PL232921B1 - Method for touchless measurement of temperature outside the instrument measuring range, preferably of the thermal imaging camera - Google Patents
Method for touchless measurement of temperature outside the instrument measuring range, preferably of the thermal imaging cameraInfo
- Publication number
- PL232921B1 PL232921B1 PL422734A PL42273417A PL232921B1 PL 232921 B1 PL232921 B1 PL 232921B1 PL 422734 A PL422734 A PL 422734A PL 42273417 A PL42273417 A PL 42273417A PL 232921 B1 PL232921 B1 PL 232921B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- temperature
- value
- thermal imaging
- imaging camera
- tested object
- Prior art date
Links
Landscapes
- Radiation Pyrometers (AREA)
Description
Opis wynalazkuDescription of the invention
Przedmiotem wynalazku jest sposób bezdotykowego pomiaru temperatury, będącej poza zakresem pomiarowym przyrządu, zwłaszcza kamerą termowizyjną.The subject of the invention is a method of non-contact temperature measurement that is beyond the measuring range of the device, especially with a thermal imaging camera.
Termowizyjny pomiar temperatury polega na pomiarze strumienia energii promieniowania cieplnego emitowanego przez każde ciało mające temperaturę wyższą od temperatury 0,0 K, a następnie przetworzeniu otrzymanego sygnału na wartość temperatury stosownie do prawa Plancka opisującego intensywność promieniowania cieplnego w funkcji długości emitowanej fali i temperatury emitera.Thermovision temperature measurement consists in measuring the energy flux of thermal radiation emitted by each body at a temperature higher than 0.0 K, and then converting the obtained signal into a temperature value according to Planck's law describing the intensity of thermal radiation as a function of the emitted wavelength and the temperature of the emitter.
Strumień promieniowania cieplnego docierającego do detektora urządzenia pomiarowego zawiera strumień energii emitowany przez badaną powierzchnię, jest to strumień tzw. emisji własnej (Kostowski E.: Promieniowanie cieplne, Wyd. PWN, 1996). Woparciu o wymieniony strumień emisji własnej wyznaczana jest wartość mierzonej temperatury. Dodatkowo do detektora urządzenia pomiarowego dociera strumień cieplnego promieniowania otoczenia badanego obiektu po jego odbiciu od badanej powierzchni oraz promieniowanie warstwy powietrza zawartego pomiędzy badanym obiektem i obiektywem kamery. Wymieniona warstwa powietrza jest ciałem półprzezroczystym i przepuszcza większość promieniowania, ale też częściowo je absorbuje. Dla ciała półprzezroczystego ilość przepuszczanego promieniowania jest proporcjonalna do współczynnika transmisji t, natomiast ilość pochłanianego promieniowania jest proporcjonalna do współczynnika absorpcji a. W myśl prawa Kirchhoffa emisyjność ciała sjest równa jego absorpcyjności a, co można zapisać:The stream of thermal radiation reaching the detector of the measuring device contains the energy flux emitted by the tested surface, it is the so-called own emission (Kostowski E .: Thermal radiation, PWN Publishing, 1996). Based on the aforementioned own emission stream, the value of the measured temperature is determined. In addition, the measuring device's detector receives a stream of thermal radiation from the environment of the tested object after its reflection from the tested surface and the radiation of the air layer between the tested object and the camera lens. This layer of air is a translucent body and allows most of the radiation to pass through, but also partially absorbs it. For a translucent body, the amount of radiation transmitted is proportional to the transmission coefficient t, while the amount of radiation absorbed is proportional to the absorption coefficient a. According to Kirchhoff's law, the emissivity of a body s is equal to its absorption a, which can be written:
£ = a (1) £ = a (1)
Ogólnie, gdy na analizowane ciało pada radiacyjny strumień energii to część tego strumienia ulega odbiciu, co charakteryzuje współczynnik refleksyjności r, część przenika przez ciało (gdy współczynnik przepuszczalności τ > 0), a reszta jest pochłaniana (gdy a > 0), co można wyrazić ogólną formułą:Generally, when a radiative energy flux falls on the analyzed body, part of this flux is reflected, which characterizes the reflectance coefficient r, some of it penetrates the body (when the transmittance coefficient τ> 0), and the rest is absorbed (when a> 0), which can be expressed general formula:
r + r + a = 1(2)r + r + a = 1 (2)
Dla ciał nieprzezroczystych (τ = 0), po zastosowaniu (1) jest:For opaque bodies (τ = 0), after applying (1) it is:
r + G = \(3) natomiast dla ciał częściowo przezroczystych i nie odbijających promieniowania jest:r + G = \ (3) while for partially transparent and non-reflecting bodies it is:
r + £ = 1(4)r + £ = 1 (4)
Dla układu pomiarowego „kamera termowizyjna - obiekt” (fig. 1) można zapisać równanie bilansu jasności (Kostowski E.: Promieniowanie...), które ma postać:For the measuring system "thermal imaging camera - object" (Fig. 1), the brightness balance equation can be written (Kostowski E .: Radiation ...), which has the form:
Kr ^FIR—G]l{elR d F!R +1 m g ri en ταΙ Ft> φύ /ι η( + + eaillrn r, Fn + rIR gu, eal dFm z którego po zastosowaniu oczywistych założeń dotyczących geometrii układu pomiarowego i warunków radiacyjnej wymiany ciepła w danym przypadku oraz prawa wzajemności otrzymuje się zależność (6):Kr ^ F IR —G ] l { e lR d F ! R +1 m g ri e n τ αΙ F t> φ ύ / ι η ( + + e aill r n r, F n + r IR g u , e al dF m from which, after applying the obvious assumptions about the geometry of the measuring system and the conditions of radiative heat exchange in a given case and the law of reciprocity, the following equation is obtained
(6) gdzie:(6) where:
h - jasność powierzchni, W/m2,h - surface brightness, W / m 2 ,
F - pole powierzchni, m2, e - emisja własna w zakresie pasma IR, W/m2, φά - lokalny stosunek konfiguracji, am - dotyczy otoczenia radiacyjnego, at - dotyczy powietrza atmosferycznego, IR - dotyczy przyrządu (kamery termowizyjnej), o - dotyczy badanego obiektu.F - surface area, m 2 , e - own emission in the IR band, W / m 2 , φ ά - local configuration ratio, am - applies to the radiation environment, at - applies to atmospheric air, IR - applies to the device (thermal imaging camera), o - concerns the tested object.
Przyrząd pomiarowy, zwłaszcza kamera termowizyjna, ma jednoznacznie określony przez producenta zakres pomiarowy temperatury, w obszarze którego otrzymuje się wyniki z oczekiwaną dokładnością (Madura H. (red.): Pomiary termowizyjne w praktyce, Wyd. PAK, W-wa, 2004; Więcek B.,The measuring device, especially the thermal imaging camera, has a temperature measuring range clearly defined by the manufacturer, in the area of which the results are obtained with the expected accuracy (Madura H. (ed.): Thermographic measurements in practice, Wyd. PAK, W-wa, 2004; Więcek B.,
PL 232 921 B1PL 232 921 B1
De May G.: Termowizja w podczerwieni, Wyd. PAK, W-wa, 2011). Aby zapewnić wymaganą dokładność wskazań, przyrządy pomiarowe (zwłaszcza kamery termowizyjne), poddawane są procesowi kalibracji, w czasie którego ustalone zostają wartości współczynników ujmujących i korygujących wpływ parametrów zastosowanego detektora podczerwieni oraz cech materiałowych i konstrukcyjnych kamery na wynik pomiaru.De May G .: Infrared thermovision, Wyd. PAK, Warsaw, 2011). In order to ensure the required accuracy of indications, measuring instruments (especially thermal imaging cameras) are subjected to a calibration process, during which the values of the inclusion and correction factors for the influence of the parameters of the infrared detector used and the material and constructional features of the camera on the measurement result are determined.
Znany jest z polskiego opisu patentowego PL 201 025 sposób bezkontaktowego pomiaru temperatury, polegający na tym, że po kalibracji urządzenia pomiarowego, podczas rzeczywistego pomiaru cały spektralny zakres pomiarowy pirometru dzieli się na trzy podzakresy. Promieniowanie emitowanie przez badany obiekt i odebrane przez optyczny układ odbiorczy pirometru kieruje się na trzy detektory promieniowania. Elektryczny sygnał z wyjścia detektorów przetwarza się na sygnał cyfrowy. Dla każdego pomiaru określa się najpierw metodą stosowaną w pirometrach jednobarwnych temperatury luminancyjne odpowiadające każdemu z kanałów widmowych. Po tym sprawdza się zależności między tymi temperaturami i wybiera się odpowiednie równanie, z którego wylicza się temperaturę pomocniczą. Na podstawie tej temperatury wyznacza się z krzywej kalibracji temperaturę badanego obiektu.A method of non-contact temperature measurement is known from the Polish patent specification PL 201 025, which consists in the fact that after the calibration of the measuring device, during the actual measurement, the entire spectral measuring range of the pyrometer is divided into three sub-ranges. The radiation emitted by the examined object and received by the optical receiving system of the pyrometer is directed to three radiation detectors. The electric signal from the detector output is converted into a digital signal. For each measurement, the luminance temperatures corresponding to each of the spectral channels are first determined by the method used in single-color pyrometers. After that, the relationship between these temperatures is checked and an appropriate equation is selected from which the auxiliary temperature is calculated. On the basis of this temperature, the temperature of the test object is determined from the calibration curve.
W innym polskim opisie patentowym PL 218 754 przedstawiono sposób kalibracji kamer termowizyjnych, który polega na tym, że za pomocą kamery rejestruje się obrazy termowizyjne kamery dla minimum dwóch wartości temperatury ciała czarnego i za pomocą programu komputerowego najpierw obliczona zostaje dla każdego z dwóch uzyskanych punktów referencyjnych /U(T,), gdzie i = 1,2, egzytancja widmowa (spektralna gęstość emisji) s&A(Ti), następnie z uzyskanych punktów referencyjnych s&a(IU(T1)), gdzie i. = 1,2 wyznaczona zostaje zależność liniowa między wartością egzytancji widmowej χΔ2(Τί) a sygnałem kamery IUt dla danej wartości temperatury, po czym zakres temperatur Tt - T2 podzielony zostaje na m wąskich przedziałów Tj, Tj+1, gdzie j = 1,2,3,..., (m - 1) i dla każdej temperatury granicznej Tj, wyznaczona zostaje wartość odpowiadającej jej egzytancji widmowej i utworzone zostają pary danych Tj, Sj, a następnie dla każdej wartości egzytancji widmowej Sj obliczona zostaje przewidywana wartość sygnału kamery w umownych jednostkach izotermicznych IUj i na podstawie uzyskanych par danych Tj, IUj zostaje wyznaczona krzywa kalibracji aproksymowana wielomianem określonego stopnia lub modelem RBF.Another Polish patent specification PL 218 754 describes a method of calibrating thermal imaging cameras, which consists in recording the thermal images of the camera for at least two values of blackbody temperature and using a computer program first to calculate for each of the two obtained reference points / U (T i), where i = 1.2, spectral existence (spectral emission density) s & A (T i ), then from the obtained reference points s & a (IU (T 1 )), where i. = 1.2 a linear relationship between the value of spectral exitance χ Δ 2 (Τ ί ) and the camera signal IU t for a given temperature value is determined, then the temperature range T t - T 2 is divided into m narrow intervals Tj, T j + 1 , where j = 1,2,3, ..., (m - 1) and for each limit temperature Tj, the value of the corresponding spectral existence is determined and the data pairs Tj, Sj are created, and then for each value of the spectral existence Sj the prediction is calculated The used value of the camera signal in conventional isothermal units IUj and on the basis of the obtained data pairs Tj, IUj a calibration curve is determined approximated by a specific polynomial or the RBF model.
W procesie kalibracji wyznaczane są również zależności wyrażające związek pomiędzy temperaturą i intensywnością promieniowania cieplnego a sygnałem pomiarowym generowanym w układzie pomiarowym przyrządu (Minkina W.: Pomiary termowizyjne - przyrządy i metody, Wyd. Politech. Częstoch., Częstochowa, 2004; Więcek B., De May G.: Termowizja w podczerwieni, Wyd. PAK, W-wa, 2011). Formuły te (nazywane też RBF, RBFA) mają indywidualny charakter i mogą być stosowane tylko dla kamer, dla których zostały opracowane. Na wynik pomiaru termowizyjnego mają także wpływ parametry pomiarowe takie jak emisyjność obiektu ε0, radiacyjna temperatura otoczenia Tam i powietrza (w kamerach w czasie pomiaru przyjmowana jest równość tych temperatur), przepuszczalność (transmisyjność) warstwy powietrza rat dla promieniowania cieplnego zależna od odległości obiektu i zawartości pary wodnej w powietrzu. Wartości parametrów pomiarowych muszą być wprowadzone (wczytane) do systemu pomiarowego kamery w chwili pomiaru i rejestracji wyniku w postaci obrazu cyfro wego-termogramu. Ich wartości mogą być później modyfikowane w procesie opracowywania termogramów.The calibration process also determines the relationships expressing the relationship between the temperature and intensity of thermal radiation and the measurement signal generated in the measuring system of the device (Minkina W .: Thermovision measurements - instruments and methods, Wyd. Politech. Częstochowa, Częstochowa, 2004; Więcek B., De May G .: Infrared thermal imaging, PAK Publishing House, Warsaw, 2011). These formulas (also called RBF, RBFA) are individual and can only be used for the cameras for which they were developed. The result of the thermovision measurement is also influenced by measurement parameters such as the emissivity of the object ε 0 , the radiative ambient temperature T am and the air (in the cameras during the measurement the equality of these temperatures is assumed), the air layer transmittance r at for thermal radiation depends on the distance object and water vapor content in the air. The values of the measurement parameters must be entered (loaded) into the camera's measurement system at the time of measurement and registration of the result in the form of a digital image-thermogram. Their values can later be modified in the process of developing thermograms.
Jeśli mierzona wartość temperatury występuje poza zakresem pomiarowym, wtedy otrzymuje się wynik, ale z informacją, że leży on poza certyfikowanym zakresem, albo otrzymuje się stałą graniczną wartość niezależnie od temperatury badanego obiektu albo nie jest możliwy odczyt wyniku.If the measured temperature value is outside the measuring range, then the result is obtained, but with the information that it lies outside the certified range, either a constant limit value is obtained regardless of the temperature of the tested object, or the result cannot be read.
Celem wynalazku jest opracowanie technologii umożliwiającej wykonywanie pomiarów temperatury metodą podczerwieni, zwłaszcza za pomocą kamery termowizyjnej, której zakres pomiarowy ustalony przez jej producenta lub zakres działania nie obejmuje wartości mierzonej temperatury, zwłaszcza w przypadku temperatur leżących znacznie poniżej dolnego pomiarowego zakresu przyrządu.The aim of the invention is to develop a technology that allows temperature measurements to be carried out using the infrared method, in particular by means of a thermal imaging camera, the measuring range of which, determined by its manufacturer or the operating range, does not include the measured temperature value, especially in the case of temperatures significantly below the lower measuring range of the instrument.
Sposób według wynalazku polega na tym, że modyfikuje się w momencie pomiaru wartości parametrów pomiarowych dla otrzymania pozornej wartości badanej temperatury, która znajdzie się w obszarze zakresu pomiarowego stosowanego do pomiaru przyrządu następująco, w przypadku, gdy temperatura badanego obiektu jest niższa od dolnej granicy zakresu przyrządu pomiarowego, korzystnie kamery termowizyjnej, oraz gdy rzeczywista temperatura otoczenia jest wyższa od temperatury badanego obiektu, aby podwyższyć pozornie wartość zmierzonej temperatury modyfikuje się wartości parametrów pomiarowych i wprowadza do systemu pomiarowego kamery termowizyjnej pozorne wartości tych parametrów, w szczególności obniżoną wartość temperatury otoczenia lub podwyższoną wartość emisyjności badanego obiektu lub podwyższoną wartość współczynnika transmisyjności dla powietrzaThe method according to the invention consists in modifying, at the moment of measuring, the values of the measurement parameters to obtain the apparent value of the tested temperature, which is within the measuring range used to measure the instrument, as follows, in the case when the temperature of the tested object is lower than the lower limit of the instrument's range. measurement parameters, preferably of a thermal imaging camera, and when the actual ambient temperature is higher than the temperature of the tested object, in order to increase the apparent value of the measured temperature, the values of the measurement parameters are modified and the apparent values of these parameters are entered into the measurement system of the thermal imaging camera, in particular a reduced value of the ambient temperature or an increased value the emissivity of the tested object or an increased value of the air transmission coefficient
PL 232 921 B1 atmosferycznego, natomiast gdy rzeczywista temperatura otoczenia jest niższa od temperatury badanego obiektu, aby podwyższyć pozornie wartość mierzonej temperatury modyfikuje się wartości p arametrów pomiarowych i wprowadza do systemu pomiarowego kamery termowizyjnej pozorne wartości tych parametrów, w szczególności obniżoną wartość temperatury otoczenia lub obniżoną wartość emisyjności badanego obiektu lub obniżoną wartość współczynnika transmisyjności dla powietrza atmosferycznego, natomiast gdy temperatura badanego obiektu jest wyższa od górnej granicy zakresu przyrządu pomiarowego, korzystnie kamery termowizyjnej oraz gdy rzeczywista temperatura otoczenia jest niższa od temperatury badanego obiektu, aby obniżyć pozornie wartość mierzonej temperatury modyfikuje się wartości parametrów pomiarowych i wprowadza do systemu pomiarowego kamery termowizyjnej pozorne wartości tych parametrów, w szczególności podwyższoną wartość temperatury otoczenia lub podwyższoną wartość emisyjności badanego obiektu lub podwyższoną wartość współczynnika transmisyjności dla powietrza atmosferycznego, następnie z równania (6) oblicza się strumień jasności zarejestrowany przez kamerę termowizyjną, z zależności (8) oblicza się rzeczywisty strumień emisji własnej, po czym z równania (9) wyznacza się rzeczywistą wartość mierzonej temperatury.However, when the actual ambient temperature is lower than the temperature of the tested object, in order to apparently increase the value of the measured temperature, the values of the measurement parameters are modified and the apparent values of these parameters are entered into the measurement system of the thermal imaging camera, in particular a reduced value of the ambient temperature or a reduced value of the emissivity of the tested object or a reduced value of the transmittance coefficient for the atmospheric air, while when the temperature of the tested object is higher than the upper limit of the range of the measuring instrument, preferably a thermal imaging camera, and when the real ambient temperature is lower than the temperature of the tested object, the apparent value of the measured temperature is modified to lower values of the measurement parameters and introduces the apparent values of these parameters into the measurement system of the thermal imaging camera, in particular an increased value of the ambient temperature or an increased value of emi of the tested object or an increased value of the transmittance coefficient for the atmospheric air, then the luminance flux recorded by the thermal imaging camera is calculated from equation (6), the actual own emission flux is calculated from the dependence (8), and the actual value is determined from equation (9) measured temperature.
Proponowany sposób pomiaru temperatury leżącej poza fabrycznym zakresem pomiarowym urządzenia polega na odpowiedniej modyfikacji parametrów pomiarowych w momencie pomiaru celem otrzymania pozornej wartości mierzonej temperatury leżącej w zakresie pomiarowym kamery, a następnie w oparciu o otrzymany wynik obliczeniu rzeczywistej temperatury według zaproponowanej metody z użyciem uniwersalnego opisu radiacyjnej wymiany energii w przestrzeni pomiędzy kamerą i badanym obiektem (słusznego dla różnych kamer w odróżnieniu od indywidualnych formuł RBF).The proposed method of measuring the temperature outside the factory measuring range of the device consists in the appropriate modification of the measurement parameters at the time of measurement in order to obtain the apparent value of the measured temperature lying within the measuring range of the camera, and then, based on the obtained result, calculating the actual temperature according to the proposed method using the universal description of radiation exchange energy in the space between the camera and the examined object (valid for different cameras as opposed to individual RBF formulas).
Zaletą rozwiązania według wynalazku jest możliwość pomiaru temperatury metodą termowizyjną w przypadku, gdy wartość mierzonej temperatury jest niższa od dolnej granicy zakresu pomiarowego (lub działania) przyrządu albo wyższa od górnej granicy zakresu pomiarowego (lub działania) stosowanego przyrządu. Dzięki tej metodzie możliwy jest pomiar wartości temperatury leżących poza pomiarowym zakresem posiadanego przyrządu, co jest zwłaszcza przydatne przy pomiarze temperatur leżących poniżej dolnego zakresu pomiarowego. Opracowana technologia bezdotykowego pomiaru temperatury zapewnia wystarczającą dokładność i jest przydatna zwłaszcza w przypadku pomiaru temperatur niskich, dla których nie są produkowane ogólnodostępne urządzenia pomiarowe.The advantage of the solution according to the invention is the possibility of measuring the temperature with the thermal imaging method in the case when the value of the measured temperature is lower than the lower limit of the measuring range (or operation) of the device or higher than the upper limit of the measuring range (or operation) of the instrument used. Thanks to this method, it is possible to measure temperature values outside the measuring range of the device, which is especially useful when measuring temperatures below the lower measuring range. The developed technology of non-contact temperature measurement ensures sufficient accuracy and is useful especially in the case of measuring low temperatures, for which generally available measuring devices are not produced.
Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania ujawniono na rysunku, na którym przedstawiono schemat radiacyjnej wymiany energii podczas pomiaru w układzie „badany obiekt - kamera termowizyjna”.The subject of the invention in an exemplary embodiment has been disclosed in the drawing, which shows the diagram of the radiation energy exchange during the measurement in the system "tested object - thermal imaging camera".
Sposób bezdotykowego pomiaru temperatury leżącej poza zakresem pomiarowym lub zakresem działania przyrządu, zwłaszcza kamery termowizyjnej, polega na modyfikacji parametrów pomiarowych w momencie pomiaru celem otrzymania pozornej wartości mierzonej temperatury, która znajdzie się w obszarze zakresu pomiarowego przyrządu stosowanego do pomiaru. Poniżej przedstawiono przykłady wykonania dla przypadków, gdy temperatura badanego obiektu To jest niższa niż dolna granica zakresu przyrządu pomiarowego, a rzeczywista temperatura otoczenia Tam jest wyższa lub niższa od temperatury badanego obiektu To.The method of non-contact temperature measurement lying outside the measuring range or operating range of the device, especially the thermal imaging camera, consists in modifying the measurement parameters at the time of measurement in order to obtain the apparent value of the measured temperature, which will be within the measuring range of the instrument used for the measurement. The following are examples of embodiments for cases where the temperature of the tested object T o is lower than the lower limit of the measuring instrument's range, and the actual ambient temperature T am is higher or lower than the temperature of the tested object T o .
W przypadku gdy To < Tam, chcąc podwyższyć pozornie wartość temperatury badanego obiektu zmierzonej za pomocą kamery termowizyjnej, do systemu pomiarowego kamery wczytuje się pozorne wartości parametrów pomiaru, w szczególności zaniżoną wartość temperatury otoczenia Tam lub zawyżoną wartość emisyjności ε0 badanego obiektu lub zawyżoną wartość współczynnika transmisyjności dla powietrza atmosferycznego ταΙ.When T o <T am , wanting to increase the apparent value of the temperature of the tested object measured with a thermal imaging camera, the apparent values of measurement parameters are read into the camera measurement system, in particular the underestimated value of the ambient temperature T am or the overestimated value of the emissivity ε 0 of the tested object or overestimated value of the transmittance coefficient for atmospheric air τ αΙ .
W przypadku gdy To > Tam, chcąc podwyższyć pozornie wartość temperatury badanego obiektu zmierzonej za pomocą kamery termowizyjnej, do systemu pomiarowego kamery wczytuje się pozorne wartości parametrów pomiarowych, w szczególności zaniżoną wartość temperatury otoczenia Tam lub zaniżoną wartość emisyjności ε0 badanego obiektu lub zaniżoną wartość współczynnika transmisyjności dla powietrza atmosferycznego ταΙ.When T o > T am , wanting to increase the apparent temperature value of the tested object measured with a thermal imaging camera, the apparent values of the measurement parameters are read into the camera measurement system, in particular the underestimated value of the ambient temperature T am or the lowered emissivity value ε 0 of the tested object or lower value of the transmittance coefficient for the atmospheric air τ αΙ .
W przypadku gdy temperatura badanego obiektu To jest wyższa niż temperatura górnej granicy pomiarowego zakresu przyrządu oraz gdy rzeczywista temperatura otoczenia Tam jest niższa od temperatury badanego obiektu To, chcąc obniżyć pozornie wartość mierzonej temperatury, modyfikuje się wartości parametrów pomiarowych poprzez wprowadzenie do systemu pomiarowego kamery termowiIf the temperature of the tested object T o is higher than the temperature of the upper limit of the measuring range of the instrument and the actual ambient temperature T am is lower than the temperature of the tested object T o , in order to apparently lower the value of the measured temperature, the values of the measurement parameters are modified by entering into the measurement system thermal cameras
PL 232 921 Β1 zyjnej pozornych wartości tych parametrów, w szczególności podwyższonej wartości temperatury otoczenia Tam lub podwyższonej wartości emisyjności ε0 badanego obiektu lub podwyższonej wartości współczynnika transmisyjności dla powietrza atmosferycznego rat.PL 232 921 Β1 of the apparent values of these parameters, in particular the increased value of the ambient temperature T am or the increased value of the emissivity ε 0 of the tested object or the increased value of the transmittance coefficient for atmospheric air r at .
Następnie z równania (6) lub równoważnego równania (7), oblicza się strumień jasności /t/Rp dla pozornych wartości parametrów pomiarowych oraz wskazanej przez kamerę w czasie pomiaru pozornej temperatury obiektu Top:Then, from the equation (6) or the equivalent equation (7), the brightness flux / t / Rp is calculated for the apparent values of the measurement parameters and the apparent temperature of the object T op indicated by the camera during the measurement:
hiR,p={soeo ra,)\p+{eamr0TaĄp+{£at έα{^ (7) gdzie e,hp=(e0)\p=e0(T^p).hi R , p = {s o e o r a ,) \ p + {e am r 0 T a Ą p + {£ at έ α { ^ (7) where e, hp = (e 0 ) \ p = e 0 (T ^ p ).
Następnie korzysta się z warunku, że jasność /t/R jest stała, a zatem taka sama dla warunków pozornych oraz rzeczywistych, co można zapisać /t/Rr = /t/Rp.Then the condition is used that the brightness / t / R is constant and therefore the same for apparent and real conditions, which can be written / t / Rr = / t / Rp .
W kolejnym kroku wykorzystuje się wymieniony warunek oraz wyraża się jasność hIRr dla warunków rzeczywistych za pomocą równania (6), skąd otrzymuje się wzór (8) wyrażający rzeczywistą emisję własną badanego obiektu traktowanego jako ciało czarne:In the next step, the above-mentioned condition is used and the brightness h IRr for real conditions is expressed by means of equation (6), from which the formula (8) is obtained, expressing the real own emission of the tested object treated as a black body:
. _hrR<p-(eamr0Tat +sateat )|r e°,r z. _h rR <p - (e am r 0 T at + s at e at ) | r e ° , r z
W oparciu o znajomość rzeczywistej emisji własnej badanego obiektu wyznacza się rzeczywistą temperaturę badanego obiektu Tor z zależności (9):Based on the knowledge of the actual own emission of the tested object, the actual temperature of the tested object, T or , is determined from the relationship (9):
< r (To< r ) = J (2, To r ) d/L (9)<r (T o <r ) = J (2, T or ) d / L (9)
Λ’ gdzie λ', Λ są granicami zakresu spektralnego stosowanej kamery termowizyjnej, a έΛ(Λ,Τ) jest spektralną gęstością emisji własnej ciała doskonale czarnego wyrażającą prawo Plancka (Kostowski E.: Promieniowanie cieplne...). Poszukiwana temperatura Tor w równaniu (9) występuje w postaci niejawnej.Λ 'where λ', Λ are the limits of the spectral range of the thermal imaging camera used, and έ Λ (Λ, Τ) is the spectral emission density of the blackbody's own black body expressing Planck's law (Kostowski E .: Thermal radiation ...). The sought temperature T or in equation (9) appears in an implicit form.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL422734A PL232921B1 (en) | 2017-09-04 | 2017-09-04 | Method for touchless measurement of temperature outside the instrument measuring range, preferably of the thermal imaging camera |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL422734A PL232921B1 (en) | 2017-09-04 | 2017-09-04 | Method for touchless measurement of temperature outside the instrument measuring range, preferably of the thermal imaging camera |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL422734A1 PL422734A1 (en) | 2019-03-11 |
| PL232921B1 true PL232921B1 (en) | 2019-08-30 |
Family
ID=65629648
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL422734A PL232921B1 (en) | 2017-09-04 | 2017-09-04 | Method for touchless measurement of temperature outside the instrument measuring range, preferably of the thermal imaging camera |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL232921B1 (en) |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL201025B1 (en) * | 2003-05-12 | 2009-02-27 | Wojskowa Akad Tech | Contactless temperature measurement |
| GB0602351D0 (en) * | 2006-02-06 | 2006-03-15 | Land Instr Int Ltd | Improved portable radiation thermometer |
| PL218754B1 (en) * | 2011-01-19 | 2015-01-30 | Politechnika Łódzka | Method for the calibration of infrared cameras |
| KR101459668B1 (en) * | 2013-04-09 | 2014-11-20 | 한국기초과학지원연구원 | Method For Correcting Temperature Distribution of Semiconductor Device Measured by Infrared Thermal Imaging Camera And System Using The Same |
| US9739664B2 (en) * | 2014-11-24 | 2017-08-22 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Method of measuring temperature of a heated part |
-
2017
- 2017-09-04 PL PL422734A patent/PL232921B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL422734A1 (en) | 2019-03-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7422365B2 (en) | Thermal imaging system and method | |
| Ghassemi et al. | Best practices for standardized performance testing of infrared thermographs intended for fever screening | |
| KR101167260B1 (en) | Radiometry using an uncooled microbolometer detector | |
| Marinetti et al. | Emissivity estimation for accurate quantitative thermography | |
| RU2523775C2 (en) | Method and system for correction on basis of quantum theory to increase accuracy of radiation thermometer | |
| US9255846B1 (en) | Digital temperature determination using a radiometrically calibrated and a non-calibrated digital thermal imager | |
| Šebök et al. | Diagnostics of electric equipments by means of thermovision | |
| Savino et al. | Free emissivity temperature investigations by dual color applied physics methodology in the mid-and long-infrared ranges | |
| US3348408A (en) | Reference source for calibration of thermographic instruments | |
| JP2019023635A (en) | Temperature measuring device, temperature measuring method, and program | |
| Vuelban et al. | Radiometric techniques for emissivity and temperature measurements for industrial applications | |
| JP6090787B2 (en) | Optical sensor calibration method | |
| Araújo et al. | Monte Carlo uncertainty simulation of surface emissivity at ambient temperature obtained by dual spectral infrared radiometry | |
| PL232921B1 (en) | Method for touchless measurement of temperature outside the instrument measuring range, preferably of the thermal imaging camera | |
| EP3598090A1 (en) | Apparatus for temperature sensing of an object of interest | |
| US20160349113A1 (en) | Characterization of absolute spectral radiance of an unknown ir source | |
| Levick et al. | A fibre-optic based laser absorption radiation thermometry (LART) instrument for surface temperature measurement | |
| Inagaki et al. | On the proposal of quantitative temperature measurement by using three-color technique combined with several infrared sensors having different detection wavelength bands | |
| US20140151581A1 (en) | Terahertz source | |
| US20190162656A1 (en) | Detector, correction method and calibration method of detector, detection apparatus and detection system | |
| Sanchez-Marin | A new method for determining the emissivity of the human skin in vivo | |
| Bundas et al. | Absolute temperature measurements using a two-color QWIP focal plane array | |
| Madding | IR window transmittance temperature dependence | |
| US3376748A (en) | Method and apparatus for radiation pyrometry | |
| Mendes et al. | AVERAGE TOTAL HEMISPHERIC EMISSIVITY MEASUREMENT IN THE LWIR SPECTRUM FOR ADHESIVE TAPES USED IN THE THERMOGRAPHY TAPE TEST |