辐射计和温度补偿系统的制作方法

专利名称：辐射计和温度补偿系统的制作方法
技术领域：
以下公开内容涉及用于非接触式热测量的系统，并且尤其涉及非接触 式热测量设备，例如辐射计。
背景技术：
长久以来，辐射计(radiometer)—直用于许多环境中，以测量物体或者 对象的温度。通常，辐射计采用非接触式红外温度计或者红外热像仪的形 式。除了其他的应用，这些设备通常应用于作为预知维护程序的一部分的 工业应用中。此类程序通常依赖于对装置或者器材资源的周期性检查，从 而在故障发生之前发现可能的故障。工厂工作人员通常会开发调查例行程 序(surveyroute),以例行收集特定设备的温度数据。在收集了每个设备的基 线、或者记下特定工作温度之后，技术人员可以通过多次检査来识别出设 备的热特性的改变。
辐射计的工作原理是公知的。温度在绝度零度之上的所有表面均会以 辐射能量的形式放射热。所述辐射的能量是通过产生电磁波的分子运动来 创建的。材料中的一些能量会从材料的表面辐射出来。辐射计瞄向将要进 行测量的表面，并且辐射计光学系统接收所放射的射线，并将其聚焦到红 外敏感型检测器。该检测器生成电信号，该电信号被辐射计电路(例如，微 处理器)进行内部处理，并被转换成可稍后显示的温度数据。
各种因素均可能导致温度测量不准确。例如，从特定对象辐射出的射 线的数量在很大程度上取决于材料的成分以及对象表面的质地。众所公知 的是，这些特性可由发射率来进行量化，所述发射率是在同一温度下物体 发射的能量与黑体发射的能量的比例。如果所述对象不是完美的源、或者 黑体(发射率=1.0)，它将会反射来自周围环境的能量并发射其自身的能量， 而所反射的能量会导致错误的温度读数。除了与发射率相关的问题，诸如 反射温度等的其他参数也可能导致不准确的读数。为了削弱此类错误，己经进行了各种尝试来补偿各种因素。如在此描
述的一个实施例，尝试补偿对象的发射率。例如，Christol等人的美国专利 NO. 4,634,294提出了一种温度测量设备，该设备允许操作员针对特定对象 的发射率来调节该设备。为了进行此调节，操作员可以手动地向上或者向 下按压开关，从而增量式地对发射率设置进行调节。当然，操作员必须事 先知晓对象的发射率，从而调节所述设备。
有时，技术人员可能已经知道了特定对象的发射率、或者能够通过例 行检査程序而以其自己的方式来计算出发射率。在一些情况下，领班技术 人员或者工程师可以创建例行检査程序，并根据该例行检查程序来确定每 个对象的发射率。然后可以将所述例行程序以及对象的发射率列表指派给 其他技术人员。但是即使知道合适的发射率，人为错误仍有可能导致错误 的温度读数。例如，例行检查员可能没有针对特定的对象输入正确的发射 率设置。在其他情况下，技术人员可能没有按照顺序测量对象，并且在选 择合适的发射率设置之后忘记进行调节。部分地由于此类错误，技术人员 通常将辐射计设置为单个默认发射率，例如，1.0或者0.95，从而对多个对 象进行估计测量。
通过以下描述，非接触式温度测量和温度补偿的其他问题将变得显而 易见。

发明内容
本发明的实施方式可以包括用于测量对象的温度的辐射计。该辐射计 可以包括生成与所感测的红外射线相对应的信号的红外检测器、以及用于 收集所述红外射线并将其映像(image)到所述红外检测器的光学系统。所述
辐射计还可以包括数据读取器，该数据读取器适用于从数据标签读取与对 象相对应的对象数据，并将该对象数据传输给处理器。该处理器耦合到所 述红外检测器和数据读取器，所述处理器被编程为基于所述对象数据和来 自检测器的红外辐射信号来生成温度数据。
在一些实施方式中，所述红外检测器包括用于采集所述对象的红外图 像的红外检测器阵列。在一些实施方式中，所述数据读取器可以包括条形 码扫描仪或者RFID读取器。所述对象数据可以包括补偿数据，该补偿数据
7可被处理器用来生成温度数据。例如，在一些情况下，所述补偿数据包括 对象的发射率和/或反射温度，并且所述处理器被编程为基于所述补偿数据 和所述红外检测器所接收的红外射线来生成温度数据。
一些实施方式包括一种用于非接触式温度测量的系统。该系统可以包 括辐射计，该辐射计基于从对象发射的红外射线来生成温度数据。所述系 统可以包括一个或者多个数据标签，该一个或者数据标签包含与一个或者 多个对象相对应的对象数据。所述系统还可以利用数据读取器，该数据读 取器位于辐射计外部且与该辐射计耦合，适用于从所述数据标签读取对象 数据，并将该对象数据传输给辐射计。辐射计的处理器可被编程为基于红 外射线和对象数据来生成温度数据。
在一些实施方式中，所述辐射计可以包括用于采集红外图像的红外检
测器阵列，并且所述数据读取器可以包括条形码扫描仪和/或RFID读取器。 所述对象数据有时可以包括能被用来生成温度数据的补偿数据。在某些实 施方式中，所述系统可以包括存储器，该存储器存储用于生成温度数据的 补偿数据。所述处理器可以获取与对象标识符相对应的补偿数据，所述对 象标识符是对象数据的一部分。所述补偿数据有时包括对象发射率和/或对 象反射温度。所述存储器可以集成到辐射计中、可以是远程计算机的一部 分、和/或是可移动地耦合到所述辐射计的便携式存储器。
在某些情况下，用于非接触式温度测量的方法可以包括接收从对象发 射的红外射线；从数据标签读取与所述对象相关联的对象数据；以及基于 所述红外射线和对象数据来自动生成温度数据。根据一些实施方式，用于 建立非接触式温度测量例行程序的方法可以包括识别至少一个温度测量对 象；提供与该对象相对应的补偿数据；将该补偿数据与数据标签相关联； 以及将该数据标签置于所述对象附近。在某些情况下，所述补偿数据包括 发射率、反射温度、或者与所述对象相对应的其他信息，并且所述方法还 包括将所述补偿数据存储到所述数据标签上。


图1是根据本发明一些实施方式的辐射计的框图； 图2是根据本发明一些实施方式的辐射计的框8图3是根据本发明一些实施方式的采用光学读取器的数据读取器的框
图4是根据本发明一些实施方式的采用射频读取器的数据读取器的框
图5是示出了根据本发明一些实施方式的辐射计、对象以及数据标签 之间的交互的框图6是示出了根据本发明一些实施方式的辐射计、对象以及数据标签 之间的交互的框图7是示出了根据本发明一些实施方式的用于建立温度测量调查的方 法的流程图。
具体实施例方式
参考附图阅读以下详细描述，其中不同附图中的相同元件的编号相同。 可以理解的是，附图中所示出的和在此所描述的多种实施方式仅是出于示 例性目的，而非用于将本发明限制成任何实施方式。相反，本发明意在涵 盖可能包含在所附权利要求书所定义的本发明的范围内的各种替代、修改 和等价体。
本发明的实施方式可以包括各种非接触式温度测量装置或者设备(在此 统称为"辐射计")，并且在此所使用的术语并非意味着将本发明限制为任 何特定实施方式。为了列举一些实施例，温度测量设备或者辐射计可以包 括单点温度计、 一维红外检测器阵列、或者能够产生对象的热图像的二维 检测器阵列。
例如，图1绘示了根据本发明一种实施方式的单点红外温度计形式的 辐射计100的示例。光包络12表示辐射计10的光学系统14的视野，其确 定了对象表面16上的能量区的实际形状和大小，所述对象表面的红外射线 可由辐射计的红外检测器18感测到。在一些实施方式中，所述辐射计包括 激光瞄准装置(laser sighting device) 20，该装置20包括激光模块22和相关 联的光学系统，例如衍射光栅24，该装置20将一束或者多束激光束投射到 所述对象表面，从而限定了可见光的激光对象区域或环26，该区域或环大 致表示了所述能量区域的轮廓。如图1所示，来自所述红外检测器18和可选环境温度检测器28的输 出信号经由放大器和A/D转换器电路30而被提供给处理器32，该处理器 32然后使用来自红外检测器18的输出信号来生成温度数据。所述处理器 32连接到存储器34，该存储器34可以包含用于控制所述处理器的程序指 令。所述辐射计还包括显示屏36以及电源电路38，该电源电路38通过内 部电池或者外部电源来向辐射计和激光瞄准装置供电。所述瞄准装置的激 光模块22经由激光驱动电路40而被连接到所述处理器32,以使得所述瞄 准装置可以在处理器的控制下被激活(activate)和解激活(deactivate)。
进一步参考图1的实施例，所述辐射计10包括与所述处理器32通信 的数据读取器50。该数据读取器50允许辐射计获取与特定对象相对应的对 象数据，这将在下面进一步地描述。根据一种实施方式，所述处理器被编 程为基于所接收的对象数据和红外反射输出信号来自动生成温度数据。在 图1所示的实施方式中，所述数据读取器50被构建在辐射计10内，但可 选地数据读取器50还可以包括独立的模块、或安装到所述辐射计10上的 附件、或者经由通信链路而被连接到所述辐射计10。例如，在可选实施方 式中，所述数据读取器50可以经由通信电缆或者无线遥测链路而与辐射计 IO通信。本领域技术人员可以理解，图1仅仅绘示了非接触式温度测量设 备的一个实施例。许多不同的配置和特征均可以根据需要而与辐射计10 — 起被包括。仅作为一个实施例，根据一些实施方式的辐射计10可以不包括 显示屏36，而是可以直接存储所生成的温度数据和/或经由通信链路(例如有 线或者无线链路)而将该数据发送到例如个人计算机。此种可选实施方式对 于例如提供更低成本的辐射计、或者通过例如机器人来自动收集温度数据 的情况是很有用的。
图2是辐射计60的另一实施例的高水平框图，所述辐射计60包括可 用于本发明一些实施方式中的热映像系统。如图所示，辐射计60包括适用 于感测从对象发射的红外射线的红外摄像头62。例如，摄像头62包括光学 系统，例如将来自对象的红外射线聚焦到红外检测器的透镜。所述红外检 测器可以包括允许生成红外图像的检测器阵列(例如，微测辐射热计焦平面 阵歹ij(microbolometer focal plane array))。
根据该实施方式，所述红外摄像头62生成原始红外数据，并将该数据
10发送给处理器32,处理器32生成对应的温度数据，该温度数据可被发送给 显示屏36以备观察。例如，处理器可以进行计算，以将原始红外图像数据 转换成场景温度，并且然后转换成与感测温度和所选择的颜色板相对应的 RGB颜色。存储器模块34耦合到处理器32，并且除了其他的内容，还可 以存储用于处理器32的程序指令。电源38可以根据辐射计60的各个组件 的需要而为辐射计60供电。本领与技术人员可以理解的是，图2是被高度 简化的，可以针对根据其他实施方式的可选设计而修改实际的组件和连接。
如图1所示，图2的辐射计60还包括与处理器32相耦合的数据读取 器50。该数据读取器50适用于从数据标签读取对象数据，所述数据标签位 于测量对象的附近。根据一个优选实施方式，所述处理器32被编程为根据 原始红外数据和数据读取器50从特定数据标签接收到的对象数据来自动生 成温度数据，这将在下面详细讨论。虽然将数据读取器50安装在辐射计60 上，但也可以根据特定的应用来将数据读取器50安装在辐射计内或辐射计 外。数据读取器50可以通过使用多个实现工具中的一个或者多个来从一个 或者多个数据标签读取对象数据。例如，在一些实施方式中，数据读取器 可以为光学数据读取器，例如适用于读取机器编码的数据标签的条形码扫 描仪。在另一实施方式中，所述数据读取器50可以采用射频识别(RFID)技 术来读取数据标签。当然，这些实现实际上仅是示例性的，并且本发明并 不限于这些实施方式。
参考图3，根据一种实施方式绘示了包括光学数据读取器的可能数据读 取器80的一个实施例。所述数据读取器80(可以例如包括本领域所公知的 条形码扫描仪)包括用于照射数据标签83的照射部件82、以及用于接收数 据标签83的图像的映像部件84。根据一些实施方式，数据标签83可以可 选地被编码成以1D或者2D条形码符号的形式存储对象数据。所述映像部 件84生成电输出信号，该信号表示被可选地编码到数据标签83上的对象 数据，该信号最终被发送到辐射计的处理器32,从而允许辐射计根据解码 后的对象数据来生成温度数据。
根据所示实施方式，照射部件82可以包括照射源86以及照射光学器 件88，该照射光学器件88用于将瞄准图案90投射到数据标签83上。例如， 所述光学器件88可以包括一个或者多个透镜、漫射器(diffiiser)、光楔
ii(wedge)、反射镜、或者这些元件的组合，而所述照射源86可以包括例如激 光器或者发光二极管(LED)，例如白色的LED或者红色的LED。
映像部件84可以包括图像传感器92(例如一维(1D)或者二维(2D)的 CCD、 CMOS、画OS、 PMOS、 CID或者CMD固态图像传感器)以及映像 光学器件94，该映像光学器件94用于接收所述数据标签83的图像，并将 该图像聚焦到图像传感器92上。信号处理器96和A/D转换器98还可以调 节和处理所述图像传感器92的输出信号。在一些实施方式中，所述数据读 取器80还可以包括进行后续处理和控制的综合处理器，然而，这些功能还 可以由辐射计的处理器来提供。例如，如图3所示，所述数据读取器80连 接到辐射计的处理器32，该处理器32可以是例如图1和2中所绘示的那些 处理器中的一者。
可以理解的是，图3中绘示的数据读取器80仅仅是可能的光学数据读 取器或者条形码扫描仪的一种代表。在其他实施方式中，所述数据读取器 80可被完全整合在辐射计中。例如，在手枪握把式辐射计(pistol grip-type mdiometer)中，所述数据读取器的照射光学器件88和映像光学器件94可位 于与辐射计的红外检测器的光学器件最接近的辐射计的前端。在可选实施 方式中，所述数据读取器80可以位于辐射计外壳的外部，并且可以与辐射 计经由通信链路(例如，电缆或者无线遥测链路)相耦合。
参考图4，根据本发明一种实施方式绘示了采用公知RFID技术的可能 数据读取器100的另一实施例。与测量对象相关联的数据标签101可以存 储与该对象相对应的对象数据。例如，所述数据标签可以是有源或者无源 RFID标签，该标签具有编入了对象数据的存储器。在无源标签的情况下， 所述数据读取器100通过无线电信号来给数据标签101供电，并经由天线 102而与数据标签101进行无线通信，从而获取对象数据。相关联的辐射计 然后可以根据对象数据来生成温度数据。所述RFID数据读取器可被整合到 反射器中，或者可以为经由通信链路而与辐射计进行通信的独立装置。
已知的是，数据读取器100具有用于进行通信的电路，在一种实施方 式中，该电路包括处理电路104、振荡器106、发送部分(包括滤波器108、 调制器110和放大器112)、以及接收部分(包括另一放大器114、正交混频 器116、另一滤波器118以及解调器120)。双工器122可以将发送部分和接收部分连接到公共天线102。如图4中所示，数据读取器100连接到辐射计 的处理器32，而在一些实施方式中，数据读取器100可以不具有自己的处 理电路104。
所述数据读取器100可以经由处理电路104来接收信息信号或者发送 来自处理器32的定时信息。所述处理电路104输出由其自身生成的命令和 接收自处理器32的信息信号。该信号由发送部分以公知方式进行处理，并 经由双工器122和天线102而被发送至数据标签101。作为响应，数据标签 101将存储在其存储器中的对象数据发送至数据读取器100，并且天线102 将所接收的信号发送至数据读取器电路的接收部分。在处理之后，所述处 理电路104将读取自所述数据标签101的对象数据输出至辐射计处理器32 。
图4的实施方式示出了一种可能的实现RPID处理的数据读取器100， 但可以理解的是，其他公知的设计可被用在可选实施方式中。作为一个实 施例，可以使用有源RFID处理，其中数据标签101包括电源，并且周期性 地发送其对象数据，而不需要数据读取器100提示。
所述对象数据可以包括与特定对象相关联的各种信息。在某些实施方 式中，所述对象数据可以包括补偿数据，该补偿数据可被用于生成所述对 象的更加准确的温度数据。例如，所述补偿数据可以包括发射率、透射率、 反射率或者反射温度中的一个或者多个值，和/或对象的特性和/或周围环 境。在某些情况下，所述补偿数据可以包括多个值，每个值对应于不同的 波长(例如，在1.0 jLim、 1.6 pm或者8-14pm的发射率)。在另一实施方式中， 所述对象数据可以指向存储在存储器中的补偿数据或者与存储在存储器中 的补偿数据相关联，这将在下面进行描述。
在某些实施方式中，所述辐射计的处理器被编程为根据红外检测器所 接收的红外射线以及接收自与特定对象相对应的数据标签的对象数据来生 成温度数据。例如，如果所述对象数据包括补偿数据、或者识别出存储在 存储器中的补偿数据，则处理器可以根据从所述对象射出的红外射线以及 补偿数据来生成温度数据。从而，所述辐射计可以对导致不准确的温度数 据的因素(例如，发射率、透射率、反射率等等)进行补偿。
有利的是，通过考虑对象和/或其环境的个别且特定的特性，本发明的 实施方式允许对特定对象进行有针对且稳定的温度测量。例如，具有特定对象数据的数据标签能够避免在生成多种不同类型的对象的温度数据时使
用单个标准的或者默认的补偿值(例如，发射率的值为1.0或者0.95)。此外， 辐射计的处理器可以使用与对象相对应的对象数据(例如，补偿数据)来在操 作员进行温度调查时实时生成精确的温度数据，而不需要依赖于在处理之 后对温度数据中的不准确之处进行校正。
另外，即使操作员知道特定对象的补偿数据值，本发明的实施方式也 可以限制或者防止操作员误输入非准确值的情形。例如，在某些实施方式 中，额外的操作员动作对于获取补偿数据而言可能并非必需的。所述辐射 计可以被编程为当用户将辐射计瞄向对象并打开开关以测量温度时自动获 取对象数据，该对象数据包括数据标签的补偿数据。所述处理器然后接收 来自数据读取器的补偿数据以及来自红外检测器的输出，并基于这两者生 成温度数据。从而，温度测量中的不准确之处可以在没有操作员的任何输 入的情况下得到补偿。这种自动温度补偿对于通过自动装置(例如机器人， 而非人，即操作员)测量并收集温度数据而言也是有利的。
在一些情况下，补偿数据可以包括对象的特定发射率。相比于使用默 认或者固定发射率(例如，0.95、 l.O)的情况，这允许辐射计生成更加准确的 温度数据。在一种实施方式中，根据以下关系式来生成温度数据
S = i ^>吖"" 其中S为来自红外检测器的信号，RiiX入)为装置敏感度，e(入)为与对 象相关联的发射率，L、b(A,T)为辐射通量，以及S入为带宽。因此，给定 辐射计的敏感度(例如特定装置的预定常数)，便可根据接收自检测器的信号 以及接收自数据标签的发射率(即，补偿数据)来确定对象的辐射通量。已知 辐射通量，便可通过解出以下关系式而确定温度数据
T是对象的绝对温度，其中h = 6.626 x 10_34 J 's是普朗克(Planck)常量; c = 2.9979 x 108 m .s'1是指光在真空中的速度；以及k= 1.3807 x l(T23 J 'K" 是玻尔兹曼(Boltzmann)常量。在一些包含单点检测器的实施方式中，所述 温度数据可以包括以此种方式生成的单个温度，而包含红外检测器阵列(例 如，热映像器)的辐射计可以生成与单个场景相对应的多个温度。
根据某些实施方式，所述补偿数据可以包括与对象及其环境的多个属性相关联的值。例如，所述辐射计可以被编程为生成温度数据，除其他值 之外，该温度数据还补偿了发射率、反射温度和/或发射温度。在此种实施
方式中，所述补偿数据可以包括发射率s(X)、反射率p(X)、反射温度Tp和/ 或透射率5C(X)、以及透射或背景温度Tx。通过对以下关系式进行求解，以 得出对象的发射温度TE。
及袭,力(2，7y.cU
参考图5和6，根据一些实施方式示出了分别显示温度补偿系统220和 温度补偿系统230的框图。所述系统220、 230可以包括用于测量对象226 的温度的辐射计222和数据标签224。所述对象226向辐射计222辐射出红 外射线228。所述辐射计222收集该射线，并将其反映到用于生成温度数据 的一个或者多个检测器。另外，所述辐射计包括数据读取器50，如上所述， 该数据读取器50与数据标签224进行通信，以获取与对象226相对应的对 象数据。虽然图5和6示出的数据读取器50为辐射计222的一部分，但在 一些实施方式中，所述数据读取器50实际上可以位于輻射计222外部，并 经由遥测链路而与辐射计进行通信。
在优选实施方式中，所述数据标签224被置于对象226附近，以使得 数据读取器50可以在辐射计222采集红外射线228的时刻附近读取数据标 签224。例如，如果数据读取器和标签采用RFID，则将数据标签224置于 对象226附近或者紧贴对象226可以允许数据读取器和辐射计在辐射计收 集发自对象226的红外射线的同时从标签接收对象数据。在一些实施方式 中，如图5所示，所述数据标签224可以通过例如粘结剂或者其他的固定 件而被贴到或者直接安装到对象226。在其他实施方式中，所述数据标签的 位置可以取决于对象226的温度特性。例如，如果数据标签224具有有限 的可工作温度范围，则数据标签224的位置可能需要与对象达到高温度的 一侧相分离。然而，这些仅仅是标签布局的实施例，并且本发明并不限于 数据标签的任何特定布局。许多位置都是可行的，诸如靠近或者远离对象 226。
有时可能更多是需要将比数据标签224可以存储的对象数据更多的对 象数据与对象226联系起来。可选择的，基于诸如便于访问之类的其他原
15因，优选地将额外的对象数据存储于数据标签224的外部。参考图5，在一 些实施方式中，所述辐射计224和/或数据读取器50可以将额外的对象数据 存储在内部存储器34中。例如，包括与对象226相对应的补偿数据的对象 数据可被存储在存储器34中。从数据标签224获取的对象数据可以包括对 象标识符，该对象标识符与存储器34中的对象的补偿数据相关联。所述辐 射计然后可以利用对象标识符来在存储器34中查找并获取相应的补偿数 据，在此之后对根据输入的红外射线228计算得出的温度数据进行调节。
参考图6，可以使用类似的方法来获取存储在外部存储器232中的对象 数据，例如补偿数据。所述外部存储器232可以为便携式存储装置，该存 储装置可以与辐射计222和/或数据读取器50(例如，USB闪存驱动器)相连、 或者可被整合到远程计算机中。例如，在一些实施方式中，所述辐射计222 或者数据读取器50可被配置成经由通信链路(例如电缆或者无线遥测链路) 而与远程计算机相连。在一种实施方式中，在从数据标签224获取对象标 识符之后，辐射计可以向远程计算机中的外部存储器232请求与对象226 相对应的补偿数据，并据此调节对象226的温度数据。
根据一些实施方式，可以使用与多个测量对象相对应的多个对象标识 符来在内部和/或外部存储器34、 232中为对象数据建立索引。例如，所述
对象标识符可以是存储在对应数据标签上的字母数字值。所述对象数据可 被存储在数据库中，该数据库位于内部存储器34或者外部存储器232中。 一旦从数据标签获取到对象标识符，则所述辐射计可以获取与对象标识符 相匹配的相应对象数据，并显示该对象数据和/或利用该对象数据来调节温 度数据。所存储的对象数据可以包括每个对象的多种数据，例如包括诸如 发射率、反射温度等等的补偿数据。另外，可以理解的是，可以根据对象 标识符来对之前的温度测量、参考图像、备注以及其他对象建立索引。例 如，可以获取可见光图像或者红外参考图像，从而使技术人员能够确保对 正确的对象进行映像和/或适当地调准辐射计。可选择地，可以获取之前采 集的热图像，以与新采集的图像进行比较。
在本发明的一些实施方式中，所述温度补偿系统可被用于更大的库存 或者跟踪系统，例如弗卢克(fluke)公司的商标为MET/TRACK⑧的库存系统。
在此实施方式中，可以在所述库存系统中使用对象标识符，以识别对象。
16图7示出了根据本发明的一种实施方式的用于建立温度测量调查的方 法。技术人员可以通过首先在240处识别一个或者多个温度测量资源或者 对象来建立对象调查。对于给定的对象编号N，技术人员可以在242处以 对应于每个对象n的补偿数据n的形式提供对象数据。例如，技术人员可 以测量、计算和/或查找与对象相对应的补偿数据。
例如，大量不同材料在给定波长(例如，在1.6 jxm下，氧化铝是0.4， 抛光铜是0.03)下的标准发射率的值是本领域所公知的。在一些情况下，技 术人员可以通过将一片带子(tape)置于对象之上来确定对象的发射率。在所 述带子到达对象的温度之后，技术人员可以利用设置成0.98的发射率的辐 射计来测量对象温度。在移除所述带子之后，技术人员再次测量对象温度， 调节发射率直到温度匹配之前所测量的温度为止。调节之后的发射率的值 则表示对象的发射率。可以理解的是，还可以使用许多其他的方法来确定 或者测量发射率的值、或者其他补偿数据。
在提供与对象n相对应的补偿数据n之后，技术人员可以在244处将 补偿数据n与数据标签n相关联。在一种实施方式中，技术人员可以具有 多个数据标签，每个数据标签具有已存储的对象标识符n。技术人员可以将 对象标识符n与补偿数据n(例如，发射率)相链接，并如在此所述的，将补 偿数据n存储到内部和/或外部存储器中、或者对内部和/或外部存储器中的 补偿数据n建立索引。当检查员读取数据标签n时，所述辐射计从数据标 签n获取对象标识符n，并从内部和/或外部存储器获取相应的补偿数据n。 例如，技术人员可以具有多个预先印刷的条形码标记、或者预先编程的 RFID标签，所述标记或者标签具有对象标识符。技术人员然后可以将一个 标记/标签的对象标识符(即，数据标签n)指派给对象n以及存储器内的补偿 数据n。
在另一实施方式中，技术人员可以通过将补偿数据存储到数据标签n 自身上而将补偿数据n与数据标签n相关联。例如，在一种实施方式中， 所述温度补偿系统包括计算机，该计算机具有用于将期望值(即，诸如发射 率之类的补偿数据)转换成机器可读条形码的附属程序。所述条形码然后被 印刷到标记(即，数据标签n)上，该条形码可由具有上述数据读取器的辐射 计读取。在又一实施方式中，技术人员可以直接将补偿数据编入RFID标签中。
在将补偿数据n与数据标签n相关联之后，所述建立方法包括在246 处将数据标签n置于对象n附近，从而使得数据标签n可被测量对象n的 温度的辐射计读取。例如，如上面参考图5和6详细描述的，所述数据标 签n可被置于对象n之上或者附近。因此， 一旦放置完所有的N个数据标 签，技术人员就可以利用辐射计来完成温度测量调查，根据本发明的实施 方式，所述辐射计接收来自对象的带有对象数据的红外射线，并自动生成 描述所述对象的温度数据。
可以理解的是，多种实施方式都是可行的。作为另一实施例，建立调 查的技术人员可以提供具有对象标识符的一个数据标签，并且然后利用补 偿数据来对另一个数据标签进行编码。更迸一步的，领班技术人员可以将 对象标识符和补偿数据编入数据标签中。当然，可以理解的是，还可以包 括其他数据，例如，反射率、反射温度、透射率和/或背景温度。
.这样，上文公开了辐射计和温度补偿系统的多个实施方式。虽然己经 参考所公开的特定实施方式详细描述了本发明，但所公开的实施方式仅是 示例性的而非限制性的，本发明的其他实施方式也是可行的。本领域技术 人员可以理解，可以在不背离本发明的本质和所附权利要求书的范围的情 况下，可以进行各种改变、改装和变更。
权利要求
1、一种用于测量对象的温度的辐射计，其包括红外检测器，其用于感测来自所述对象的红外射线，并生成与所述红外射线相对应的信号；光学系统，其用于收集所述红外射线，并将所述红外射线映像到所述红外检测器上；数据读取器，其适用于从数据标签读取与所述对象相对应的对象数据；以及处理器，其耦合到所述红外检测器和所述数据读取器，所述处理器被编程为用于基于所述对象数据和由所述红外检测器生成的信号来生成温度数据。
2、 根据权利要求l所述的辐射计，其中所述红外检测器包括用于采集 所述对象的红外图像的红外检测器阵列。
3、 根据权利要求1或2所述的辐射计，其中所述数据读取器包括适用 于从所述数据标签读取所述对象数据的条形码扫描仪。
4、 根据前述任一权利要求所述的辐射计，其中所述数据读取器包括适 用于从所述数据标签读取所述对象数据的RFID读取器。
5、 根据前述任一权利要求所述的辐射计，其中所述对象数据包括与所 述对象相对应的补偿数据。
6、 根据权利要求5所述的辐射计，其中所述补偿数据包括所述对象的 发射率。
7、 根据权利要求5或6所述的辐射计，其中所述补偿数据包括所述对 象的反射率和反射温度。
8、 根据权利要求5-7中的任一项所述的辐射计，其中所述补偿数据包 括所述对象的透射率和背景温度。
9、 根据前述任一权利要求所述的辐射计，其还包括用于存储与所述对 象相对应的补偿数据的存储器，其中所述对象数据包括与所存储的补偿数 据相关联的对象标识符。
10、 一种非接触式温度测量系统，其包括辐射计，其包括红外检测器、适用于从对象收集红外射线并将所述红 外射线映像到所述红外检测器上的光学系统、以及耦合到所述红外检测器 的处理器，所述处理器被编程为基于所述红外射线来生成温度数据；数据标签，其包括与所述对象相对应的对象数据；以及数据读取器，其位于所述辐射计外部且与所述辐射计相耦合，所述数 据读取器适用于从所述数据标签读取所述对象数据，并将所述对象数据传 输给所述辐射计；其中所述辐射计的处理器还被编程为基于所述对象数据来生成所述温度数据。
11、 根据权利要求10所述的系统，其中所述红外检测器包括用于采集 所述对象的红外图像的红外检测器阵列。
12、 根据权利要求10或11所述的系统，其中所述数据读取器包括条 形码扫描仪。
13、 根据权利要求10-12中的任一项所述的系统，其中所述数据标签包 括RFID标签，而所述数据读取器包括适用于从所述RFID标签读取所述对 象数据的RFID读取器。
14、 根据权利要求10-13中的任一项所述的系统，其中所述对象数据包括补偿数据。
15、 根据权利要求14所述的系统，其中所述补偿数据包括所述对象的 发射率。
16、 根据权利要求10-14中的任一项所述的系统，其中所述对象数据包 括对象标识符，并且所述系统还包括用于存储与所述对象标识符相对应的 补偿数据的存储器，并且其中所述处理器被编程为从所述存储器获取所述 补偿数据并基于所述补偿数据生成所述温度数据。
17、 根据权利要求16所述的系统，其中所述补偿数据包括所述对象的 发射率。
18、 根据权利要求16或17所述的系统，其还包括远程计算机，其中 所述远程计算机包括所述存储器。
19、 根据权利要求10-18中的任一项所述的系统，其还包括多个数据标 签，所述多个数据标签包括与多个对象相对应的对象数据。
20、 一种非接触式温度测量的方法，其包括 接收从对象发射的红外射线；从与所述对象相关联的数据标签读取对象数据；以及 基于所述红外射线和所述对象数据来自动生成温度数据。
21、 根据权利要求20所述的方法，其中所述对象数据包括所述对象的 发射率。
22、 根据权利要求20或21所述的方法，其中所述对象数据包括对象 标识符，并且所述方法还包括从存储器获取与所述对象标识符相对应的补 偿数据。
23、 根据权利要求22所述的方法，其中所述补偿数据包括所述对象的 发射率，并且其中基于所述对象数据来生成所述温度数据包括基于所述发 射率来生成所述温度数据。
24、 一种建立温度测量调查的方法，其包括 识别温度测量的对象； 提供与所述对象相对应的补偿数据； 将所述补偿数据与数据标签相关联；以及将所述数据标签置于所述对象附近，其中所述数据标签能够被辐射计 读取，所述辐射计基于所述补偿数据来生成所述对象的温度。
25、 根据权利要求24所述的方法，其中将所述补偿数据与所述数据标 签相关联包括将所述补偿数据存储在所述数据标签上。
26、 根据权利要求24或25所述的方法，其中所述补偿数据包括所述 对象的发射率。
27、 一种非接触式温度测量系统，包括 根据权利要求l-9中的任一项所述的辐射计；以及 数据标签，其包括与所述对象相对应的对象数据。
28、 根据权利要求20-26中的任一项所述的方法，使用根据权利要求 1-9中的任一项所述的辐射计或根据权利要求10-19和27中的任一项所述 的系统。
全文摘要
本发明涉及辐射计和温度补偿系统。一种用于测量温度数据的辐射计可以包括用于读取与测量对象相关联的对象数据的数据读取器，并基于所述对象数据来生成温度数据。温度补偿系统可以包括具有数据读取器的辐射计、以及置于对应的测量对象附近的一个或多个数据标签。所述数据标签可以包含对象数据，该对象数据除了其他数据之外，还包括对象标识符和/或补偿数据。所述补偿数据可以包括例如对象发射率。在某些实施方式中，所述数据读取器可以包括光学扫描装置和/或RFID读取器。
文档编号G01J5/06GK101561318SQ200910134050
公开日2009年10月21日 申请日期2009年4月8日 优先权日2008年4月16日
发明者J·埃尔罗德, J·瑞安, L·威尔逊, M·施雷黑尔, P·卡尔森, R·施密特, S·加因 申请人:弗卢克公司