points are then subtracted from the thermogram, which replace the reflected apparent ambient temperature.
Poté se pořídí termogram měřeného lesklého povrchu (při zadané hodnotě emisivity jedna), ze kterého se odečtou hodnoty zdánlivých povrchových teplot v zrcadlově odpovídajících (protilehlých) čtyřech bodech. Z naměřených hodnot se pro různé hodnoty emisivity povrchu vypočtou hodnoty povrchových teplot u měřeného lesklého materiálu. Na základě těchto vypočtených hodnot se sestaví graf tvořený čtyřmi křivkami průběhů teplot při různých emisivitách pro každý měřený bod zvlášť. Skutečnou hodnotou povrchové teploty měřeného lesklého materiálu je hodnota určená průnikem jednotlivých křivek výše uvedeného grafu. V místě průniku se také odečte skutečná hodnota emisivity měřeného lesklého povrchu.Then a thermogram of the measured glossy surface is obtained (at the entered value of emissivity one), from which the values of apparent surface temperatures in mirror-corresponding (opposite) four points are subtracted. From the measured values, the surface temperature values of the measured glossy material are calculated for different values of surface emissivity. Based on these calculated values, a graph consisting of four temperature curves at different emissivities is compiled for each measured point separately. The actual value of the surface temperature of the measured glossy material is the value determined by the intersection of the individual curves of the above graph. The actual emissivity value of the measured glossy surface is also read at the point of intersection.
Nevýhodou tohoto způsobu a zařízení je jeho relativní složitost a náročnost.The disadvantage of this method and device is its relative complexity and complexity.
Cílem vynálezu je odstranit nebo alespoň zmírnit nevýhody dosavadního stavu techniky.The object of the invention is to eliminate or at least mitigate the disadvantages of the prior art.
Podstata vynálezuThe essence of the invention
Cíle vynálezu je dosaženo způsobem bezkontaktního určení povrchové teploty a hodnoty emisivity lesklého povrchu, jehož podstata spočívá v tom, že na měřeném povrchu se plošným obrazovým snímačem provede rozpoznání odrazu zdrojů tepelného záření od povrchu měřeného objektu, přičemž se připojenou výpočetní jednotkou určí zdánlivá teplota povrchu měřeného objektu v obou oblastech odrazu, načež se z vypočtených hodnot zdánlivé teploty připojenou výpočetní jednotkou určí pro každé ze dvou měřených míst odrazu křivka průběhu skutečné teploty povrchu pro různé hodnoty emisivity ε v rozmezí od 0 do 1 a skutečná hodnota povrchové teploty měřeného objektu se určí připojenou výpočetní jednotkou jako průsečík obou křivek, a/nebo se skutečná hodnota povrchové teploty měřeného objektu určí přímo výpočtem.The object of the invention is achieved by a method of non-contact determination of surface temperature and emissivity value of a glossy surface, the essence of which consists in recognizing the reflection of thermal radiation sources from the surface of the measured object on the measured surface with a flat image sensor, determining the apparent surface temperature of the measured object. object in both areas of reflection, after which the curve of the actual surface temperature for different emissivity values ε in the range from 0 to 1 and the actual surface temperature of the measured object is determined by the connected computing unit for each of the two measured reflection points. by a calculation unit as the intersection of the two curves, and / or the actual value of the surface temperature of the measured object is determined directly by calculation.
Podstata zařízení pro bezkontaktní určení povrchové teploty a hodnoty emisivity lesklého povrchu spočívá v tom, že zařízení pro snímání termálního obrazuje tvořeno plošným obrazovým snímačem a zdroj tepelného záření je napojen na akumulátor elektrické energie a na řídicí zařízení, přičemž výpočetní jednotka je tvořena mobilním komunikačním nebo výpočetním zařízením s operačním systémem a se softwarem pro řízení a zpracování výsledků měření.The essence of the device for non-contact determination of surface temperature and emissivity value of a glossy surface lies in the fact that the thermal image sensing device consists of a flat image sensor and the source of thermal radiation is connected to an electrical energy accumulator and a control device, the computing unit being a mobile communication or computing equipment with operating system and software for control and processing of measurement results.
Výhodou vynálezu je přesné bezkontaktní měření teploty lesklého povrchu tělesa s povrchem s nízkou nebo neznámou emisivitou (měření teploty oken domů, lesklý kotel nebo lesklý měděný vodič atd.) pomocí termokamery a relativně jednoduchého externího zdroje IR záření. Další výhodou vynálezu je poměrně snadná řiditelnost a zpracovatelnost celého procesu pomocí mobilních prostředků, jako jsou telefony a tablety. Tento vynález přináší výrazné zjednodušení jak z hlediska používané technologie, tak i potřebného technického vybavení, a to vše při zachování potřebné přesnosti měření teploty povrchu lesklého tělesa.An advantage of the invention is the accurate non-contact measurement of the glossy surface temperature of a body with a surface with low or unknown emissivity (temperature measurement of house windows, glossy boiler or glossy copper conductor, etc.) using a thermal camera and a relatively simple external IR radiation source. Another advantage of the invention is the relatively easy controllability and processability of the whole process by mobile means, such as telephones and tablets. The present invention provides a significant simplification both in terms of the technology used and the technical equipment required, all while maintaining the required accuracy in measuring the surface temperature of the glossy body.
Objasnění výkresůExplanation of drawings
Vynález je schematicky znázorněn na výkrese, kde ukazuje obr. 1 uspořádání vynálezu pro měření se zdroji záření oddělnými od snímacího prostředku, obr. 2 uspořádání vynálezu pro měření se zdroji záření integrovanými do snímacího prostředku, obr. 3 uspořádání vynálezu se všemi prvky integrovanými do snímacího prostředku a obr. 4 ukázka uživatelského rozhraní pro řízení a provádění měření podle vynálezu.The invention is schematically illustrated in the drawing, where Fig. 1 shows an arrangement of the invention for measuring with radiation sources separate from the sensing means, Fig. 2 shows an arrangement of the invention for measuring with radiation sources integrated in the sensing means, Fig. 3 shows an arrangement of the invention with all elements integrated in the sensing means. and FIG. 4 shows an example of a user interface for controlling and performing measurements according to the invention.
-2CZ 306603 B6-2GB 306603 B6
Příklady uskutečnění vynálezuExamples of embodiments of the invention
Vynález bude popsán na příkladu provedení zařízení pro bezkontaktní určení povrchové teploty a hodnoty emisivity lesklého povrchu a způsobu jeho fungování.The invention will be described on the basis of an exemplary embodiment of a device for non-contact determination of the surface temperature and the emissivity value of a glossy surface and a method of its operation.
Zařízení pro bezkontaktní určení povrchové teploty lesklého povrchu obsahuje alespoň jeden zdroj 1, 2 tepelného záření spřažený s řídicím zařízením 5 a zdrojem energie, přičemž zařízení dále obsahuje výpočetní jednotku 3 spřaženou se zařízením pro snímání termálního obrazu, např. termokamerou 4, resp. termálním snímacím prvkem, přičemž zařízení pro snímání termálního obrazuje případně spřaženo i se zobrazovací jednotkou.The device for non-contact determination of the surface temperature of a glossy surface comprises at least one heat radiation source 1, 2 coupled to a control device 5 and a power source, the device further comprising a computing unit 3 coupled to a thermal image sensor, e.g. a thermal sensing element, the thermal imaging device optionally also being coupled to the display unit.
Zdroje 1, 2 tepelného záření jsou výhodně tvořeny IR bodovými zdroji, resp. IR bodovými zářiči, např. na bázi pulzních infračervených emitorů, např. SCITEC IR-70. Vzhledem k malé plošné velikosti těchto IR bodových zdrojů, a tím i malé velikosti jejich obrazu odraženého od měřeného objektu O, je obvykle potřeba při jejich použití aplikovat obrazovou analýzu pořízeného termosnímku, kdy po získání termosnímku ze zařízení pro snímání termálního obrazu jsou odrazy zdrojů 1, 2 záření v obraze nalezeny a vyhodnoceny softwarovou analýzou obrazu automaticky nebo s pomocí uživatele.The sources 1, 2 of thermal radiation are preferably formed by IR point sources, resp. IR spot emitters, eg based on pulsed infrared emitters, eg SCITEC IR-70. Due to the small area size of these IR point sources, and thus the small size of their image reflected from the measured object O, it is usually necessary to apply image analysis of the acquired thermal image when using them, when after obtaining the thermal image from the thermal image capture device 1 2 radiation in the image found and evaluated by software image analysis automatically or with the help of the user.
IR bodové zářiče jsou přitom konstruovány tak, že samy o sobě vykazují vysokou emisivitu (např. 0,7 až 0,9), takže jsou přímo samy o sobě vhodné k využití pro účely tohoto vynálezu, na rozdíl od dalších zdrojů tepelného záření potenciálně použitelných pro tento vynález, které vyžadují aplikaci povrchové úpravy nebo i konstrukčních opatření ke zvýšení emisivity. IR bodové zdroje tepelného záření jsou bud’ pulzní, nebo stabilní, podle toho se pak liší možnou maximálně dosažitelnou teplotou, tj. vyzařovanou teplotou až 700° C, u některých až 1400° C, nebo i více, a také se liší dalšími parametry, jako je způsob řízení teploty, rychlostí náběhu na požadovanou teplotu, rychlostí změn teploty atd.IR spot emitters are designed to have a high emissivity per se (e.g. 0.7 to 0.9), so that they are directly suitable for use for the purposes of the present invention, in contrast to other sources of thermal radiation potentially useful. for the present invention, which require the application of a surface treatment or even design measures to increase the emissivity. IR point sources of thermal radiation are either pulsed or stable, depending on the possible maximum achievable temperature, ie radiated temperature up to 700 ° C, in some up to 1400 ° C, or even more, and also differ other parameters, such as the method of controlling the temperature, the rate of rise to the desired temperature, the rate of change of temperature, etc.
Vzhledem k relativně malému rozlišení obrazu, které obvykle má snímací element termokamery 4 nebo termálního snímacího prvku a s ohledem na potřebu nalezení odrazu zdrojů 1, 2 tepelného záření od snímaného povrchu na snímaném povrchu a zaostření na tyto odrazy je při použití IR bodových zářičů také potřeba dodržet relativně malou vzdálenost termokamery 4, resp. termálního snímacího prvku, od měřeného povrchu, obvykle v řádu maximálně několika desítek cm. Pro snímání z větší vzdálenosti od snímaného povrchu je výhodné použít namísto bodových IR zářičů plošné IR zářiče s dostatečnou velikostí vyzařovací plochy.Due to the relatively low image resolution which the sensor element of the thermal imager 4 or the thermal sensor usually has and due to the need to find the reflection of thermal radiation sources 1, 2 from the sensing surface on the sensing surface and focus on these reflections, it is also necessary to observe when using IR spot emitters. relatively small distance of the thermal camera 4, resp. thermal sensing element, from the measured surface, usually in the order of a maximum of several tens of cm. For scanning from a greater distance from the scanned surface, it is advantageous to use flat IR emitters with a sufficient size of the radiating surface instead of spot IR emitters.
Alternativně jsou zdroje 1, 2 tepelného záření tvořeny alespoň jedním Peltiérovým článkem, jehož jedna strana se při provozování, tj. napájení elektrickým proudem, ohřívá a jehož druhá strana se při provozování, tj. napájení elektrickým proudem, ochlazuje. Režim ohřívání nebo ochlazování příslušné strany Peltiérova článku lze změnit pouhým přepojováním napájecího napětí. Peltiérovy články jako zdroje 1, 2 tepelného záření umožňují řízené dosažení teplot i nižších než 0 °C, obvykle umožňují dosažení teplot (vyzařovaných jako infračervené záření do okolí) v intervalu od - 30 °C do + 70 °C, což pro účely, pro které je určeno využití tohoto vynálezu postačuje. Další výhodou využití Peltiérových článků je jejich existující zpětná vazba, kdy je nárůst nebo pokles teploty regulován napájecím proudem a měření teploty článku zajišťují teplotní čidla umístěná na povrchu Peltiérových článků, které vydávají tepelné záření.Alternatively, the heat radiation sources 1, 2 are formed by at least one Peltier cell, one side of which is heated during operation, i.e. the power supply, and the other side of which is cooled during operation, i.e. the power supply. The heating or cooling mode of the respective side of the Peltier cell can be changed by simply switching the supply voltage. Peltier cells as sources 1, 2 of thermal radiation allow the controlled achievement of temperatures even below 0 ° C, usually allow the achievement of temperatures (emitted as infrared radiation to the environment) in the range from -30 ° C to + 70 ° C, which for purposes which the intended use of the present invention is intended is sufficient. Another advantage of using Peltier cells is their existing feedback, where the increase or decrease in temperature is regulated by the supply current and the temperature measurement of the cell is provided by temperature sensors located on the surface of Peltier cells, which emit thermal radiation.
Podle jiného výhodného provedení jsou zdroje 1, 2 tepelného záření tvořeny elektrickým odporovým topným prostředkem, který je, v dostatečně pravidelném rozložení, uspořádán v tepelně vodivém tělese s plochou čelní (vyzařovací) stranou, aby byl zajištěn rovnoměrný ohřev celého tohoto tepelně vodivého tělesa a bylo tak dosaženo homogenního teplotního pole na čelní (vyzařovací) straně tohoto tepelně vodivého tělesa a tedy i zdroje 1, 2 tepelného záření.According to another preferred embodiment, the thermal radiation sources 1, 2 are formed by an electric resistance heating means which, in a sufficiently regular distribution, is arranged in a thermally conductive body with a flat front (radiating) side to ensure uniform heating of the whole thermally conductive body. thus a homogeneous temperature field is achieved on the front (radiating) side of this thermally conductive body and thus also of the source 1, 2 of thermal radiation.
-3 CZ 306603 B6-3 CZ 306603 B6
Podle dalšího výhodného provedení jsou zdroje 1, 2 tepelného záření tvořeny odporovou ohřevnou fólii, která vykazuje příznivé vlastnosti při nízké spotřebě energie, nízké ceně a dobré trvanlivosti a odolnosti. Také odporová ohřevná fólie může být pro zlepšení homogenity teplotního pole na čelní (vyzařovací) straně zdroje 1, 2 tepelného záření opatřena tepelně vodivým tělesem.According to a further preferred embodiment, the heat radiation sources 1, 2 are formed by a resistive heating foil, which has favorable properties with low energy consumption, low cost and good durability and resistance. Also, the resistive heating foil can be provided with a thermally conductive body to improve the homogeneity of the temperature field on the front (radiating) side of the heat radiation source 1, 2.
Podle dalšího výhodného provedení jsou zdroje 1, 2 tepelného záření tvořeny indukčně ohřívanou destičkou, jejíž čelní strana je provedena jako vyzařovací plocha.According to a further preferred embodiment, the heat radiation sources 1, 2 are formed by an inductively heated plate, the front side of which is designed as a radiating surface.
Zdroje 1, 2 tepelného záření, které nejsou přirozeně teplotně homogenní, tj. zdroje, které na své vyzařovací straně vyzařují nehomogenní teplotní pole, např. odporové zdroje tepelného záření, Peltiérovy články atd., jsou na své vyzařovací straně opatřeny neznázoměným tepelně vodivým tělesem pro vytvoření homogenního teplotního pole na vyzařovací straně zdroje 1, 2 tepelného záření. V takovém případě je vyzařovací strana těchto tepelně vodivých těles plochá, hladká a je opatřena speciálním povrchem s vysokou emisivitou (zpravidla až 0,95 až 0,96), čehož je zpravidla dosaženo nanesením vrstvy speciálního laku. Takto upravená tepelně vodivá tělesa jsou ke zdrojům 1, 2 tepelného záření připevněna vhodným způsobem zajišťujícím dostatečný přenos tepla ze zdrojů 1, 2 tepelného záření do těchto tepelně vodivých těles, např. pomocí teplovodně fólie, gelu nebo pasty atd. Uvedená tepelně vodivá tělesa jsou s výhodou vyrobena z kovu s vysokou tepelnou vodivostí, např. jsou vyrobena z hliníku nebo mědi nebo z kombinace hliníku a mědi atd.Sources 1, 2 of thermal radiation which are not naturally thermally homogeneous, i.e. sources which emit an inhomogeneous temperature field on their radiating side, e.g. resistive thermal radiation sources, Peltier cells, etc., are provided on their radiating side with a thermally conductive body (not shown) for creating a homogeneous temperature field on the radiating side of the heat radiation source 1, 2. In such a case, the radiating side of these thermally conductive bodies is flat, smooth and provided with a special surface with high emissivity (usually up to 0.95 to 0.96), which is usually achieved by applying a layer of special varnish. The thermally conductive bodies thus treated are attached to the heat radiation sources 1, 2 in a suitable manner ensuring sufficient heat transfer from the heat radiation sources 1, 2 to these thermally conductive bodies, e.g. by means of hot water foil, gel or paste, etc. preferably made of metal with high thermal conductivity, eg they are made of aluminum or copper or a combination of aluminum and copper, etc.
V neznázorněném příkladu provedení je dvojice zdrojů 1, 2 tepelného záření tvořena jediným (společným) teplo vyzařujícím prostředkem, který je schopen zahřátí na dvě odlišné teploty s časovou výdrží na každé ze zvolených odlišných teplot. Tyto zvolené teploty se nastavují a řídí buď manuálně, nebo se nastavují a řídí pomocí řídicího zařízení 5. Výhodou řešení s jediným (společným) teplo vyzařujícím prostředkem je úspora jednoho tohoto prostředku, nevýhodou je však prodloužení času měření z důvodu nutnosti dosažení dvou odlišných stabilních teplot jedním teplo vyzařujícím prostředkem. Podle neznázoměného příkladu provedení využívajícího náhradu dvojice zdrojů 1, 2 tepelného záření jediným (společným) teplo vyzařujícím prostředkem je dvojice zdrojů 1, 2 tepelného záření tvořena jediným Peltiérovým článkem, který je v konstrukci zařízení uložen s možností otočení o 180° (tj. otočně o 180°) tak, že je schopen oběma svými pracovními (vyzařovacími) stranami zaujmout polohu proti měřenému objektu O, takže obě jeho pracovní (vyzařovací) strany slouží k vyzařování tepelného záření na měřený objekt Oas výhodou jsou obě tyto strany opatřeny výše popsaným tepelně vodivým tělesem pro homogenizaci vyzařovaného teplotního pole. Jak je známo, Peltiérův článek na jedné své straně hřeje a na druhé chladí, čehož se využívá v tomto výhodném provedení s otočným (překlopným) uložením Peltiérova článku. Za účelem výše uvedeného otáčení je Peltiérův článek buď opatřen ručním překlápěcím zařízením, nebo je spřažen s motorizovaným otáčecím zařízením, např. servomotorem, který je řízen řídicím zařízením 5 atd. Toto uspořádání je výhodné zejména tam, kde teploty nejsou extrémní a není potřeba teplou stranu Peítiérova článku chladit externím chladicím zařízením pro ochranu článku před poškozením.In a non-illustrated exemplary embodiment, the pair of heat radiation sources 1, 2 is formed by a single (common) heat radiating means which is capable of heating to two different temperatures with a time endurance at each of the selected different temperatures. These selected temperatures are set and controlled either manually or are set and controlled by a control device 5. The advantage of a solution with a single (common) heat radiating means is saving one of these means, but the disadvantage is prolonging the measurement time due to the need to reach two different stable temperatures. one heat radiating means. According to a non-illustrated exemplary embodiment using the replacement of a pair of heat radiation sources 1, 2 by a single (common) heat radiating means, the heat radiation source pair 1, 2 is formed by a single Peltier cell, which is mounted in the device structure with 180 ° rotation (i.e. rotatable by 180 °) so that it is able to assume a position against the measured object O with both its working (radiating) sides, so that both its working (radiating) sides serve to radiate thermal radiation to the measured object Oas, preferably both these sides are provided with the thermally conductive body described above for homogenization of the radiated temperature field. As is known, the Peltier cell heats on one side and cools on the other, which is used in this preferred embodiment with a pivoting of the Peltier cell. For the above rotation, the Peltier cell is either provided with a manual tilting device or is coupled to a motorized rotating device, e.g. a servomotor, which is controlled by a control device 5, etc. This arrangement is particularly advantageous where temperatures are not extreme and a warm side is not required. Cool the Peter's cell with an external cooling device to protect the cell from damage.
Zdroje 1, 2 tepelného záření jsou napojeny na neznázoměný zdroj elektrické energie, zejména na akumulátor, nejlépe pak na akumulátor s velkou kapacitou, který zajišťuje použitelnost zařízení i v podmínkách bez momentálního přívodu elektrické energie. Typickým příkladem použitelného akumulátoru je olověný akumulátor, Li-pol akumulátor nebo akumulátor s jinou vhodnou technologií uchování energie. Při využití Peltiérových článků jako zdrojů 1, 2 tepelného záření je postačujícím použití akumulátoru s výstupním napětím 12 V a kapacitou alespoň 3 až 6 Ah.The sources 1, 2 of thermal radiation are connected to a source of electrical energy (not shown), in particular to an accumulator, preferably to a high-capacity accumulator, which ensures the usability of the device even in conditions without a current supply of electrical energy. A typical example of a usable battery is a lead-acid battery, a Li-pol battery or a battery with other suitable energy storage technology. When using Peltier cells as sources 1, 2 of thermal radiation, it is sufficient to use a battery with an output voltage of 12 V and a capacity of at least 3 to 6 Ah.
Zdroje 1, 2 tepelného záření jsou dále napojeny na řídicí zařízení 5 teploty zdrojů 1, 2 tepelného záření. Řídicí zařízení 5 teploty řídí zejména tepelný výkon zdrojů 1, 2 tepelného záření a jeho časový průběh, takže je možno dosáhnout na každém ze zdrojů 1, 2 tepelného záření požadované teploty, která je každým ze zdrojů 1, 2 záření vyzařována ve formě infračerveného záření do okolí. Nastavení požadované teploty každého ze zdrojů 1, 2 tepelného záření je možno provádět buď dálkově, např. pomocí mobilního telefonu, tabletu, PC nebo jiného výpočetního zařízení, např.The heat radiation sources 1, 2 are further connected to the temperature control device 5 of the heat radiation sources 1, 2. In particular, the temperature control device 5 controls the heat output of the heat radiation sources 1, 2 and its time course, so that the desired temperature can be reached on each of the heat radiation sources 1, 2, which is radiated in the form of infrared radiation by each of the radiation sources 1, 2. Surroundings. The setting of the desired temperature of each of the heat radiation sources 1, 2 can be performed either remotely, e.g. by means of a mobile phone, tablet, PC or other computing device, e.g.
- 4 CZ 306603 B6 i jednoúčelového zařízení vybaveného mikroprocesorem a displejem a umístěného vzdáleně a/nebo v konstrukci zařízení. Teplota každého ze zdrojů 1, 2 tepelného záření se přitom řídí (nastavuje) tak, aby byla kontrastní vůči teplotě pozadí, tedy aby teplota každého ze zdrojů 1, 2 tepelného záření byla odlišná od teploty vzduchu v okolí nebo od teploty měřeného objektu O. Za tím účelem je řídicí zařízení 5 teploty zdrojů 1, 2 tepelného záření ve znázorněném příkladu provedení spřaženo s teplotním čidlem 6 teploty okolního vzduchu.- 4 CZ 306603 B6 and a single-purpose device equipped with a microprocessor and a display and located remotely and / or in the construction of the device. The temperature of each of the heat radiation sources 1, 2 is controlled so that it is contrasting with the background temperature, i.e. that the temperature of each of the heat radiation sources 1, 2 is different from the ambient air temperature or from the temperature of the measured object O. for this purpose, the temperature control device 5 of the heat radiation sources 1, 2 in the illustrated embodiment is coupled to an ambient air temperature sensor 6.
Teplotní čidlo 6 teploty okolního vzduchu je ve výhodném provedení (z praktických důvodů) umístěno v jedné konstrukci se zdroji 1, 2 tepelného záření, přičemž je ale umístěno tak, aby bylo co nejméně, pokud možno vůbec, ovlivněno teplem vyzařovaným zdroji 1, 2 tepelného záření.The temperature sensor 6 of the ambient air temperature is in a preferred embodiment (for practical reasons) placed in one construction with the heat radiation sources 1, 2, but is placed so that it is affected as little as possible, if at all, by the heat radiated by the heat sources 1, 2. radiation.
Teoreticky tak mohou nastat tři situace kontrastní teploty zdrojů 1, 2 tepelného záření vůči okolí, a to 1.) teplota jednoho ze zdrojů 1, 2 tepelného záření je nižší než je teplota pozadí, resp. teplota okolního vzduchu, a teplota druhého ze zdrojů 1, 2 tepelného záření je vyšší než je teplota pozadí, resp. teplota okolního vzduchu, 2.) teplota obou zdrojů 1, 2 tepelného záření je vyšší než je teplota pozadí, resp. teplota okolního vzduchu, 3.) teplota obou zdrojů L, 2 tepelného záření je nižší než je teplota pozadí, resp. teplota okolního vzduchu.Theoretically, three situations of contrast temperature of heat radiation sources 1, 2 with respect to the environment can occur, namely 1.) the temperature of one of the heat radiation sources 1, 2 is lower than the background temperature, resp. the temperature of the ambient air, and the temperature of the second of the heat radiation sources 1, 2 is higher than the background temperature, resp. ambient air temperature, 2.) the temperature of both sources 1, 2 of thermal radiation is higher than the background temperature, resp. ambient air temperature, 3.) the temperature of both heat radiation sources L, 2 is lower than the background temperature, resp. ambient air temperature.
Alternativně je možné, aleje to složitější a zdržující, aby byly zdroje 1, 2 tepelného záření zahřátý na předem neznámou teplotu, která se určí měřením termokamerou 4 v průběhu samotného měření teploty povrchu lesklého tělesa podle tohoto vynálezu.Alternatively, it is possible, but more complicated and delaying, for the heat radiation sources 1, 2 to be heated to a previously unknown temperature, which is determined by measuring with a thermal camera 4 during the actual surface temperature measurement of the glossy body according to the invention.
Způsob určení povrchové teploty lesklého povrchu spočívá v tom, že se před měřený objekt O v určité vzdálenosti, např. 1 až 3 metry, umístí zdroje 1, 2 tepelného záření, resp. alespoň jeden zdroj 1, 2 tepelného záření schopný dosažení dvou odlišných teplot s výdrží na každé z obou teplot.The method of determining the surface temperature of the glossy surface consists in placing sources 1, 2 of thermal radiation, resp. 1, 2 in front of the measured object O at a certain distance, e.g. 1 to 3 meters. at least one source of thermal radiation 1, 2 capable of reaching two different temperatures withstand each of the two temperatures.
Podle jednoho výhodného provedení jsou zdroje 1, 2 tepelného záření umístěny ve vhodné samostatné konstrukci, která je nezávislá na zařízení pro snímání termálního obrazu. Podle dalšího příkladu provedení jsou zdroje 1, 2 tepelného záření uloženy přímo na zařízení pro snímání termálního obrazu, zejména na termokameře 4 nebo jiném bezkontaktním měřiči teploty, nebojsou přímo integrovány do konstrukce termokamery 4 nebo jiného bezkontaktního měřiče teploty. Pro zajištění stability jsou podle dalšího příkladu provedení zdroje 1, 2 tepelného záření a zařízení pro snímání termálního obrazu umístěny na stativu, trojnožce atd.According to one preferred embodiment, the heat radiation sources 1, 2 are located in a suitable separate construction, which is independent of the thermal image sensing device. According to another exemplary embodiment, the thermal radiation sources 1, 2 are mounted directly on the thermal image sensor, in particular on the thermal camera 4 or another non-contact temperature meter, or are directly integrated into the structure of the thermal camera 4 or other non-contact temperature meter. To ensure stability, according to another exemplary embodiment, the heat radiation sources 1, 2 and the thermal image sensing device are placed on a tripod, tripod, etc.
Při umístění zdrojů 1, 2 tepelného záření v konstrukci zařízení pro snímání termálního obrazuje výhodné, jestliže je vedle sebe umístěn termální snímač, tzv. IR snímač, a alespoň jeden zdroj 1, 2 tepelného záření, tzv. IR emitor, nejlépe pak tvořený alespoň jedním IR bodovým zářičem.When placing the heat radiation sources 1, 2 in the construction of the thermal imaging device, it is advantageous if a thermal sensor, a so-called IR sensor, and at least one heat radiation source 1, 2, a so-called IR emitter, are preferably placed next to each other, preferably formed by at least one IR spot emitter.
V jednom příkladu provedení je jako výpočetní jednotka takového složeného zařízení výše popsané sestavě IR emitoru a IR snímače přiřazen aje na ně napojen PC tablet nebo telefon nebo jiné mobilní komunikační nebo výpočetní zařízení s operačním systémem a se softwarem pro řízení a zpracování výsledků měření podle tohoto vynálezu. Pro zlepšení kompatibility jsou IR emitor a IR snímač umístěny na řídicí desce elektroniky, která je spřažena stabletem, telefonem nebo jiným mobilním komunikačním nebo výpočetním zařízením.In one exemplary embodiment, a tablet PC or telephone or other mobile communication or computing device with an operating system and software for controlling and processing the measurement results according to the present invention is assigned and connected to the IR emitter and IR sensor assembly described above as a computing unit of such a composite device. . To improve compatibility, the IR emitter and IR sensor are located on an electronics control board that is coupled to a tablet, telephone, or other mobile communication or computing device.
V jiném příkladu provedení je jako výpočetní jednotka takového složeného zařízení výše popsané sestavě IR emitoru a IR snímače využita výpočetní jednotka a elektronika zařízení pro snímání termálního obrazu, např. výpočetní jednotka termokamery 4 s upraveným softwarem pro výkon tohoto vynálezu nebo výpočetní jednotkajiného bezkontaktního měřiče teploty, např. bezkontaktního měřiče teploty pistolového tvaru, tj. dvojicí vzájemně nakloněných částí (rukojeť + hlaveň). V tomto příkladu provedení se pro zobrazování výsledků měření, pro nastavení parametrů měření atd. využívá zobrazovač (displej) zařízení pro snímání termálního obrazu a případně i jeho ovládací prostředky (tlačítka, dotykový displej atd.).In another exemplary embodiment, as a computing unit of such a composite device to the above-described IR emitter and IR sensor assembly, a computing unit and electronics of a thermal imaging device are used, e.g., a thermal imager computing unit 4 with modified software for practicing the present invention or a computing unit of a non-contact temperature meter. eg non-contact pistol-shaped temperature meter, ie a pair of mutually inclined parts (handle + barrel). In this exemplary embodiment, a display (display) of a device for capturing a thermal image and possibly also its control means (buttons, touch screen, etc.) is used to display the measurement results, to set the measurement parameters, etc.
-5CZ 306603 B6-5CZ 306603 B6
IR snímač má s výhodou rozlišení větší než 10x10 pixelů, aby bylo snadnější nalézt místo odrazu záření z IR emitoru od měřeného objektu O. Teoreticky sice postačuje jen bodový IR snímač, ale přináší to výše zmíněné obtíže s nalezení a správným zaměřením místa odrazu tepelného záření z IR emitoru od měřeného objektu O na měřeném objektu O.The IR sensor preferably has a resolution of more than 10x10 pixels to make it easier to find the reflection point of the IR emitter from the measured object O. Theoretically only a point IR sensor is sufficient, but it brings the above-mentioned difficulties with finding and correctly targeting the thermal reflection from IR of the emitter from the measured object O on the measured object O.
Za účelem zlepšení zaměření místa odrazu tepelného záření z IR emitoru od měřeného objektu O je zařízení pro snímání termálního obrazu opatřeno zaměřovači LED, běžnou nebo laserovou, která vydává světelné záření ve viditelné oblasti spektra, přičemž uživatel provádějící měření zaměří zaměřovači diodu na místo odrazu tepelného záření z IR emitoru od měřeného objektu O a vizuálně tak nastaví IR snímač na místo odrazu tepelného záření z IR emitoru od měřeného objektu O.In order to improve the focus of the thermal radiation reflection from the IR emitter from the measured object O, the thermal image sensing device is provided with a conventional, laser or laser sight, which emits light in the visible region of the spectrum, the measuring user aiming the aiming diode at the thermal reflection. from the IR emitter from the measured object O and thus visually sets the IR sensor to the place of reflection of thermal radiation from the IR emitter from the measured object O.
Samotné měření probíhá tak, že zdroje 1, 2 tepelného záření se ohřejí na požadované dvě rozdílné teploty, zamíří se na měřený objekt O a zařízením pro snímání termálního obrazu se sleduje místo odrazu tepelného záření ze zdrojů 1, 2 od měřeného lesklého povrchu měřeného objektu O.The measurement itself takes place by heating the heat radiation sources 1, 2 to the required two different temperatures, aiming at the measured object O and monitoring the thermal image from the measured glossy surface of the measured object O by the thermal image sensor. .
S výhodou se zařízení pro snímání termálního obrazu a/nebo zdroje 1, 2 tepelného záření umístí proti měřenému objektu O šikmo pod určitým úhlem, jak je toto patrno z obr. 1 a 3, aby se záření ze zdroje 1, 2 nepromítalo do měřené plochy, a aby nevznikaly nežádoucí odrazy tepelného záření ze zdrojů 1, 2 na lesklém povrchu měřeného objektu O. Velikost tohoto úhluje nejvýhodnější do 30° součtu úhlu dopadu a úhlu odrazu, protože od součtu úhlů cca 50° a více se měření komplikuje vlivem tzv. úhlové (směrové) emisivity. Úhlová emisivita je závislá na druhu materiálu měřeného povrchu a zkresluje výsledky měření, takže bez účinné kompenzace by došlo ke snížení přesnosti měření a také snížení přesnosti následného určení teploty měřeného povrchu.Preferably, the device for sensing the thermal image and / or the heat radiation source 1, 2 is placed at an angle to the measured object 0 at an angle, as can be seen from Figs. 1 and 3, so that the radiation from the source 1, 2 is not projected into the measured area. , and to avoid unwanted reflections of thermal radiation from sources 1, 2 on the glossy surface of the measured object O. The size of this angle is most advantageous up to 30 ° the sum of the angle of incidence and the angle of reflection, because from the sum of angles of about 50 ° and more the measurement is complicated by the so-called angular (directional) emissivity. The angular emissivity depends on the type of material of the measured surface and distorts the measurement results, so without effective compensation the measurement accuracy would be reduced and also the accuracy of the subsequent determination of the measured surface temperature would be reduced.
Následně se provede rozpoznání odrazu zdrojů 1, 2 tepelného záření od lesklého povrchu měřeného objektu O, a to pro obě teploty zdroje 1, 2 tepelného záření. V případě použití dvojice samostatných zdrojů 1, 2 tepelného záření se toto rozpoznání provede vjednom kroku, tj. současně. V případě použití jednoho tepelného zdroje nastavovaného řízeně na dvě rozdílné teploty se toto rozpoznání odrazu provede postupně pro první teplotu zdroje tepelného záření a druhou teplotu zdroje tepelného záření.Subsequently, the reflection of the heat radiation sources 1, 2 from the glossy surface of the measured object O is recognized for both temperatures of the heat radiation source 1, 2. In the case of using a pair of separate heat radiation sources 1, 2, this recognition is performed in one step, i.e. simultaneously. In the case of using one heat source set in a controlled manner to two different temperatures, this reflection detection is performed sequentially for the first heat source temperature and the second heat source temperature.
Rozpoznání odrazu zdrojů 1, 2 tepelného záření od lesklého povrchu měřeného objektu O provede buď obsluha svým zrakem přímo na displeji zařízení pro snímání termálního obrazu, nebo se provede automaticky analýzou obrazu (výpočetním systémem zařízení pro snímání termálního obrazu, připojeným počítačem, telefonem, tabletem atd.) atd. Zaměřením zařízení pro snímání termálního obrazu na tyto rozpoznané odrazy nebo při automatické detekci pak automaticky se zařízením pro snímání termálního obrazu zjistí zdánlivé teploty těchto odrazů.Recognition of the reflection of thermal radiation sources 1, 2 from the shiny surface of the measured object O is performed either by the operator's eyes directly on the display of the thermal imaging device or by automatic image analysis (computer system of the thermal imaging device, connected computer, telephone, tablet, etc. .), etc. By aiming the thermal imaging device at these detected reflections or during automatic detection, it then automatically detects the apparent temperatures of these reflections with the thermal imaging device.
Ze zjištěných zdánlivých teplot odrazů zdrojů 1, 2 od lesklého povrchu měřeného objektu O se následně ve výpočetní jednotce 3 vypočte skutečná teplota měřeného povrchu. Výpočetní jednotka 3 je buď nově integrována do zařízení pro snímání termálního obrazu, nebo je přímo tvořena výpočetními prostředky zařízení pro snímání termálního obrazu nebo je výpočetní jednotka 3 tvořena samostatným výpočetním prostředkem, např. mobilním komunikačním zařízením typu smartphone, tablet PC, neboje tvořena samostatným PC atd.From the detected apparent reflection temperatures of the sources 1, 2 from the glossy surface of the measured object O, the actual temperature of the measured surface is then calculated in the computing unit 3. The computing unit 3 is either newly integrated into the thermal imaging device, or is directly formed by the computing means of the thermal imaging device or the computing unit 3 is formed by a separate computing means, e.g. a mobile communication device such as a smartphone, tablet PC, or by a separate PC etc.
Pro výpočet povrchové teploty a hodnoty emisivity se vychází ze Stefan-Boltzmannova zákona pro intenzitu vyzařování M:The calculation of the surface temperature and the emissivity value is based on Stefan-Boltzmann's law for the intensity of radiation M:
Μ = εσΤ4 [W/m2] (1), kde σ je Stefan - Boltzmanova konstanta a emisivita ε vyjadřuje poměr intenzity vyzařování vůči absolutně černému tělesu o stejné teplotě T. Neznámá hodnota emisivity měřeného povrchu měřeného objektu O se s přihlédnutím k odrazu záření z okolí určí jakoΜ = εσΤ 4 [W / m 2 ] (1), where σ is the Stefan - Boltzman constant and the emissivity ε expresses the ratio of the radiation intensity to an absolutely black body of the same temperature T. The unknown emissivity value of the measured surface of the measured object O is taking into account the reflection determine the ambient radiation as
-6CZ 306603 B6-6GB 306603 B6
Po úpravě se povrchová teplota T měřeného objektu O určí jakoAfter the treatment, the surface temperature T of the measured object O is determined as
T = [K] (3), kde:T = [K] (3), where:
T [K] - povrchová teplota měřeného objektu (neznámá hodnota) ε [-] - hodnota emisivity povrchu lesklého materiálu (neznámá hodnota simulovaná od 0-1),T [K] - surface temperature of the measured object (unknown value) ε [-] - value of emissivity of the surface of the glossy material (unknown value simulated from 0-1),
To [K] - povrchová teplota zářiče (skutečná povrchová teplota zjištěná na zářiči za pomocí zabudovaného čidla. Tato teplota nahrazuje odraženou zdánlivou teplotu okolí.), ε0 [~] _ hodnota emisivity zářiče, aT o [K] - radiator surface temperature (actual surface temperature detected on the radiator by means of a built-in sensor. This temperature replaces the reflected apparent ambient temperature.), Ε 0 [~] _ the emissivity value of the radiator, and
TZ[K] - zdánlivá teplota na povrchu lesklého materiálu zjištěná z termogramu měřené plochy (v termografickém systému kamery je nastavena hodnota emisivity ε0 rovna jedné).T Z [K] - apparent temperature on the surface of the glossy material determined from the thermogram of the measured area (in the thermographic system of the camera, the emissivity value ε 0 is set to one).
Z výše uvedeného vyplývá, že povrchová teplota měřeného objektu O v místě odrazu zdrojů 1, 2 tepelného záření se určí ze dvou rovnic o dvou neznámých T a ε, přičemž pro teplotu v místě odrazu prvního zdroje 1 tepelného záření platí:It follows from the above that the surface temperature of the measured object O at the reflection point of the heat radiation sources 1, 2 is determined from two equations of two unknowns T and ε, while the following applies to the temperature at the reflection point of the first heat radiation source 1:
a pro teplotu v místě odrazu druhého zdroje 1, 2 tepelného záření platíand applies to the temperature at the point of reflection of the second heat source 1, 2
Výpočet se provede ve výpočetní jednotce 3 a skutečná povrchová teplota a hodnota emisivity povrchu se zobrazí na připojeném displeji a/nebo se zapíše do souboru uloženého v paměťovém prostředku, kde je posléze přístupný pro další potřebu, např. zobrazení, vytvoření grafu, odeslání e-mailem, vytisknutelný atd.The calculation is performed in the computing unit 3 and the actual surface temperature and emissivity value of the surface are displayed on the connected display and / or written to a file stored in the storage device, where it is then accessible for further needs, eg display, graphing, sending e- by e-mail, printable, etc.
V další variantě řešení se skutečná hodnota povrchové teploty T a/nebo hodnota emisivity ε měřeného povrchu přímo vypočte jako kde znamená:In another variant of the solution, the actual value of the surface temperature T and / or the value of the emissivity ε of the measured surface is directly calculated as where it means:
- T - skutečná teplota měřeného povrchu,- T - actual temperature of the measured surface,
- Eo - hodnota emisivity zářiče,- E o - emitter emissivity value,
-7 CZ 306603 B6-7 CZ 306603 B6
- Toi - povrchová teplota zářiče číslo 1 (skutečná povrchová teplota zjištěná na zářiči za pomocí zabudovaného čidla. Tato teplota nahrazuje odraženou zdánlivou teplotu okolí.),- Toi - radiator surface temperature number 1 (actual surface temperature detected on the radiator by means of a built-in sensor. This temperature replaces the reflected apparent ambient temperature.),
- To2 - povrchová teplota zářiče číslo 2 (skutečná povrchová teplota zjištěná na zářiči za pomocí zabudovaného čidla. Tato teplota nahrazuje odraženou zdánlivou teplotu okolí.),- T o2 - surface temperature of radiator number 2 (actual surface temperature detected on the radiator by means of a built-in sensor. This temperature replaces the reflected apparent ambient temperature.),
- Tzi - zdánlivá teplota na povrchu lesklého materiálu zjištěná z termogramu měřené plochy odrážejícího zářiče číslo 1 (v termografickém systému kamery nastavena hodnota emisivity rovna jedné), a- T z i - apparent temperature on the surface of the glossy material determined from the thermogram of the measured area of the reflecting emitter number 1 (in the thermographic system of the camera the emissivity value is set equal to one), and
- Tz2 - zdánlivá teplota na povrchu lesklého materiálu zjištěná z termogramu měřené plochy odrážejícího zářiče číslo 2 (v termografickém systému kamery nastavena hodnota emisivity rovna jedné), a hodnota emisivity se vypočte ze vztahu- T z2 - apparent temperature on the surface of the glossy material determined from the thermogram of the measured area of the reflecting emitter number 2 (in the thermographic system of the camera the emissivity value is set equal to one), and the emissivity value is calculated from
T'4 y4 i - ίτ^ AT'4 y4 i - ίτ ^ A
Zl lz2 τ £oUo2 lol) £ = -------------------kde znamená:Zl l z2 τ £ oUo2 l ol) £ = ------------------- where means:
- £ - hodnota emisivity měřeného povrchu,- £ - emissivity value of the measured surface,
- Eo - hodnota emisivity zářiče,- E o - emitter emissivity value,
- Toi - povrchová teplota zářiče číslo 1 (skutečná povrchová teplota zjištěná na zářiči za pomocí zabudovaného čidla. Tato teplota nahrazuje odraženou zdánlivou teplotu okolí.),- T o i - surface temperature of radiator number 1 (actual surface temperature detected on the radiator by means of a built-in sensor. This temperature replaces the reflected apparent ambient temperature.),
- T02 - povrchová teplota zářiče číslo 2 (skutečná povrchová teplota zjištěná na zářiči za pomocí zabudovaného čidla. Tato teplota nahrazuje odraženou zdánlivou teplotu okolí.),- T 0 2 - surface temperature of radiator number 2 (actual surface temperature detected on the radiator by means of a built-in sensor. This temperature replaces the reflected apparent ambient temperature.),
- Tzi - zdánlivá teplota na povrchu lesklého materiálu zjištěná z termogramu měřené plochy odrážejícího zářiče číslo 1 (v termografickém systému kamery nastavena hodnota emisivity rovna jedné), a- T z i - apparent temperature on the surface of the glossy material determined from the thermogram of the measured area of the reflecting emitter number 1 (in the thermographic system of the camera the emissivity value is set equal to one), and
- Tz2 - zdánlivá teplota na povrchu lesklého materiálu zjištěná z termogramu měřené plochy odrážejícího zářiče číslo 2 (v termografickém systému kamery nastavena hodnota emisivity rovna jedné).- T z2 - apparent temperature on the surface of the glossy material determined from the thermogram of the measured surface of the reflecting emitter number 2 (in the thermographic system of the camera the set emissivity value is equal to one).
V nejjednodušší variantě a pro pouze orientační určení teploty lesklého povrchu měřeného objektu O je možné, aby zdroj tepelného záření byl jen jeden, na měřený povrch se vysílalo záření o pouze jedné teplotě a výpočetní jednotkou 3 vypočtená hodnota zdánlivé teploty povrchu se považuje za skutečnou hodnotu teploty měřeného povrchu.In the simplest variant and for only indicative determination of the glossy surface temperature of the measured object O, it is possible that there is only one source of thermal radiation, radiation of only one temperature is transmitted to the measured surface and the apparent surface temperature calculated by the calculation unit 3 is considered the actual temperature value. measured surface.
Jak je znázorněno na obr. 4, je díky využití běžného mobilního komunikačního zařízení, jakým je mobilní telefon nebo tablet atd., s dotykovým displejem možno vytvořit vhodné uživatelské prostředí, které slouží k řízení měření, spouštění měření, vyhodnocení měření, ukládání výsledků a měření, exportu výsledků měření na tiskárnu, úložiště, e-mailem atd. Takové uživatelské rozhraní je ve znázorněném příkladu provedení velmi jednoduché, obsahuje několik různých ploch, které se zobrazují v odpovídajících fázích přípravy nebo průběhu měření nebo vyhodnocování či exportu výsledků měření.As shown in Fig. 4, thanks to the use of a conventional mobile communication device such as a mobile phone or tablet, etc., a suitable user environment can be created with the touch screen to control the measurement, start the measurement, evaluate the measurement, save the results and , export of measurement results to a printer, storage, e-mail, etc. Such a user interface is very simple in the illustrated embodiment, it comprises several different areas which are displayed in the corresponding phases of preparation or course of measurement or evaluation or export of measurement results.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2015-572A CZ306603B6 (en) | 2015-08-25 | 2015-08-25 | A method and a device for contactless determination of the surface temperature and the emissivity value of a shiny surface |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2015-572A CZ306603B6 (en) | 2015-08-25 | 2015-08-25 | A method and a device for contactless determination of the surface temperature and the emissivity value of a shiny surface |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2015572A3 CZ2015572A3 (en) | 2017-03-22 |
| CZ306603B6 true CZ306603B6 (en) | 2017-03-22 |
Family
ID=58452750
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2015-572A CZ306603B6 (en) | 2015-08-25 | 2015-08-25 | A method and a device for contactless determination of the surface temperature and the emissivity value of a shiny surface |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ306603B6 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4708493A (en) * | 1986-05-19 | 1987-11-24 | Quantum Logic Corporation | Apparatus for remote measurement of temperatures |
| JPH04353727A (en) * | 1991-05-31 | 1992-12-08 | Kawasaki Steel Corp | Dichromic radiation thermometer |
| US20100292951A1 (en) * | 2009-05-15 | 2010-11-18 | Fluke Corporation | Method and system for measuring thermal radiation to determine temperature and emissivity of an object |
-
2015
- 2015-08-25 CZ CZ2015-572A patent/CZ306603B6/en unknown
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4708493A (en) * | 1986-05-19 | 1987-11-24 | Quantum Logic Corporation | Apparatus for remote measurement of temperatures |
| JPH04353727A (en) * | 1991-05-31 | 1992-12-08 | Kawasaki Steel Corp | Dichromic radiation thermometer |
| US20100292951A1 (en) * | 2009-05-15 | 2010-11-18 | Fluke Corporation | Method and system for measuring thermal radiation to determine temperature and emissivity of an object |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2015572A3 (en) | 2017-03-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20100046577A1 (en) | Thermal instrument engine | |
| CN107850494B (en) | Temperature measuring device and thermal therapy apparatus having such a measuring device | |
| CN105102947A (en) | Non-contact medical thermometer with distance sensing and compensation | |
| US11215509B2 (en) | Method for determining a temperature without contact, and infrared measuring system | |
| US10816404B2 (en) | Method for determining a temperature without contact, and infrared measuring system | |
| Krenzinger et al. | Accurate outdoor glass thermographic thermometry applied to solar energy devices | |
| CN104284103B (en) | A kind of thermal infrared camera intrinsic parameter scaling method | |
| US20160076936A1 (en) | Method of attaching camera or imaging sensor to test and measurement tools | |
| WO2016099237A1 (en) | Apparatus and method for calibration and characterisation of instruments for measuring temperature by telemetry | |
| JP3939487B2 (en) | Thermophysical property measurement system | |
| CZ306603B6 (en) | A method and a device for contactless determination of the surface temperature and the emissivity value of a shiny surface | |
| Rakrueangdet et al. | Emissivity measurements of reflective materials using infrared thermography | |
| CN212030747U (en) | Detection system of infrared thermal imaging equipment | |
| KR20130048873A (en) | System and method for setting emissivity of infrared thermal vision camera using reference pattern | |
| KR101488938B1 (en) | Apparatus for power control of electric device | |
| US20190154510A1 (en) | Method for Determining a Temperature without Contact and Infrared Measuring System | |
| CN105816158A (en) | System and method for detecting body temperature | |
| KR101575979B1 (en) | Portable measuring device attachable to mobile device and method for measuring using the portable measuring device | |
| CN105890773A (en) | Surface emissivity measurement system | |
| Griffith | Infrared thermography systems | |
| Müller | Close range 3D thermography: real-time reconstruction of high fidelity 3D thermograms | |
| CN105387941B (en) | A kind of measuring system and method for animal body surface emissivity | |
| CN211783894U (en) | Temperature measurement thermal imaging system | |
| CN203870248U (en) | On-board calibration device based on variable temperature block body | |
| JP2001083014A (en) | Vector temperature detector |