SU1728680A1 - Device for thermovision temperature measurement - Google Patents

Device for thermovision temperature measurement Download PDF

Info

Publication number
SU1728680A1
SU1728680A1 SU904817719A SU4817719A SU1728680A1 SU 1728680 A1 SU1728680 A1 SU 1728680A1 SU 904817719 A SU904817719 A SU 904817719A SU 4817719 A SU4817719 A SU 4817719A SU 1728680 A1 SU1728680 A1 SU 1728680A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
unit
receiver
output
input
emissivity
Prior art date
Application number
SU904817719A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Иванович Нефедов
Николай Дмитриевич Куртев
Владимир Ксенофонтович Битюков
Original Assignee
Московский институт радиотехники, электроники и автоматики
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Московский институт радиотехники, электроники и автоматики filed Critical Московский институт радиотехники, электроники и автоматики
Priority to SU904817719A priority Critical patent/SU1728680A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1728680A1 publication Critical patent/SU1728680A1/en

Links

Landscapes

  • Radiation Pyrometers (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к приборостроению и может быть использовано в измерительных устройствах при определении пол  температур различных объектов. Цель изобретени  - повышение точности измерени  температуры. Цель достигаетс  за счет того, что в устройство дополнительно введены блоки формировани  контрастно-частотной характеристики, накоплени  сигналов, определени  излучательной способности, блоки масштабировани  и корректирующих фильтров, исключаетс  вли ние высокочастотных составл ющих. 1 ил.The invention relates to instrumentation and can be used in measuring devices in determining the floor temperature of various objects. The purpose of the invention is to improve the accuracy of temperature measurement. The goal is achieved due to the fact that the device additionally introduces blocks for the formation of a contrast-frequency characteristic, accumulation of signals, determination of emissivity, blocks for scaling and correction filters, eliminates the influence of high-frequency components. 1 il.

Description

сл Сsl C

Изобретение относитс  к инфракрасной (ИК)технике и может быть использовано в измерительных устройствах и тепловой дефектоскопии при определении пол  температур различных объектов и, в частности изделий микроэлектронной техники.The invention relates to an infrared (IR) technique and can be used in measuring devices and thermal flaw detection in determining the floor temperature of various objects, in particular, products of microelectronic technology.

Известны и широко примен ютс  теп- ловизионные устройства измерени  температуры , использующие приемники ИК-излучени  и системы цифровой обработки тепловизионных изображений объектов.Thermal imaging devices for temperature measurement using IR receivers and systems for digital processing of thermal images of objects are well known and widely used.

Известные тепловизионные устройства измерени  температуры обладают р дом специфических недостатков, снижающих точность измерени . Так, например, тепловизионные устройства-дефектоско.пы измер ют температуру только при наличии контрольной эталонной термограммы путем сравнени  ее с термограммой исследуемого объекта. При этом осуществл етс  активный контроль путем нагрева объекта в зависимости от времени.Known thermal imaging devices for temperature measurement have a number of specific disadvantages that reduce the accuracy of the measurement. So, for example, thermal imaging devices-defectos measure the temperature only if there is a reference reference thermogram by comparing it with the thermogram of the object under study. In this case, active monitoring is carried out by heating the object depending on time.

Существенным недостатком известного тепловизионного устройства  вл етс  необходимость введени  ослабл ющего редуцирующего элемента. Кроме того, данное устройство требует неизменности значени  излучательной способности по всему тепловому полю объекта.A significant disadvantage of the prior art thermal imaging device is the need to introduce a weakening reducing element. In addition, this device requires the immutability of the emissivity value over the entire thermal field of the object.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  тепловизионное устройство измерени  температуры, содержащее расположенные в поле зрени  ИК-приемника объект, опорный излучатель, источник эталонного излучени , блок эталонного нагрева , блок пам ти, блок делени  и блок индикации..The closest to the invention in technical essence and the achieved result is a thermal imaging device for measuring temperature, which contains an object in the field of view of an IR receiver, a reference emitter, a source of reference radiation, a reference heating unit, a memory unit, a dividing unit and a display unit.

Основным недостатком известного устройства  вл етс  невысока  точность измерени  температуры. Большие погрешности при измерении температуры внос т мультипликативные шумы излучательно-поглоща- ющих свойств объекта.The main disadvantage of the known device is the low accuracy of temperature measurement. Large errors in temperature measurement introduce the multiplicative noise of the radiation-absorbing properties of the object.

ч|h |

ГОGO

0000

OVOv

0000

ОABOUT

Цель изобретени  - повышение точности измерени  температуры.The purpose of the invention is to improve the accuracy of temperature measurement.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в тепловизионное устройство измерени  температуры, содержащее расположение в поле зрени  ИК-приемника объект, опорный излучатель, источник эталонного излучени , блок эталонного нагрева, блок пам ти, блок делени  и блок индикации дополнительно введены оптический- приемник ,блокформировани  контрастно-частотной характеристики, блок накоплени  сигналов, два блока вычитани , блок определени  излучательной способности , блок фильтров фона, блок коррекции, блок логарифмического преобразовани , блок режекторных фильтров, блок экспоненциального преобразовани , блок масштабировани , и излучатель фона, расположенный в поле зрени  ИК-приемника , причем блок эталонного нагрева выполнен двухсекционным, а выход ИК-приемника соединен с входом блока формировани  контрастно-частотной характеристики , первый выход которого соединен с первым входом блока пам ти, второй вход которого соединен с первым выходом оптического приемника, а выход блока пам ти соединен с входом блока накоплени  сигналов, первый и второй выходы которого соединены соответственно через первый и второй блоки вычитани  с первым и вторым входами блока делени , выход которого через последовательно соединенные блок определени  излучательной способности, блок фильтров фона, болк коррекции , блок логарифмического преобразовани , блок режекторных фильтров, блок экспоненциального преобразовани , блок масштабировани  соединен с входом блока индикации, при этом второй и третий входы блока коррекции соединены с вторыми выходами блока формировани  контрастно- частотной характеристики и оптического приемника соответственно.The goal is achieved by the fact that an object, a reference emitter, a reference radiation source, a reference heating unit, a memory unit, a dividing unit and a display unit are additionally introduced into a thermal imaging device for measuring temperature, which contains the location in the IR receiver's field of view. -frequency response, signal accumulation unit, two subtraction units, emissivity determination unit, background filter unit, correction unit, logarithmic conversion unit, unit an injector filter, an exponential conversion unit, a scaling unit, and a background emitter located in the field of view of the IR receiver, the reference heating unit being two-piece, and the output of the IR receiver connected to the input of the contrast-frequency characteristic shaping unit, the first output of which is connected to the first the input of the memory block, the second input of which is connected to the first output of the optical receiver, and the output of the memory block is connected to the input of the signal accumulation unit, the first and second outputs of which are connected to respectively, through the first and second subtraction units with the first and second inputs of the division unit, the output of which is through the serially connected emissivity unit, the background filter unit, the correction block, the logarithmic conversion unit, the notch filter unit, the exponential conversion unit, the scaling unit connected to the input of the unit indication, while the second and third inputs of the correction unit are connected to the second outputs of the formation unit of the contrast-frequency characteristic and the optical receiver and respectively.

Повышение точности достигаетс  за счет введени  в известное устройство р да новых блоков. В частности, введение в известное устройство излучател  фона и блока фильтров фона дает возможность исключить вли ние этих составл ющих на точность измерени . Введение в схему прототипа блока накоплени  сигналов позвол ет повысить отношение сигнал/шум, а значит, повысить надежность измерени , когда объект находитс  в сильных тепловых шумах или при наличии шума ИК-приемника и системы цифровой обработки сигналов. Использование приемника оптического излучени , блока формировани  контрастночастотной характеристики позвол ет исключить вли ние на точность измерени  пол  температур дифракции, аберрации и дефокусировки оптико-механического трактаAccuracy improvement is achieved by introducing a number of new blocks into a known device. In particular, the introduction of a background emitter and a background filter unit into a known device makes it possible to eliminate the influence of these components on the measurement accuracy. Introduction to the prototype circuit of the signal accumulation unit allows to increase the signal-to-noise ratio, and therefore, to increase the measurement reliability when the object is in strong thermal noise or in the presence of IR receiver noise and a digital signal processing system. The use of an optical radiation receiver and a unit for forming a contrast-frequency characteristic makes it possible to exclude the influence of the diffraction, aberration and defocusing of the optical-mechanical path on the measurement accuracy of the field.

тепловизионного устройства. Введение блоков гомоморфной обработки существенно уменьшает вли ние мультипликативных шумов флуктуации излучательно-поглощаю- щих свойств объекта.thermal imaging device. The introduction of blocks of homomorphic processing significantly reduces the influence of the multiplicative noise fluctuations of the radiation-absorbing properties of an object.

На чертеже представлена структурна The drawing shows a structural

схема тепловизионного устройства измерени  температуры,thermal imaging device for measuring temperature,

Тепловизионное устройство измерени  температуры содержит двухсекционныйThe thermal imaging device for temperature measurement contains a two-piece

блок эталонного нагрева 1, датчик излучательной способности 2, объект 3, опорный излучатель 4, излучатель фона 5, ИК-приемник 6, оптический приемник 7, блок формировани контрастно-частотнойreference heating unit 1, emissivity sensor 2, object 3, reference emitter 4, background emitter 5, IR receiver 6, optical receiver 7, frequency-frequency forming unit

характеристики 8, блок пам ти 9, блок накоплени  сигналов 10, блок вычитани  термограмм датчика излучательной способности 11, блок вычитани  термограмм объекта 12, блок делени  термограммcharacteristics 8, memory unit 9, signal accumulation unit 10, thermogram subtraction unit of the emissivity sensor 11, object thermogram subtraction unit 12, thermogram division unit

13, блок определени  излучательной способности 14, блок учета вли ний фона 15. блок коррекции 16, блок логарифмического преобразовани  17, блок режекторных13, the emissivity determination unit 14, the background influence influence unit 15. the correction unit 16, the logarithmic conversion unit 17, the notch unit

фильтров 18, блок экспоненциального преобразовани  19, блок масштабировани  20 и блок индикации 21,filters 18, exponential conversion unit 19, scaling unit 20 and display unit 21,

В статическом состо нии устройство имеет следующие св зи между отдельнымиIn the static state, the device has the following connections between individual

блоками. Устройство содержит двухсекционный блок эталонного нагрева 1, с помощью которого осуществл етс  последовательный равномерный нагрев датчика излучательной способности 2 и объекта 3 до двух известных температур Ti и Т2, расположенных планарно в поле зрени  ИК- приемника 6. Планарно с датчиком излучательной способности 2 и объектом 3 в поле зрени  ИК-приемника 6 расположены такжеin blocks. The device contains a two-section reference heating unit 1, which is used to sequentially uniformly heat the emissivity sensor 2 and the object 3 to two known temperatures Ti and T2 located planarly in the field of view of the IR receiver 6. Planar with the emissivity sensor 2 and the object 3 in the field of view of the IR receiver 6 are also located

опорный излучатель 4, предназначенный дл  температурной градуировки тепловизора , и излучатель фона 5, дающий информацию о вли нии фона. Поток излучени  датчика, излучательной способности 2 поступает в ИК-приемник 6, а поток излучени  объекта 3 поступает как в ИК-приемник 6. так и в оптический приемник 7.a reference emitter 4 intended for thermal calibration of the thermal imager, and a background emitter 5 providing information about the effect of the background. The radiation flux of the sensor, emissivity 2 enters the IR receiver 6, and the radiation flux of the object 3 enters both the IR receiver 6. and the optical receiver 7.

С выхода ИК-приемника 6 термограммы датчика излучательной способности 2 и объекта 3 через блок формировани  контраст- ночзстотной характеристики 8 поступают на первый вход блока пам ти 9, на второй вход которого подаютс  сигналы оптического изображени  объекта 5, получаемые в оптическом приемнике 7 и снимаемые с его первого выхода. Соответствующие сигналы сFrom the output of the IR receiver 6, the thermograms of the emissivity sensor 2 and the object 3 through the block for forming the contrast night characteristics 8 are fed to the first input of the memory block 9, the second input of which is fed to the optical image of the object 5 received in the optical receiver 7 and taken from his first exit. Corresponding signals with

блока пам ти 9 через блок накоплени  сигналов 10 поступают на входы блока вычитани  термограмм датчика излучательной способности 11 и блока вычитани  термограмм объекта 12, с выходов которых пол- ученные разностные сигналы подаютс  на первый и второй входы блока делени  термограмм 13. Сигналы с выхода блока делени  термограмм 13 через блок определени  излучательной способности 14 и блок учета вли ни  фона 15 подаютс  на первый вход блока коррекции 16, на второй и третий входы которого поступают сигналы со второго выхода оптического приемника 7 и со второго выхода блока формировани  контрастно- частотнойхарактеристики 8.the memory unit 9 through the accumulation unit of signals 10 is fed to the inputs of the unit for reading the thermograms of the emissivity sensor 11 and the unit for reading the thermograms of the object 12, from the outputs of which the full difference signals are fed to the first and second inputs of the unit of the thermograms 13. Signals from the output of the unit thermograms 13 through the emissivity determination unit 14 and the background influence influence unit 15 are fed to the first input of the correction unit 16, the second and third inputs of which receive signals from the second output of the optical receiver 7 and from the second output of the contrast-frequency shaping unit 8.

Скорректированные сигналы с блока коррекции 16 через блоки логарифмического преобразовани  17, режекторных фильтров 18, экспоненциального преобразовани  19 и масштабировани  20 подаютс  на блок индикации 21.The corrected signals from the correction unit 16 through the logarithmic conversion units 17, notch filters 18, the exponential conversion 19 and the scaling 20 are fed to the display unit 21.

Тепловизионное устройство измерени  температуры имеет р д существенных преимуществ перед базовыми образцами и, в частности, перед выбранным прототипом. Так, например, устройство позвол ет повысить надежность измерений при малых соотношени х сигнал/шум, когда полезный сигнал близок к уровню шумов. Это дости- гаетс  путем накоплени  сигналов. Эффективность и точность измерений температуры повышаютс  за счет исключени  вли ни  излучательной способности и высокочастотных составл ющих мультипли- кативных шумов, а также путем учета вли ни  несовершенства оптико-механического тракта тепловизионного устройства.A thermal imaging device for temperature measurement has a number of significant advantages over basic samples and, in particular, over the selected prototype. Thus, for example, the device makes it possible to increase the reliability of measurements at low signal-to-noise ratios, when the useful signal is close to the noise level. This is achieved by accumulating signals. The efficiency and accuracy of temperature measurements are increased by eliminating the influence of the emissivity and high-frequency components of the multiplicative noise, as well as by taking into account the effect of the imperfection of the optical-mechanical path of the thermal imaging device.

Так как все перечисленные причины привод т к погрешност м измерени  тем- пературы, достигающим 30...80%, то исключение даже их части способствует повышению точности измерени  температуры .Since all of the above reasons lead to temperature measurement errors reaching 30 ... 80%, the exclusion of even a part of them contributes to an increase in the accuracy of temperature measurement.

Claims (1)

Формула изобретени  Тепловизионное устройство измерени  температуры, содержащее расположенные в поле зрени  ИК-приемника опорный излучатель , источник эталонного излучени , блок эталонного нагрева, блок пам ти, блок делени  и блок индикации, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени , в него введены 6nog формировани  контрастно-частотной характеристики , блок накоплени  сигналов, два блока вычитани , блок определени  излучательной способности, блок фильтров фона, блок коррекции, блок логарифмического преобразовани , блок режекторных фильтров, блок экспоненциального преобразовани , блок масштабировани , блок эталонного нагрева выполнен двухсекционным , и излучатель фона, расположенный в поле зрени  ИК-приемника, причем выход ИК-приемника соединен с входом блока формировани  контрастно-частотной характеристики , первый выход которого соединен с первым входом блока пам ти, второй вход которого соединен с первым выходом оптического приемника, а выход блока пам ти соединен с входом блока накоплени  сигналов, первый и второй выходы которого соединены соответственно через первый и второй блоки вычитани  с первым и вторым входами блока делени , выход которого через последовательно соединенные блок определени  излучательной способности , блок фильтров фона, блок коррекции, блок логарифмического преобразовани , блок режекторных фильтров, блок экспоненциального преобразовани , блок масштабировани  соединены с входом блока индикации, при этом второй и третий входы блока коррекции соединены с вторыми выходами блока формировани  контрастно-частотной характеристики и оптического приемника соответственно.The invention includes a thermal imaging device for measuring the temperature, which contains a reference emitter located in the field of view of an IR receiver, a reference radiation source, a reference heating unit, a memory unit, a dividing unit and an indication unit, characterized in that, in order to improve the measurement accuracy, 6nog formation of the contrast-frequency characteristic, signal accumulation unit, two subtraction units, emissivity determination unit, background filter unit, correction unit, logarithmic conversion unit, block notch filters, an exponential conversion unit, a scaling unit, a reference heating unit made of two sections, and a background emitter located in the field of view of the IR receiver, the output of the IR receiver connected to the input of the frequency-response characteristic unit, the first output of which is connected to the first the input of the memory block, the second input of which is connected to the first output of the optical receiver, and the output of the memory block is connected to the input of the signal accumulation unit, the first and second outputs of which are connected to respectively, through the first and second subtraction units with the first and second inputs of the dividing unit, the output of which is through the series-connected emissivity determination unit, background filter unit, correction unit, logarithmic conversion unit, notch filter unit, exponential conversion unit, scaling unit connected to the input of the unit indication, while the second and third inputs of the correction unit are connected to the second outputs of the block forming the contrast-frequency characteristic and optical receiver ka, respectively. Составитель В.Битюков Редактор С. БотузТехред М.МоргенталКорректор М. Кучер ва Compiled by V. Bityukov Editor S. BotuzTehred M.MorgentalKorrektor M. Kucher va Заказ 1400ТиражПодписноеOrder 1400 Circulation: Subscription ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., 4/5VNIIPI State Committee for Inventions and Discoveries at the State Committee on Science and Technology of the USSR 113035, Moscow, Zh-35, 4/5 Raushsk nab.
SU904817719A 1990-02-06 1990-02-06 Device for thermovision temperature measurement SU1728680A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904817719A SU1728680A1 (en) 1990-02-06 1990-02-06 Device for thermovision temperature measurement

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904817719A SU1728680A1 (en) 1990-02-06 1990-02-06 Device for thermovision temperature measurement

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1728680A1 true SU1728680A1 (en) 1992-04-23

Family

ID=21510154

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904817719A SU1728680A1 (en) 1990-02-06 1990-02-06 Device for thermovision temperature measurement

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1728680A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2552599C1 (en) * 2014-02-24 2015-06-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" - Госкорпорация "Росатом" Method for contactless measurement of brightness temperature of thermal field of analysed object

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 1218499, кл. G 01 К 13/08, 1986. Тикулик В.Г., Федотенко А.В. Радиационный сканирующий микропирометр с автоматическим .учетом излучательной способности исследуемого объекта. М.: Тепловидение, МИРЭА, 1978, с. 92-102. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2552599C1 (en) * 2014-02-24 2015-06-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" - Госкорпорация "Росатом" Method for contactless measurement of brightness temperature of thermal field of analysed object

Similar Documents

Publication Publication Date Title
GB2181830A (en) Temperature measurement
CN110375863A (en) The signal read circuit and method of non-refrigerate infrared focal plane array seeker
SU1728680A1 (en) Device for thermovision temperature measurement
EP3043549A1 (en) Methods and systems for flash detection
JPS58156837A (en) Measuring device for optical gas analysis
US3137170A (en) Infrared telethermometer
GB2160971A (en) Temperature monitoring
RU2727349C1 (en) Method of thermography of a remote object
US3441349A (en) Optical apparatus for measuring the light transmission of a sample body
CN112629665B (en) Signal processing method and device for infrared temperature measurement and electronic equipment
CN112461372B (en) NETD test evaluation device and method for high-low temperature medium-wave thermal imager
JPS63103939A (en) Infrared moisture meter
JP2864825B2 (en) Physical quantity distribution detector
JP2861070B2 (en) Infrared imaging device
RU2225600C2 (en) Pyrometer
JPH0113527B2 (en)
Kienitz Thermal imaging as a modern form of pyrometry
JPS5972048A (en) Absorptiometer
Yan Research on imaging characteristics and influence of TDI infrared detector
SU473906A1 (en) Infrared radiometer
JPH052182B2 (en)
Pron et al. Measurements without contact in heat transfer. Part B: Quantitative Infrared Thermography
RU2217715C1 (en) Device determining temperature
SU1453182A1 (en) Method of measuring absolute spectral sensitivity of radiation receivers
SU773681A1 (en) Device for evaluating validity of measurement results