KR102312521B1 - 열화상 카메라의 온도정확도 향상을 위한 외부 장착형 온도교정장치 및 이를 이용한 온도 측정 시스템 - Google Patents
열화상 카메라의 온도정확도 향상을 위한 외부 장착형 온도교정장치 및 이를 이용한 온도 측정 시스템 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은, 온도 센서를 구비한 온도측정용 기판을 포함하는 외부 장착형 온도교정장치를 이용하여 열화상 카메라의 온도를 보정하되, 외부 장착형 온도교정장치의 온도측정용 기판이 열화상 카메라의 화면에 피측정 대상과 동시에 촬영되도록 하고, 온도센서로 측정된 온도측정용 기판의 온도와, 열화상 카메라로 측정한 온도측정용 기판의 온도를 이용하여, 열화상 카메라로 측정한 피측정 대상의 온도를 보정하여, 열화상 카메라가 사용되는 환경 온도에 상관없이 항상 일정한 온도측정 결과를 유지할 수 있도록 하는, 외부 장착형 온도교정장치 및 이를 이용한 온도 측정 시스템에 관한 것이다.
본 발명은, 열화상 카메라를 구비하여 피측정 대상의 온도를 측정하는, 열화상 카메라부; 열화상 카메라부의 외부에 위치되되, 열화상 카메라로 피측정대상을 촬영시 함께 촬영되도록 이루어진 온도측정용 기판을 포함하는, 외부 장착형 온도교정장치;를 포함하여 이루어지며, 외부 장착형 온도교정장치는 열화상 카메라부의 일측에 고정, 장착되어 있는 것을 특징으로 한다.
온도측정용 기판에서 열화상 카메라부와 마주보고 있는 면과 반대면에 온도센서가 장착되어 있으며, 피측정대상을 촬영시 함께 촬영된 온도측정용 기판의 영상으로부터, 열화상 카메라에 의한 온도측정용 기판의 온도를 연산처리부가 검출하고, 열화상 카메라에 의한 온도측정용 기판의 온도와, 온도센서에 의해 검출된 온도측정용 기판의 온도의 차를 이용하여, 열화상 카메라에 의해 촬영된 피측정대상을 포함하는 열영상을 연산처리부가 보정한다.
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Description
본 발명은, 온도 센서를 구비한 온도측정용 기판을 포함하는 외부 장착형 온도교정장치를 이용하여 열화상 카메라의 온도를 보정하되, 외부 장착형 온도교정장치의 온도측정용 기판이 열화상 카메라의 화면에 피측정 대상과 동시에 촬영되도록 하고, 온도센서로 측정된 온도측정용 기판의 온도와, 열화상 카메라로 측정한 온도측정용 기판의 온도를 이용하여, 열화상 카메라로 측정한 피측정 대상의 온도를 보정하여, 열화상 카메라가 사용되는 환경 온도에 상관없이 항상 일정한 온도측정 결과를 유지할 수 있도록 하는, 외부 장착형 온도교정장치 및 이를 이용한 온도 측정 시스템에 관한 것이다.
열화상 카메라는 물체의 표면 온도를 비접촉으로 측정할 수 있는 카메라이다. 산업용 열화상 카메라의 경우 수백, 수천도의 온도에 이르는 범위를 측정하는 경우가 있는데, 이 경우 온도정확도가 수 도에서 수십 도 단위로 커도 사용목적을 달성하는 데 문제가 없다. 단열부위를 점검하고 회로에서 과열된 소자를 찾고 군사용으로 침입자나 선박을 탐지하는 등 온도의 정확도보다는 화면 내에서 상대적인 온도차이를 시각화하여 사용목적을 달성하는 열화상 카메라의 경우에도 온도의 정확도는 크게 문제가 되지 않는다.
그러나 의료용 목적으로 열화상 카메라를 이용하는 경우에는 온도정확도가 1℃ 이하 수준으로 결정되어야 발열을 판정하고 체온을 통한 신경계 이상을 탐지하는 등 사용목적을 달성하는 데 매우 중요한 변수가 된다. 특정 전염병의 발열검사를 통한 고열 확인 판단기준은 37.3℃로서, 36.5℃의 정상체온을 가진 사람과 비교하기 위해서는 0.1℃ 단위로 온도가 표현되어야 하며, 온도의 정확도는 상온에서 0.4℃ 수준을 유지할 수 있어야 한다. 온도정확도가 낮을 경우 발열의심자(febrile person)를 정상인으로 판단하거나 혹은 반대의 결과를 가져올 수 있기 때문이다.
열화상 카메라의 온도보정은 흑체로(blackbody source)를 이용하여 이루어진다. 흑체로는 원형 또는 사각형 형태이며 방사율 1에 근접하기 위해 표면은 검은색으로 제작된다. 검은색 기준면의 표면 온도를 사용자가 의도한 대로 유지할 수 있도록 하며, 보통 0.1℃ 혹은 그보다 작은 단위로 설정할 수 있도록 되어 있다. 두 개 이상의 흑체로를 이용하면 열화상 카메라의 이미지센서 증폭률(gain) 및 레벨(level)을 보정할 수 있다. '증폭률'은 온도의 범위 또는 간격을 결정하고, '레벨'은 온도의 높낮이 혹은 편차(드리프트, drift)를 결정한다. 온도의 보정(calibration)은 계측기가 정확한 값을 측정할 수 있도록 설정(setting)하는 것을 의미하고, 온도의 보상(compensation)은 미리 설정된 값에 오차가 발생하는 경우 이 값에 편차를 빼거나 더하여 처음 설정된 대로 계측값을 정확하게 표현하도록 수정하는 것을 의미한다.
열화상 카메라 중 상대적인 온도차이를 단순히 이미지화하여 보여주는 종류가 있고, 여기에 온도정보를 더하여 정확한 계측을 목적으로 하는 종류가 있다. 후자의 경우를 래디오메트릭 열화상 카메라(radiometric thermal camera)라고 하며, 본 발명에서 다루는 모든 열화상 카메라는 래디오메트릭 열화상 카메라를 의미한다.
열화상 카메라의 온도측정 결과값은 이미지센서의 온도에 매우 의존적이기 때문에 이미지센서가 충분히 예열되어 그 온도가 더 이상 변하지 않고 안정상태에 이르렀을 때 온도 보정이 수행되어야 한다. 이러한 보정 원리와 마찬가지로 현장에서 사용될 때도 처음 전원을 인가한 후 안정화 시간을 준수하고 사용해야 정확한 값을 측정할 수 있다. 이미지센서의 온도는 이미지센서를 포함하는 카메라 내부 회로에서 발생하는 열로 인하여 상승된 온도와 카메라 외부의 환경 온도 간 평형을 통해 하나의 온도로 수렴되어 더 이상 변하지 않으며, 안정화 시간은 통상적으로 약 1시간 정도이다. 이에 따라 열화상 카메라의 온도측정 결과에 영향을 주는 원인은 전원인가 후 1시간 이내에서는 주로 내부회로에 의한 영향이 크고, 1시간 이후부터는 일교차에 의한 대기온도 변화나 냉·난방 등 외부 환경 온도에 의한 영향이 주를 이룬다. 안정화시간 이후에도 큰 폭으로 온도가 변하거나 전원을 껐다 켜는 등의 변화가 있을 경우 온도측정 결과값의 편차가 발생하므로 사용에 많은 주의를 기울여야 한다.
온도측정 결과값은 이미지센서 온도와 상관관계를 갖고 있으며, 이것을 공식화하여 일대일 매핑하기도 하고 혹은 공식화하여 보상하기도 한다. 이를 위하여 열화상 카메라 내부에는 온도를 측정할 수 있는 접촉식 온도센서가 있다. 열화상 카메라 제조사마다 온도센서의 위치는 서로 다른데, 내부 셔터에 부착되어 있는 경우도 있고 이미지센서에 부착되어 있는 경우도 있다. 실험실 환경, 즉, 온도 보정을 수행하는 항온 환경에서 열화상 카메라의 온도를 보정할 때는 이 내부 온도센서의 측정값도 함께 저장한다. 열화상 카메라는 내부 온도센서의 값을 일정 주기로 측정하여 온도보정 시 저장했던 값과 비교 후 달라졌으면 그에 상응하는 만큼 미리 조사된 상관관계값 혹은 공식에 의한 결과값을 적용시켜 온도측정 결과값을 보상한다.
이미지센서로 온도를 측정하는 부가적인 온도센서의 위치는 열화상 카메라의 내부에서도 가장 깊숙한 위치에 존재하기 때문에, 외부 온도변화에 의한 오차발생상황을 순간적으로 그리고 정확하게 대변하지 못하는 경우가 많다. 실제로 외기온도의 변화폭과 변화속도, 카메라에 접촉하는 기구물의 열전도도와 접촉면적, 바람의 존재 유무, 습도 그리고 내부 온도센서의 정확도와 재현성 등에 따라 많은 영향을 받기 때문에 정확하게 보상을 하지 못하는 경우가 많다.
이런 이유로 현재까지 가장 정확하게 온도측정 결과값을 보상하는 방법은 실험실 환경에서 온도를 보정하는 것처럼 고정밀 흑체로를 피측정면 상에 배치하여 피측정 대상(피검자)과 동시에 그것을 열화상 카메라로 측정하여 기준으로 삼는 방법이다. 하지만 믿을 만한 수준의 흑체로는 열화상 카메라의 가격을 상회하며 실제 사용되는 환경은 실험실 환경과는 달리 온도의 변화, 습도의 변화, 바람의 존재, 방해 적외선의 존재 등 오차의 요인으로 작용할 수 있는 변수가 많고, 관리에 대한 부분도 큰 문제가 되고 있어 열화상 카메라에 적용하기에는 상당한 무리가 있다
따라서 본 발명은, 흑체로를 사용하지 않고, 온도 센서를 구비한 온도측정용 기판을 포함하는 외부 장착형 온도교정장치를 이용하여 열화상 카메라의 온도를 보정하되, 외부 장착형 온도교정장치의 온도측정용 기판이 열화상 카메라의 화면에 피측정 대상과 동시에 촬영되도록 하고, 온도센서로 측정된 온도측정용 기판의 온도와, 열화상 카메라로 측정한 온도측정용 기판의 온도를 이용하여, 열화상 카메라로 측정한 피측정 대상의 온도를 보정하는, 외부 장착형 온도교정장치 및 이를 이용한 온도 측정 시스템을 제안한다.
선행기술로, 국내 공개특허 제10-2015-0129937호 '객체 건강 상태 판단 방법 및 시스템'은 흑체를 소정 온도로 설정하고, 열상 카메라로 상기 흑체와 얼굴을 동시에 촬영하고, 열화상 내 흑체의 측정온도와 흑체의 기설정 온도의 차이를 이용하여 온도보정을 행한다. 여기서의 흑체는 흑체로를 말하는 것으로, 소정 온도로 설정하면 상기 온도만큼 열을 가해 그 온도를 유지하는 것으로 고가이다. 국내 공개특허 제10-2015-0129937호에서는 2개의 흑체로를 사용하는 것으로, 이를 포함하는 시스템의 단가가 상당히 비싸게 되고, 부피도 커지게 된다. 또한, 흑체로를 실험실 환경이 아닌, 실제 사용되는 일반환경에서는, 실험실 환경과는 달리 온도의 변화, 습도의 변화, 바람의 존재, 방해 적외선의 존재 등 오차의 요인으로 작용할 수 있는 변수가 많고, 관리에 대한 부분도 큰 문제가 되고 있어, 이를 이용한 국내 공개특허 제10-2015-0129937호의 시스템의 정확도에 영향을 미칠 수 있고, 이 시스템의 관리에도 문제가 된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 흑체로를 사용하지 않고, 온도 센서를 구비한 온도측정용 기판을 포함하는 외부 장착형 온도교정장치를 이용하여 열화상 카메라의 온도를 보정하되, 외부 장착형 온도교정장치의 온도측정용 기판이 열화상 카메라의 화면에 피측정 대상과 동시에 촬영되도록 하고, 온도센서로 측정된 온도측정용 기판의 온도와, 열화상 카메라로 측정한 온도측정용 기판의 온도를 이용하여, 열화상 카메라로 측정한 피측정 대상의 온도를 보정하는, 열화상 카메라의 온도정확도 향상을 위한 외부 장착형 온도교정장치 및 이를 이용한 온도 측정 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 열화상 카메라부의 외부에 위치되되, 열화상 카메라로 피측정대상을 촬영시 함께 촬영되도록 이루어진 온도측정용 기판을 포함하는, 외부 장착형 온도교정장치를 포함하며, 외부 장착형 온도교정장치는 열화상 카메라부의 일측에 고정, 장착되어 있으며, 온도측정용 기판은, 인쇄회로(PCB) 기판의 양면에 구리판을 입히고, 구리접점을 이용하여 인쇄회로(PCB) 기판의 양면을 연결하며, 상기 인쇄회로 기판의 표면을 무광 흑색 도료로 피막처리하여 이루어진 온도 측정 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 열화상 카메라부의 외부에 위치되되, 열화상 카메라로 피측정대상을 촬영시 함께 촬영되도록 이루어진 온도측정용 기판을 포함하는, 외부 장착형 온도교정장치를 포함하며, 외부 장착형 온도교정장치는 열화상 카메라부의 일측에 고정, 장착되어 있으며, 온도측정용 기판은, 인쇄회로(PCB) 기판의 양면에 구리판을 입히고, 구리접점을 이용하여 인쇄회로(PCB) 기판의 양면을 연결하며, 상기 인쇄회로 기판의 표면을 무광 흑색 도료로 피막처리하여 이루어진 온도 측정 시스템을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 열화상 카메라를 구비하여 피측정 대상의 온도를 측정하는, 열화상 카메라부; 열화상 카메라부의 외부에 위치되되, 열화상 카메라로 피측정대상을 촬영시 함께 촬영되도록 이루어진 온도측정용 기판을 포함하는, 외부 장착형 온도교정장치;를 포함하여 이루어지며, 외부 장착형 온도교정장치는 열화상 카메라부의 일측에 고정, 장착되어 있는 것을 특징으로 한다.
온도측정용 기판에서 열화상 카메라부와 마주보고 있는 면과 반대면에 온도센서가 장착되어 있으며, 피측정대상을 촬영시 함께 촬영된 온도측정용 기판의 영상으로부터, 열화상 카메라에 의한 온도측정용 기판의 온도를 연산처리부가 검출하고, 열화상 카메라에 의한 온도측정용 기판의 온도와, 온도센서에 의해 검출된 온도측정용 기판의 온도의 차를 이용하여, 열화상 카메라에 의해 촬영된 피측정대상을 포함하는 열영상을 연산처리부가 보정한다.
온도측정용 기판은, 인쇄회로(PCB) 기판의 양면에 구리판을 입히고, 구리접점을 이용하여 인쇄회로(PCB) 기판의 양면을 연결하며, 상기 인쇄회로 기판의 표면을 무광 흑색 도료로 피막처리하여 이루어진다.
열화상 카메라에 의해 촬영된 피측정대상을 포함하는 열영상을 보정시에, 열화상 카메라에 의해 촬영된 피측정대상을 포함하는 열영상에서, 열화상 카메라에 의한 온도측정용 기판의 온도와, 온도센서에 의해 검출된 온도측정용 기판의 온도의 차를, 차감하여 보정을 행한다.
열화상 카메라부의 일측에 온도교정장치 하우징부가 장착되며, 온도교정장치 하우징부의 내측에는, 온도센서로부터의 온도를 검출하여 연산처리부로 전송하기 위한 온도교정장치 제어부가 구비되며, 온도교정장치 제어부의 일측에 온도측정용 기판이 장착되되, 온도측정용 기판은, 열화상 카메라부와 마주보면서, 온도교정장치 제어부에는 수직도록 장착된다.
온도측정용 기판의 일면에서, 하부에 커넥터를 구비하고 상부에 온도센서를 구비하며, 상기 커넥터는, 온도교정장치 제어부의 일측에 구비된 커넥터 결합부와 결합되어, 온도교정장치 제어부에 온도측정용 기판을 장착하고, 온도교정장치 제어부를 통해 전원을 온도센서로 공급할 수 있도록 구성된다.
또한, 본 발명은, 열화상 카메라를 구비하여 피측정 대상의 온도를 측정하는, 열화상 카메라부와, 열화상 카메라부의 외부에 위치되며 열화상 카메라로 피측정대상을 촬영시에 함께 촬영되도록 이루어진 온도측정용 기판을 포함하는 외부 장착형 온도교정장치를 포함하는 온도 측정시스템의 구동방법에 있어서, 열화상 카메라에서 촬영된 온도측정용 기판과 피측정대상의 영상은 연산처리부로 전송되고, 온도측정용 기판에서, 열화상 카메라부와 마주보는 면이 아닌면에 장착된 온도센서로 측정된 온도측정용 기판의 온도가 연산처리부로 전송되는, 신호측정단계; 신호 측정단계에서 열화상 카메라에서 촬영된 온도측정용 기판과 피측정대상의 영상을 메모리부에 보상전 영상데이터로서 연산처리부가 임시저장하는, 보상전 영상데이터 저장단계; 연산처리부는, 보상전 영상데이터에서 온도측정용 기판의 부분의 영상데이터를 검출하여, 메모리부에 임시저장하는, 온도측정용 기판의 부분의 영상데이터 검출단계; 신호측정단계에서 온도센서를 통해 검출된 온도들에서, 온도측정용 기판의 부분의 영상데이터 검출단계의 온도 데이터들과 같은 시점의 온도를, 연산처리부가 추출하여, 온도센서에 의한 온도측정용 기판의 온도값으로써 메모리부에 임시 저장하는, 온도센서에 의한 온도 검출단계; 온도측정용 기판의 부분의 영상데이터 검출단계에서 추출된 온도측정용 기판의 부분의 온도데이터들로부터 온도측정용 기판의 부분의 온도인, 열화상카메라에 의한 온도측정용 기판의 온도를, 연산처리부가 검출하는, 열화상카메라에 의한 온도측정용 기판의 온도 검출단계; 온도센서에 의한 온도 검출단계에서 얻어진 온도센서에 의한 온도측정용 기판의 온도값과, 열화상카메라에 의한 온도측정용 기판의 온도 검출단계에서 얻어진 열화상카메라에 의한 온도측정용 기판의 온도값을 이용하여, 보상전 영상데이터 저장단계에서 저장된 보상전 영상데이터를 보정하는, 온도 보정단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
온도센서에 의한 온도 검출단계의 보상전 영상데이터를 보정에서, 온도센서에 의한 온도측정용 기판의 온도값과, 열화상카메라에 의한 온도측정용 기판의 온도값의 차를, 보상값으로서 구하고, 보상전 영상데이터 저장단계의 보상전 영상데이터에서 상기 보상값을 차감함으로써 보정한다.
열화상카메라에 의한 온도측정용 기판의 온도 검출단계에서, 열화상카메라로부터 얻은 온도측정용 기판의 온도는, 온도측정용 기판의 부분의 온도데이터들의 평균치이다.
온도 측정시스템에서, 열화상 카메라의 렌즈의 화각내에 온도측정용 기판의 일부분이 들어오도록, 외부 장착형 온도교정장치가 열화상 카메라부에 장착되어, 열화상 카메라의 영상 화면의 한 쪽 측면에 온도측정용 기판의 일부분이 위치되도록 이루어진다.
또한, 본 발명의 온도 측정시스템에 구비되는 외부 장착형 온도교정장치를 특징으로 한다.
본 발명의 외부 장착형 온도교정장치 및 및 이를 이용한 온도 측정 시스템은, 흑체로를 사용하지 않고, 온도 센서를 구비한 온도측정용 기판을 포함하는 외부 장착형 온도교정장치를 이용하여 열화상 카메라의 온도를 보정하되, 외부 장착형 온도교정장치의 온도측정용 기판이 열화상 카메라의 화면에 피측정 대상과 동시에 촬영되도록 하고, 온도센서로 측정된 온도측정용 기판의 온도와, 열화상 카메라로 측정한 온도측정용 기판의 온도를 이용하여, 열화상 카메라로 측정한 피측정 대상의 온도를 보정함으로써, 열화상 카메라가 사용되는 환경 온도에 상관없이 항상 일정한 온도측정 결과를 유지할 수 있도록 한다. 또한, 고가의 흑체로를 사용하지 않음으로써 단가가 저렴하게 되며, 부피도 적다. 특히 흑체로를 실험실 환경이 아닌, 실제 사용되는 일반환경에서는, 실험실 환경과는 달리 온도의 변화, 습도의 변화, 바람의 존재, 방해 적외선의 존재 등 오차의 요인으로 작용할 수 있는 변수가 많고, 관리에 대한 부분도 큰 문제가 되고 있어, 본 발명은, 일반환경에서, 흑체로를 이용한 시스템보다 오차가 발생할 소지가 적으며, 따라서 상대적으로 정확도 높다고 할 수 있으며, 또한 시스템의 관리도 상대적으로 손쉽다고 할 수 있다.
또한, 본 발명은, 열화상 카메라부의 외부에 위치되되, 열화상 카메라로 피측정대상을 촬영시 함께 촬영되도록 이루어진 온도측정용 기판을 포함하는, 외부 장착형 온도교정장치를 포함하며, 외부 장착형 온도교정장치는 열화상 카메라부의 일측에 고정, 장착되어 있으며, 온도측정용 기판은, 인쇄회로(PCB) 기판의 양면에 구리판을 입히고, 구리접점을 이용하여 인쇄회로(PCB) 기판의 양면을 연결하며, 상기 인쇄회로 기판의 표면을 무광 흑색 도료로 피막처리하여 이루어진 온도 측정 시스템을 제공한다.
또한, 본 발명은, 열화상 카메라부의 외부에 위치되되, 열화상 카메라로 피측정대상을 촬영시 함께 촬영되도록 이루어진 온도측정용 기판을 포함하는, 외부 장착형 온도교정장치를 포함하며, 외부 장착형 온도교정장치는 열화상 카메라부의 일측에 고정, 장착되어 있으며, 온도측정용 기판은, 인쇄회로(PCB) 기판의 양면에 구리판을 입히고, 구리접점을 이용하여 인쇄회로(PCB) 기판의 양면을 연결하며, 상기 인쇄회로 기판의 표면을 무광 흑색 도료로 피막처리하여 이루어진 온도 측정 시스템을 제공한다.
도 1은 본 발명의 열화상 카메라의 온도정확도 향상을 위한 외부 장착형 온도교정장치(200) 및 이를 이용한 온도 측정 시스템(10)을 개략적으로 설명하는 설명도이다.
도 2는 본 발명의 외부 장착형 온도교정장치(200) 및 이를 포함하는 온도 측정 시스템(10)의 구성을 개략적으로 설명하는 설명도이다.
도 3은 도 2의 온도측정용 기판(210)의 구성을 설명하는 설명도이다.
도 4는 도 2에서 외부 장착형 온도교정장치(200)의 일부를 확대한 도면이다.
도 5는 온도 측정 시스템(10)의 구동을 개략적으로 설명하기 위한 블럭도이다.
도 6은 본 발명의 외부 장착형 온도교정장치(200)를 포함한 온도 측정 시스템(10)의 일예의 정면 사시도이다.
도 7은 도 6의 온도 측정 시스템(10)의 배면 사시도이다.
도 8은 도 6의 온도 측정 시스템(10)의 우측면도이다.
도 9는 도 6의 온도 측정 시스템(10)의 좌측면도이다.
도 10은 도 6의 온도 측정 시스템(10)의 정면도이다.
도 11은 도 6의 온도 측정 시스템(10)의 배면도이다.
도 12 및 도 13은 온도측정용 기판(210)에서 온도 보정용 영상촬영부(250)를 보여주기 위한 도면이다.
도 14는 도 6의 온도 측정 시스템(10)에 전송케이블(290)이 연결된 상태의 사시도를 나타낸다.
도 15는 도 6의 온도 측정 시스템(10)에 전송케이블(290)이 연결된 상태의 정면도를 나타낸다.
도 16는 도 6의 온도 측정 시스템(10)에 전송케이블(290)이 연결된 상태의 배면도를 나타낸다.
도 17은 본 발명의 온도 측정 시스템(10)에서 온도 보정을 행하는 방법을 개략적으로 설명하는 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 외부 장착형 온도교정장치(200) 및 이를 포함하는 온도 측정 시스템(10)의 구성을 개략적으로 설명하는 설명도이다.
도 3은 도 2의 온도측정용 기판(210)의 구성을 설명하는 설명도이다.
도 4는 도 2에서 외부 장착형 온도교정장치(200)의 일부를 확대한 도면이다.
도 5는 온도 측정 시스템(10)의 구동을 개략적으로 설명하기 위한 블럭도이다.
도 6은 본 발명의 외부 장착형 온도교정장치(200)를 포함한 온도 측정 시스템(10)의 일예의 정면 사시도이다.
도 7은 도 6의 온도 측정 시스템(10)의 배면 사시도이다.
도 8은 도 6의 온도 측정 시스템(10)의 우측면도이다.
도 9는 도 6의 온도 측정 시스템(10)의 좌측면도이다.
도 10은 도 6의 온도 측정 시스템(10)의 정면도이다.
도 11은 도 6의 온도 측정 시스템(10)의 배면도이다.
도 12 및 도 13은 온도측정용 기판(210)에서 온도 보정용 영상촬영부(250)를 보여주기 위한 도면이다.
도 14는 도 6의 온도 측정 시스템(10)에 전송케이블(290)이 연결된 상태의 사시도를 나타낸다.
도 15는 도 6의 온도 측정 시스템(10)에 전송케이블(290)이 연결된 상태의 정면도를 나타낸다.
도 16는 도 6의 온도 측정 시스템(10)에 전송케이블(290)이 연결된 상태의 배면도를 나타낸다.
도 17은 본 발명의 온도 측정 시스템(10)에서 온도 보정을 행하는 방법을 개략적으로 설명하는 흐름도이다.
이하 본 발명의 열화상 카메라의 온도정확도 향상을 위한 외부 장착형 온도교정장치 및 이를 이용한 온도 측정 시스템을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 열화상 카메라의 온도정확도 향상을 위한 외부 장착형 온도교정장치(200) 및 이를 이용한 온도 측정 시스템(10)을 개략적으로 설명하는 설명도이다.
열화상 카메라부(100)의 일측에 외부 장착형 온도교정장치(200)가 장착되어 있다. 외부 장착형 온도교정장치(200)는 온도 보정용 영상촬영부(250)와 온도센서(270)를 구비하는 온도측정용 기판(210)을 포함한다. 피측정대상(피검자, 피검체)(50)을 열화상 카메라부(100)로 촬영시, 온도측정용 기판(210)의 온도 보정용 영상촬영부(250)가 동시에 촬영되며, 이렇게 하여 측정된 온도측정용 기판(210)의 온도와, 피측정대상(50)의 온도는 연산처리부(170)로 송부된다. 또한, 온도측정용 기판(210)의 온도센서(270)는 온도측정용 기판(210)의 표면온도를 검출하여, 연산처리부(170)로 송부한다.
연산처리부(170)는, 온도센서(270)를 통해 측정된 온도측정용 기판(210)의 표면온도와, 열화상 카메라부(100)를 통해 측정된 온도측정용 기판(210)의 온도의 차를 이용하여, 피측정대상(50)의 온도를 보정한다.
여기서 연산처리부(170)는 마이크로 프로세서, 마이크로 컨트롤러 또는 컴퓨터로 이루어질 수 있으며, 열화상 카메라부(100)의 내측 또는 외측에 구비될 수도 있다.
일반적으로, 열화상 카메라의 온도 보정은 이미지센서의 증폭률과 레벨을 조정하는 것으로 이루어진다. 이들 중 주변 환경 온도에 의존적으로 변하는 것은 레벨이며, 이 때 증폭률은 신뢰할만한 수준 내에서 거의 변하지 않는다.
종래에는 열화상 카메라로부터 일정거리 이격하여 흑체로를 설치하고, 즉, 열화상 카메라의 외부에 흑체로를 두고 그것을 기준으로 온도를 보상하는 데, 이는 레벨을 조정한다는 의미이다. 즉, 흑체로에서 소정 온도로 설정하여 흑체로를 소정 온도로 가열하게 하여 소정 온도를 유지시키고, 열화상 카메라로 피측정 대상과 동시에 흑체로를 촬영하고, 열화상 카메라를 통해 얻은 흑체로의 온도와, 흑체로 설정 온도를 이용하여, 피측정 대상의 온도를 보정하게 한다.
반면, 본 발명에서는, 값 비싼 흑체로를 사용하는 것이 아니라, 온도센서를 가진 온도측정용 기판(210)을 포함하는 저렴한 외부 온도교정장치(200)를 이용하며, 온도측정용 기판(210)을 열화상 카메라(101)의 화면에 피측정 대상과 동시에 촬영함과 동시에 온도측정용 기판(210)의 온도를 온도센서(270)로 측정하여, 온도센서(270)를 통해 얻은 온도측정용 기판의 온도와, 열화상 카메라를 통해 얻은 온도측정용 기판의 온도를 이용하여, 피측정 대상의 온도를 보정하게 한다.
또한, 본 발명에서는 외부 온도교정장치가 열화상 카메라부의 일측에 장착되어, 일체화되어 있어, 종래에서와 같이, 열화상 카메라로부터 일정거리 이격하여 흑체로를 별도로 설치하는 수고로움을 덜 수 있다.
일반적으로, 흑체로는 온도값을 0.1℃ 단위로 설정할 수 있고, 항상 이 온도를 유지하도록 만들어진 교정장치인데, 외기온도에 노출된 면을 일정하게 유지하는 것은 매우 어려운 일이다.
그렇지만 흑체로의 온도를 몇 도로 설정해야 하는지에 대한 문제는 딱히 결정된 것이 없기 때문에 현재 흑체로의 표면 온도가 몇 도 인지를 알 수 있다면 설정값과 다르다 할지라도 실제 표면 온도를 기준으로 온도 보상을 할 수 있는 근거가 된다. 이것을 다시 말하면 현재 표면온도를 정확하게 알 수 있는 물체가 있고, 그것의 방사율이 1에 가깝다면 온도교정을 위한 기준으로 삼을 수가 있게 된다. 본 발명은 이러한 점에 대해 착안된 것이다.
도 2는 본 발명의 외부 장착형 온도교정장치(200) 및 이를 포함하는 온도 측정 시스템(10)의 구성을 개략적으로 설명하는 설명도이고, 도 3은 도 2의 온도측정용 기판(210)의 구성을 설명하는 설명도이고, 도 4는 도 2에서 외부 장착형 온도교정장치(200)의 일부를 확대한 도면이고, 도 5는 온도 측정 시스템(10)의 구동을 개략적으로 설명하기 위한 블럭도이다.
도 2에서와 같이, 본 발명의 온도 측정 시스템(10)은 외부 장착형 온도교정장치(200)와 열화상 카메라부(100)를 포함한다. 즉, 열화상 카메라부(100)의 일측에 외부 장착형 온도교정장치(200)를 포함한다.
열화상 카메라부(100)는 열화상 카메라 하우징부(110)내에 열화상 카메라(101)가 내장되어 있으며, 열화상 카메라부(100)의 전면(120)의 중앙부에 열화상 카메라의 렌즈(157)가 노출되어 있다. 열화상 카메라부(100)의 전면(120)에 열화상 카메라의 렌즈(157)의 주위를 둘러싼 원통형의 렌즈 조절부(150)를 구비한다. 여기서, 열화상 카메라부(100)는 시판되는 열화상 카메라를 사용할 수 있다.
외부 장착형 온도교정장치(200)는 열화상 카메라부(100)의 일측에 장착, 고정되며, 온도측정용 기판(210)을 포함한다.
열화상 카메라부(100)의 일측에 온도교정장치 하우징부(200)가 장착되며, 온도교정장치 하우징부(200)의 내측에는 온도교정장치 제어부(205)이 위치되고, 온도교정장치 제어부(205)의 일측에는, 온도측정용 기판(210)이, 열화상 카메라부(100)를 향하도록 하면서, 온도교정장치 제어부(205)에 수직하게, 장착되어 있다. 온도교정장치 제어부(205)과 온도측정용 기판(210)의 결합시, 온도측정용 기판(210)의 커넥터부(271)가, 온도교정장치 제어부(205)의 커넥터 결합부(미도시)와 결합함으로 인해, 온도교정장치 제어부(205)에 온도측정용 기판(210)이 장착될 수 있으며, 또한, 온도센서(270)로 전원이 공급되어, 온도측정용 기판(210)의 온도를 측정하게 한다. 여기서 온도교정장치 제어부(205)의 커넥터 결합부(미도시)는 슬롯형태일 수 있다.
온도교정장치 하우징부(200)는 온도교정장치 제어부(205)을 감싸면서, 온도측정용 기판(210)이 열화상 카메라부(100)와 함께 촬영되게 하도록 온도측정용 기판(210)을 지지하는 역할을 한다.
온도교정장치 제어부(205)은 온도측정용 기판(210)에 장착된 온도센서(270)로부터 측정된 온도를 검출하고 필터링 등의 전처리를 하여 유선(290) 또는 무선으로 연산처리부(170)로 전송한다.
도 4에서와 같이, 온도측정용 기판(210)의 일면(온도측정용 기판(210)의 전면), 즉, 온도측정용 기판(210)에서 열화상 카메라부(100)의 렌즈(157)과 마주보는 부분(면)이 온도 보정용 영상촬영부(250)이고, 온도측정용 기판(210)의 다른 일면(온도측정용 기판(210)의 배면), 즉, 온도측정용 기판(210)에서 온도 보정용 영상촬영부(250)와 반대면의 일측에, 온도센서(270)가 장착되어 있다.
열화상 카메라의 렌즈(157)는 일정한 화각(160)을 갖고 있으며 화면의 한 쪽 측면에 온도측정용 기판(210)의 끝부분이 위치하도록 구성한다. 온도측정용 기판(210)의 온도는 온도센서(270)에 의해 측정되고 이 값은 최종적으로 전송케이블(290)에 의해 전달된다. 이렇게 전달된 온도값을 기준으로 열화상 카메라(101)에 의해 측정된 회로기판의 온도값을 보상하는 방식으로 교정이 이루어지며, 교정주기는 필요에 따라 조절 가능하다.
다시말해, 도 5에서와 같이, 온도측정용 기판(210)을 열화상 카메라(101)의 화면에 피측정 대상과 동시에 촬영함과 동시에 온도측정용 기판(210)의 온도를 온도센서(270)로 측정하여, 열화상 카메라(101)를 통해 얻은 온도측정용 기판의 온도 및 피측정 대상의 온도를 연산처리부(170)로 전송한다. 또한 온도센서(270)에서 출력된 신호로부터 온도 측정용 회로에서 온도측정용 기판(210)의 온도신호를 검출하여 연산처리부(170)로 전송한다. 온도 측정용 회로에서 검출된 온도를 이하 '온도센서(270)를 통해 얻은 온도측정용 기판(210)의 온도'라 한다.
연산처리부(170)는 온도센서(270)를 통해 얻은 온도측정용 기판(210)의 온도에서, 열화상 카메라(101)를 통해 얻은 온도측정용 기판의 온도를 차감하여, 온도센서(270)를 통해 얻은 온도측정용 기판(210)의 온도와 열화상 카메라(101)를 통해 얻은 온도측정용 기판의 온도의 차를 구하고, 상기 차를, 피측정 대상의 온도에서 차감하여, 피측정 대상의 온도를 보정한다.
도 3에서와 같이, 온도측정용 기판(210)은 인쇄회로(PCB) 기판(또는 유리섬유(fiber glass) 와 에폭시 플라스틱 결합의 수지의 기판, 또는 에폭시 플라스틱로 이루어진 기판)(212)의 양면에 구리판(211)을 입히고, 양면, 즉 두 판의 온도가 동일하도록 여러 개의 미세한 구리접점(217)으로 이어준다. 또한, 회로기판 표면을 방사율 1에 가깝도록 무광 흑색(도료)으로 피막(251)처리한다. 온도센서(270)는 온도측정용 기판(210)의 양 면 중 열화상 카메라가 바라보지 않는 면에 부착되어 있다. 온도센서(270)의 정확도는 ±0.1°C 이하로 하며, 약 50회 이상 온도데이터를 제어회로에 전송할 수 있는 것이 바람직하다.
온도측정용 기판(210)은 커넥터(271)를 통해 온도교정장치 제어부(205)로부터 전원을 공급받아, 구동되어 온도값을 출력하며 기타 통신을 주고받는다.
경우에 따라서는, 온도측정용 기판(210)의 다른 일면, 즉, 온도측정용 기판(210)에서 온도 보정용 영상촬영부(250)와 반대면의 일측에서, 온도센서(270)와 커넥터부(271)를 제외한 부분을 감싸는 커버(252)를 더 구비할 수 있다.
도 6은 본 발명의 외부 장착형 온도교정장치(200)를 포함한 온도 측정 시스템(10)의 일예의 정면 사시도이고, 도 7은 도 6의 온도 측정 시스템(10)의 배면 사시도이고, 도 8은 도 6의 온도 측정 시스템(10)의 우측면도이고, 도 9는 도 6의 온도 측정 시스템(10)의 좌측면도이고, 도 10은 도 6의 온도 측정 시스템(10)의 정면도이고, 도 11은 도 6의 온도 측정 시스템(10)의 배면도이고, 도 12 및 도 13은 온도측정용 기판(210)에서 온도 보정용 영상촬영부(250)를 보여주기 위한 도면이다. 또한, 도 14는 도 6의 온도 측정 시스템(10)에 전송케이블(290)이 연결된 상태의 사시도를 나타내며, 도 15는 도 6의 온도 측정 시스템(10)에 전송케이블(290)이 연결된 상태의 정면도를 나타내며, 도 16는 도 6의 온도 측정 시스템(10)에 전송케이블(290)이 연결된 상태의 배면도를 나타낸다.
도 6 내지 도 13은, 앞서의 도 1 내지 도 5에 대한 설명에서와 마찬가지로, 열화상 카메라부(100)의 일측에 외부 장착형 온도교정장치(200)가 장착되어 있으며, 외부 장착형 온도교정장치(200)는 온도 보정용 영상촬영부(250)와 온도센서(270)를 구비하는 온도측정용 기판(210)을 포함한다. 피측정대상(피검자, 피검체)(50)을 열화상 카메라부(100)로 촬영시, 온도측정용 기판(210)의 온도 보정용 영상촬영부(250)가 동시에 촬영되도록 이루어지며, 온도측정용 기판(210)의 온도센서(270)는 온도측정용 기판(210)의 표면온도를 검출한다.
이렇게 하여 측정된 온도측정용 기판(210)의 온도와, 피측정대상(50)의 온도는 연산처리부(170)로 송부되고, 또한, 온도측정용 기판(210)의 온도센서(270)는 온도측정용 기판(210)의 표면온도를 검출하여, 연산처리부(170)로 송부하며, 연산처리부(170)는, 온도센서(270)를 통해 측정된 온도측정용 기판(210)의 표면온도와, 열화상 카메라부(100)를 통해 측정된 온도측정용 기판(210)의 온도의 차를 이용하여, 피측정대상(50)의 온도를 보정한다.
도 17은 본 발명의 온도 측정 시스템(10)에서 온도 보정을 행하는 방법을 개략적으로 설명하는 흐름도이다.
신호 측정단계로, 온도 측정 시스템(10)에서 온도 측정이 시작되면, 열화상 카메라(101)에서 촬영된 온도측정용 기판(210)과 피측정대상(50)의 영상은 연산처리부(170)로 전송되고(S105), 동시에 외부 장착형 온도교정장치(200)가 구동되어 온도센서(270)로 측정된 온도측정용 기판(210)의 온도가 연산처리부(170)로 전송된다(S107).
보상전 영상데이터 저장단계로, 신호 측정단계에서 열화상 카메라(101)에서 촬영된 온도측정용 기판(210)과 피측정대상(50)의 영상을 연산처리부(170)에 의해 메모리부(175)에 보상전 영상데이터로서 임시저장된다(S110). 열화상 카메라(101)는 온도(열)정도를 나타낸 것으로, 여기서, 열화상 카메라(101)의 영상데이터는 열화상 카메라(101)의 온도데이터이다.
온도측정용 기판의 위치의 영상데이터 검출단계로, 연산처리부(170)는, 보상전 영상데이터에서 온도측정용 기판(210)의 위치(부분)의 영상데이터(온도데이터), 즉, 보상전 영상데이터에서 온도측정용 기판(210)의 온도 센서부분의 영상데이터(온도데이터)를 추출(검출)하여, 메모리부(175)에 임시저장한다(S115).
온도센서에 의한 온도 검출단계로, 온도센서를 통해 검출된 온도들에서, 온도측정용 기판의 위치의 영상데이터 검출단계의 온도 데이터들과 같은 시점(時點)의 온도를, 연산처리부(170)가 추출하여(S120), 온도센서에 의한 온도측정용 기판의 온도값으로써 메모리부(175)에 임시 저장한다(S125).
열화상카메라에 의한 온도측정용 기판의 온도 검출단계로, 온도측정용 기판의 위치의 영상데이터 검출단계에서 추출된 온도측정용 기판(210)의 위치의 온도데이터들로부터 온도측정용 기판(210)의 위치의 온도, 즉, 열화상카메라에 의한 온도측정용 기판의 온도를 연산처리부(170)가 검출한다(S130). 여기서, 열화상카메라로부터 얻은 온도측정용 기판의 온도는, 온도측정용 기판(210)의 위치의 온도데이터들의 평균치로 얻을 수 있다.
온도 보정단계로, 온도센서에 의한 온도 검출단계에서 얻어진 온도센서에 의한 온도측정용 기판의 온도값과, 열화상카메라에 의한 온도측정용 기판의 온도 검출단계에서 얻어진 열화상카메라에 의한 온도측정용 기판의 온도값을 이용하여, 보상전 영상데이터 저장단계에서 저장된 보상전 영상데이터(즉, 열화상카메라에 의한 피측정 대상의 온도)를 보정하고(S150), 이렇게 보정된 영상데이터를 메모리부(175)에 임시저장한다(S155).
즉, 온도센서에 의한 온도 검출단계로, 온도센서에 의한 온도 검출단계에서 얻어진 온도센서에 의한 온도측정용 기판의 온도값과, 열화상카메라에 의한 온도측정용 기판의 온도 검출단계에서 얻어진 열화상카메라에 의한 온도측정용 기판의 온도값의 차를, 보상값으로서 구하고, 보상전 영상데이터에서 상기 보상값을 차감함으로써 보정한다.
여기서 열화상카메라에 의한 온도측정용 기판의 온도는 비접촉 방식에 의해 온도를 검출한 것이라 할 수 있으며, 온도센서에 의한 온도측정용 기판의 온도는 접촉 방식에 의해 온도를 검출한 것이라 할 수 있다. 상기 온도센서를 접촉식 온도센서이다.
온도 보정된 영상의 출력단계로, 온도보정단계에서 메모리부(175)에 저장된 보정된 영상데이터를 출력부(177)로 출력한다(S160). 여기서 출력부(177)는 디스플레이부 또는 화상프린터일 수 있다.
종료여부 판단단계로, 키입력부(176) 등을 통해 종료 신호가 수신되거나, 보상전 영상데이터의 수가 기설정된 전체 갯수이거나, 온도 측정 시스템(10)의 동작 개시후 기설정된 소정 시간을 초과했다면, 온도 측정 시스템(10)의 구동을 종료하며, 그렇지않다면 신호 측정단계로 되돌아 간다(S170).
본 발명에서는, 정밀한 접촉식 온도센서를 사용하는 온도보정장치의 출력값, 즉, 온도센서에 의한 온도값을 이용하여, 화면상의 온도측정용 기판에서 온도센서 위치의 온도값과의 차(즉, 보상값)를 구하고, 구하여진 차(즉, 보상값)를 이용하여, 열화상카메라에 의해 얻어진 영상 전체를 보상해 주는 것이다.
본 명세서는 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자이면 충분히 인식하고 유추할 수 있는 내용은 그 상세한 기재를 생략하였으며, 본 명세서에 기재된 구체적인 예시들 이외에 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 구성을 변경하지 않는 범위 내에서 보다 다양한 변형이 가능하다. 따라서 본 발명은 본 명세서에서 구체적으로 설명하고 예시한 것과 다른 방식으로도 실시될 수 있으며, 이는 본 발명의 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자이면 이해할 수 있는 사항이다.
10: 온도 측정 시스템 50: 피측정대상
100: 열화상 카메라부 101: 열화상 카메라
110: 열화상 카메라 하우징부 150: 렌즈 조절부
157: 열화상 카메라부의 렌즈 170: 연산처리부
175: 메모리부 176: 키입력부
200: 외부 장착형 온도교정장치 205: 온도교정장치 제어부
210:온도측정용 기판 211: 구리판
212: 인쇄회로 기판 217: 구리접점
250: 온도 보정용 영상촬영부 251: 피막
270: 온도센서 271: 커넥터부
290: 전송케이블
100: 열화상 카메라부 101: 열화상 카메라
110: 열화상 카메라 하우징부 150: 렌즈 조절부
157: 열화상 카메라부의 렌즈 170: 연산처리부
175: 메모리부 176: 키입력부
200: 외부 장착형 온도교정장치 205: 온도교정장치 제어부
210:온도측정용 기판 211: 구리판
212: 인쇄회로 기판 217: 구리접점
250: 온도 보정용 영상촬영부 251: 피막
270: 온도센서 271: 커넥터부
290: 전송케이블
Claims (12)
- 열화상 카메라를 구비하여 피측정 대상의 온도를 측정하는, 열화상 카메라부;
열화상 카메라부의 외부에 위치되되, 열화상 카메라로 피측정대상을 촬영시 함께 촬영되도록 이루어진 온도측정용 기판을 포함하는, 외부 장착형 온도교정장치;를 포함하는 온도 측정시스템에 있어서,
외부 장착형 온도교정장치는 열화상 카메라부의 일측에 고정, 장착되어 있으며,
온도측정용 기판은, 인쇄회로(PCB) 기판의 양면에 구리판을 입히고, 구리접점을 이용하여 인쇄회로(PCB) 기판의 양면을 연결하며, 상기 인쇄회로 기판의 표면을 무광 흑색 도료로 피막처리하여 이루어지며,
온도측정용 기판에서 열화상 카메라부와 마주보고 있는 면과 반대면에 온도센서가 장착되어 있으며,
열화상 카메라로 피측정대상을 촬영시 함께 촬영된 온도측정용 기판의 영상이 연산처리부로 전송되고, 온도측정용 기판에서 온도센서로 측정된 온도측정용 기판의 온도가 연산처리부로 전송되고,
온도센서를 통해 검출된 온도들에서, 열화상카메라로 측정된, 온도측정용 기판의 부분의 온도 데이터들과 같은 시점(時點)의 온도를, 연산처리부가 추출하여, 온도센서에 의한 온도측정용 기판의 온도로 하며,
피측정대상을 촬영시 함께 촬영된 온도측정용 기판의 영상으로부터, 열화상 카메라에 의한 온도측정용 기판의 온도를 연산처리부가 검출하되, 상기 열화상카메라에 의한 온도측정용 기판의 온도는, 온도측정용 기판의 부분의 온도데이터들의 평균치이며,
열화상 카메라에 의한 온도측정용 기판의 온도와, 온도센서에 의한 온도측정용 기판의 온도의 차를 이용하여, 열화상 카메라에 의해 촬영된 피측정대상을 포함하는 열영상을 연산처리부가 보정하는 것을 특징으로 하는, 온도 측정시스템. - 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
열화상 카메라에 의해 촬영된 피측정대상을 포함하는 열영상을 보정시에,
열화상 카메라에 의해 촬영된 피측정대상을 포함하는 열영상에서, 열화상 카메라에 의한 온도측정용 기판의 온도와, 온도센서에 의해 검출된 온도측정용 기판의 온도의 차를, 차감하는 것을 특징으로 하는, 온도 측정 시스템. - 제1항에 있어서,
열화상 카메라부의 일측에 온도교정장치 하우징부가 장착되며,
온도교정장치 하우징부의 내측에는, 온도센서로부터의 온도를 검출하여 연산처리부로 전송하기 위한 온도교정장치 제어부가 구비되며,
온도교정장치 제어부의 일측에 온도측정용 기판이 장착되되, 온도측정용 기판은, 열화상 카메라부와 마주보면서, 온도교정장치 제어부에는 수직도록 장착된 것을 특징으로 하는, 온도 측정 시스템. - 제5항에 있어서,
온도측정용 기판의 일면에서, 하부에 커넥터를 구비하고 상부에 온도센서를 구비하며,
상기 커넥터는, 온도교정장치 제어부의 일측에 구비된 커넥터 결합부와 결합되어, 온도교정장치 제어부에 온도측정용 기판을 장착하고, 온도교정장치 제어부를 통해 전원을 온도센서로 공급할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는, 온도 측정 시스템. - 열화상 카메라를 구비하여 피측정 대상의 온도를 측정하는, 열화상 카메라부와, 열화상 카메라부의 외부에 위치되며 열화상 카메라로 피측정대상을 촬영시에 함께 촬영되도록 이루어진 온도측정용 기판을 포함하는 외부 장착형 온도교정장치를 포함하는 온도 측정시스템의 구동방법에 있어서,
열화상 카메라에서 촬영된 온도측정용 기판과 피측정대상의 영상은 연산처리부로 전송되고, 온도측정용 기판에서, 열화상 카메라부와 마주보는 면이 아닌면에 장착된 온도센서로 측정된 온도측정용 기판의 온도가 연산처리부로 전송되는, 신호측정단계;
신호 측정단계에서 열화상 카메라에서 촬영된 온도측정용 기판과 피측정대상의 영상을 메모리부에 보상전 영상데이터로서 연산처리부가 임시저장하는, 보상전 영상데이터 저장단계;
연산처리부는, 보상전 영상데이터에서 온도측정용 기판의 부분의 영상데이터를 검출하여, 메모리부에 임시저장하는, 온도측정용 기판의 부분의 영상데이터 검출단계;
신호측정단계에서 온도센서를 통해 검출된 온도들에서, 온도측정용 기판의 부분의 영상데이터 검출단계의 온도 데이터들과 같은 시점(時點)의 온도를, 연산처리부가 추출하여, 온도센서에 의한 온도측정용 기판의 온도값으로써 메모리부에 임시 저장하는, 온도센서에 의한 온도 검출단계;
온도측정용 기판의 부분의 영상데이터 검출단계에서 추출된 온도측정용 기판의 부분의 온도데이터들로부터 온도측정용 기판의 부분의 온도인, 열화상카메라에 의한 온도측정용 기판의 온도를, 연산처리부가 검출하는, 열화상카메라에 의한 온도측정용 기판의 온도 검출단계;
온도센서에 의한 온도 검출단계에서 얻어진 온도센서에 의한 온도측정용 기판의 온도값과, 열화상카메라에 의한 온도측정용 기판의 온도 검출단계에서 얻어진 열화상카메라에 의한 온도측정용 기판의 온도값을 이용하여, 보상전 영상데이터 저장단계에서 저장된 보상전 영상데이터를 보정하는, 온도 보정단계;
를 포함하며,
열화상카메라에 의한 온도측정용 기판의 온도 검출단계에서, 열화상카메라로부터 얻은 온도측정용 기판의 온도는, 온도측정용 기판의 부분의 온도데이터들의 평균치이며,
온도측정용 기판은, 인쇄회로(PCB) 기판의 양면에 구리판을 입히고, 구리접점을 이용하여 인쇄회로(PCB) 기판의 양면을 연결하며, 상기 인쇄회로 기판의 표면을 무광 흑색 도료로 피막처리하여 이루어진 것을 특징으로 하는, 온도 측정시스템의 구동방법. - 삭제
- 제7항에 있어서,
온도센서에 의한 온도 검출단계의 보상전 영상데이터를 보정에서,
온도센서에 의한 온도측정용 기판의 온도값과, 열화상카메라에 의한 온도측정용 기판의 온도값의 차를, 보상값으로서 구하고, 보상전 영상데이터 저장단계의 보상전 영상데이터에서 상기 보상값을 차감함으로써 보정하는 것을 특징으로 하는, 온도 측정시스템의 구동방법. - 제7항에 있어서,
열화상카메라에 의한 온도측정용 기판의 온도 검출단계에서,
열화상카메라로부터 얻은 온도측정용 기판의 온도는, 온도측정용 기판의 부분의 온도데이터들의 평균치인 것을 특징으로 하는, 온도 측정시스템의 구동방법. - 제1항에 있어서,
열화상 카메라의 렌즈의 화각내에 온도측정용 기판의 일부분이 들어오도록, 외부 장착형 온도교정장치가 열화상 카메라부에 장착되어,
열화상 카메라의 영상 화면의 한 쪽 측면에 온도측정용 기판의 일부분이 위치되도록 이루어진 것을 특징으로 하는, 온도 측정시스템. - 제1항, 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 구비되는 외부 장착형 온도교정장치.
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| AMND | Amendment | ||
| X091 | Application refused [patent] | ||
| AMND | Amendment | ||
| X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
| GRNT | Written decision to grant |