用于无接触式确定温度的方法以及红外测量系统与流程

本发明涉及一种用于无接触式确定表面的温度、尤其用于无接触式确定表面的温度分布的方法，以及一种相应的红外测量系统。

背景技术：

用于无接触式确定表面的温度、尤其用于无接触式确定表面的温度分布的设备和方法在现有技术中已知并且多样地得到应用，例如用于电路的安全性检查、用于机器流程中的故障查找或者用于标识在绝热和/或绝冷范围内的不充分的热隔离。红外温度计相对于传统的温度测量设备具有无接触式和快速的测量的优点并且尤其可以当待测量的区域仅仅能困难地达到或甚至完全不能达到时应用。借助红外敏感的温度计的温度测量在此基于对热辐射、也即尤其在3μm和50μm之间的波长范围内的红外辐射的探测，所述热辐射由每个物体根据其温度、尤其其表面温度以不同的强度来发射。从所发射的热辐射的借助温度测量设备所测量的强度可以确定进行发射的主体的表面温度。

在现有技术中已知的红外温度计基本上可以区分为两种实施方式。第一种类型的设备、即所谓的点温度计典型地包括红外传感器、透镜和显示装置并且典型地具有锥状的、优选小的测量体积，从所述测量体积中证实热辐射。us6,659,639a1和us2009/0304042a1描述这种类型的设备和这种类型的测量设备的方法。

相反，第二类型的红外温度计、即所谓的热图像摄像机典型地具有红外敏感的图像传感器、透镜系统以及屏幕并且类似于以可见光谱范围来工作的摄像机地允许检查在辐射光谱的红外范围中的物体并且在屏幕上作为所述物体的二维的、彩色编码的成像来输出。us2009/0302219a1和us7,652,251a1描述所述第二类型的设备和方法。

由de202013008745u1中已知一种热图像摄像机，所述热图像摄像机具有传感区域，所述传感区域具有传感像元，其中，在热图像摄像机的光程中布置有遮光板，所述遮光板借助其投影和/或借助其阴影将传感区域划分成包含至少一个所述传感像元的至少一个被遮暗区域和至少一个未被遮暗的区域。借助由至少一个被遮暗的传感像元确定的测量值和/或参考值，可以在没有至少暂时覆盖全部传感像元的快门（闭锁元件）的情况下执行热图像摄像机的偏移校正。

此外，由de102008041750a1已知一种用于传感器的经微结构化的、使电特性在其值方面取决于温度地进行改变的参考像元，所述参考像元与衬底热耦合，但相对于该衬底是电隔离的。在使用该参考像元的情况下，在一种用于运行温度传感器的方法中确定待测量的温度，其中，将参考像元考虑用于参考。

技术实现要素：

本发明从一种用于无接触式确定表面的温度、尤其用于无接触式确定表面的温度分布的红外测量系统、尤其手持式热图像摄像机出发。根据本发明，所述红外测量系统具有：带有探测器阵列衬底的至少一个红外探测器阵列，以及具有：

﹒多个测量像元，所述多个测量像元分别以第一热学导热能力λmp连接到探测器阵列衬底上，其中，所述测量像元对于红外辐射是灵敏的并且分别提供测量信号，用于确定与入射的红外辐射的强度相关的温度测量值tmp；

﹒多个参考像元，其分别以第二热学导热能力λbp连接到所述探测器阵列衬底上，并且，所述多个盲像元分别提供测量信号，用于确定温度测量值tbp，其中，参考像元作为对于红外辐射基本上不灵敏的盲像元来实现，其中，第二热学导热能力λbp分别比所述第一热学导热能力λmp更大。

此外，红外测量系统的评估设备被设立用于，执行根据本发明的用于无接触式确定表面的温度、尤其用于无接触式确定表面的温度分布的方法。所述方法基于一种用于无接触式确定表面的温度分布的红外测量系统、尤其手持式热图像摄像机，就如在下文中描述的那样。

红外测量系统、尤其手持式热图像摄像机被设立用于，尤其无触碰地从测量区域探测在表面上辐射的热辐射。红外测量系统设置用于输出涉及表面的温度的信息。该信息可以有利地作为一个或多个温度说明或者作为温度分布、特别有利地作为由位置分辨地确定的多个温度说明组成的热图像来实现。

“测量区域”理解为有限的几何区域，所述几何区域包括物体的小部分或区域的集合，所述小部分或区域的热辐射朝红外测量系统的方向离开物体并且由红外测量系统至少部分地检测。根据物体的材料而定、尤其根据物体对于红外辐射的透明度而定，小部分或区域可以由红外测量系统检测，所述小部分或区域不同远地位于物体中。除固体以外“物体”尤其也可以理解为流体、尤其液体和气体，其温度可以以类似的方式来测量。为了简化下面的描述，以“测量区域”尤其标记物体表面上的以下区域，所述区域基本上由测量体积和待检查的物体的表面之间的交集得出，其中所述测量体积即为以下体积，根据本发明的设备从所述体积中检测热辐射。但是，根据物体的材料特性而定，所述测量区域也可以包括来自物体的更深的层中的热辐射。

红外测量系统、尤其手持式热图像摄像机具有至少一个红外探测器阵列以及评估设备。此外，在红外测量系统的一种实施方式中，红外测量系统可以具有光学系统、尤其进行成像的光学系统。光学系统设置用于，将在红外光谱中、优选在3μm和50μm之间的波长范围中的中等红外光谱中的从测量区域发射的热辐射投影到红外测量系统的从物体角度看布置在光学系统之后的红外探测器阵列的表面上。在红外测量系统的一种实施方式中，光学系统也可以设置用于，将测量区域的成像投影到红外探测器阵列的表面上，优选将测量区域的成像聚焦到红外探测器阵列的表面上。光学系统可以为此具有使热辐射转向、引导、聚束和/或在其他方面在空间传播中影响热辐射的光学部件，例如透镜、镜等。此外，在一种实施方式中，光学系统可以设置用于，在使用光学系统的情况下可变地调节、尤其无级地“可变焦地（zoombar）”调节位于表面上的测量区域的大小。

“设置”在下文中应特殊地理解为“编程”、“设计”、“构想”和/或“配备”。将对象“设置”用于确定的功能尤其应理解为，所述对象在至少一个应用状态和/或运行状态中履行和/或实施确定的功能或设计用于履行该功能。

红外探测器阵列用于检测从测量区域所辐射的并且被引导到红外探测器阵列的表面上的红外辐射，尤其是热辐射（注意：在该文中，概念“红外辐射”和“热辐射”同义地使用）。红外探测器阵列具有至少一个探测器阵列衬底以及多个测量像元和多个参考像元。在红外测量系统的一种实施方式中，所述红外探测器阵列例如作为硅传感芯片来实现，其作为探测器阵列衬底具有硅。

所述测量像元分别布置在探测器阵列衬底的面向待检查的物体的表面上。测量像元对于从测量区域入射的红外辐射是灵敏的，其中，每个测量像元是辐射灵敏的、尤其是红外光灵敏的元件。对于红外光灵敏的元件的实力尤其是光电二极管、热辐射仪、热电传感器、p/n二极管、pin二极管、雪崩光电二极管（apd）、(经调制的)ccd芯片和cmos像元，但是也可以理解为是其他的、对于专业人员看来有意义的、例如基于硅传感器、铟镓砷化物传感器、硫化铅传感器、铟锑传感器、镉水银碲化物传感器、镓砷化物量子阱传感器、镉水银碲化物传感器等的红外光灵敏的元件。在红外测量系统的一种实施方式中，测量像元作为p/n二极管或所谓的热二极管来实现。测量像元设置用于检测来自红外范围、尤其在3μm和50μm之间的波长范围中的中等红外范围的辐射并且将所述辐射转换成测量信号、尤其电测量信号。

每个测量像元以第一热学导热能力λmp连接到探测器阵列衬底上。“以第一热学导热能力λ连接”应理解为，相应的像元（一般表达“像元（pixel）”在下文中不仅表示测量像元也表示参考像元）基于其与探测器阵列衬底的连接、也即其与探测器阵列衬底的机械连接而具有用于导出借助红外辐射所输入的热到探测器阵列衬底上的能力。从相应的像元流出到探测器阵列衬底上的热流在此根据p=λ﹒δt与自身的连接的热学导热能力成比例。在此，对于热学传导能力适用：

λ=λspez﹒a/l（1），

具有到探测器阵列衬底上的连接的由热流流过的横截面积a和长度l、在所述连接上下降的温度差δτ以及所述连接的材料的特定的、也即材料固有的导热能力λspez。

随着红外辐射pmp的入射，相应的测量像元以δτμρ的程度加热，其中，在所述红外测量系统的一种实施方式中，基于所述加热，测量像元的电压相对于流过测量像元的电流imp改变。因此，在测量像元上下降的电压发生改变。可以通过检测测量像元电压ump和/或测量像元电流imp，以这种方式来提供测量信号，使得所述测量信号与红外辐射pmp的入射到测量像元上的热功率相关。因此，所述测量像元分别提供与入射的红外辐射的强度相关的测量信号，用于确定同样与入射的红外辐射的强度相关的温度测量值τμρ。第一热学导热能力λmp在红外测量系统的一种实施方式中有利地如此选择，使得所述测量像元具有对于入射的红外辐射的高灵敏性，其中实施测量像元以所述第一热学导热能力连接到探测器阵列衬底上。

每个测量像元的测量信号可以例如作为电压或作为电流来由测量像元提供。尤其应指出，相互无关地提供或可以提供每个测量像元的相应的测量信号。每个由测量像元提供的测量信号可以被转发或者被转发给红外测量系统的评估设备用于确定温度测量值tmp，由所述评估社被来将其单独地和/或与其他测量像元的其他测量信号相组合地评估。在使用红外探测器阵列的（任意）多个测量像元的情况下，因此可以确定多个温度测量值τμρ。尤其以此方式可以由从分别由待检查的对象所发射到测量区域的空间角中的红外辐射确定热图像的图像信息。

根据本发明，红外探测器阵列除了测量像元还具有多个参考像元，其分别提供以电压ubp或电流ibp形式的测量信号，尤其是以彼此无关的方式来提供。所述参考像元的工作方式在此优选基于与在测量像元的情况下相同的作用关联性（wirkzusammenhang），也即参考像元同样作为红外光灵敏的元件、诸如光电二极管、热辐射仪、热电传感器、p/n二极管、pin二极管、雪崩光电二极管（apd）、(经调制的)ccd芯片和cmos像元等来实现。特别优选地，参考像元原则上由与测量像元相同的红外光灵敏的元件组成，然而其中所述参考像元作为对于来自测量区域的入射的红外辐射不灵敏的盲像元来实现（注意：在该文中，概念“参考像元”和“盲像元”视为同义的并且同义地使用）。

为此，每个参考像元以第二热学导热能力λbp连接到探测器阵列衬底上，其中，所述参考像元的第二热学导热能力λbp大于测量像元的第二热学导热能力λmp。从相应的参考像元流出到探测器阵列衬底上的热流在此因此比从测量像元流出到探测器阵列衬底上的热流更大。在此，随着红外辐射的入射，只要盲像元基于其在探测器阵列上的布置而总的来说充满入射的红外辐射的话，盲像元以δτβρ的程度加热，其中所述δτβρ比测量像元的δτμρ更小。因此，由盲像元所提供的测量信号ubp也反映盲像元的更小的温度上升。

在红外测量系统的一种实施方式中有利地如此选择第二热学导热能力λbp，使得所述参考像元具有对于入射的红外辐射的微不足道地小的灵敏性，其中所述参考像元以第二热学导热能力连接到探测器阵列衬底上。“微不足道地小的灵敏性”或者“基本上不灵敏的”尤其应理解为，参考像元的灵敏性比测量像元的灵敏性显著地小、尤其小出因数10、优选因数100、特别优选因数1000或更大的因数。这可以尤其在入射的红外辐射如此快速地通过到探测器阵列衬底上的连接来被发出以使得没有进行参考像元的显著加热的情况下实现。在此意义上，参考像元分别提供无关于入射的红外辐射的强度的测量信号，用于确定同样无关于入射的红外辐射的强度的温度测量值τβρ。

通过检测测量像元电压ubp和/或测量像元电流ibp，以这种方式来确定测量信号，使得所述测量信号与红外辐射的入射的热功率至少更少地、优选几乎完全不相关。每个由参考像元提供的测量信号被转发给红外测量系统的评估设备，用于确定温度测量值tbpbp，由评估设备来与测量像元的测量信号类似地，单独地和/或与其他参考像元的其他测量信号组合地评估或可以评估所述由参考像元提供的测量信号。因此，在使用红外探测器阵列的至少多个参考像元的情况下，可以确定多个温度测量值τβρ。

尽管测量像元和参考像元的优选相同的物理作用原理或功能原理，通过测量像元和参考像元到探测器阵列衬底上的不同的热学连接得出鉴于测量像元和参考像元的探测能力方面的显著区别。测量像元基于其到探测器阵列衬底上的连接的相对差的热学传导能力λmp而对于所接收的红外辐射是灵敏的，而参考像元基于其到探测器阵列衬底上的连接的相对好的热学传导能力λbp而对于所接收的红外辐射是不灵敏的。有利地，参考像元基于其相对好的热连接λbp而与红外测量系统的组件、尤其与探测器阵列衬底以及必要时与红外测量系统的另外的组件、诸如光学系统的或壳体的元件处于热学平衡中。

在根据本发明的红外测量系统的一种实施方式中，第一热学导热能力λmp比第二热学导热能力λbp小出因数10、优选因数100、特别优选因数1000或更大的因数。尤其在因数为1000的情况下可以实现鉴于测量像元和参考像元的探测能力方面的有利的、显著的区别。

在根据本发明的红外测量系统的一种实施方式中，第一热学导热能力λmp通过第一连接元件的第一有效横截面积amp和第一有效长度lmp来实现，所述测量像元通过其来与所述探测器阵列衬底连接，并且所述第二热学导热能力λbp通过第二连接元件的第二有效横截面积abp和第二有效长度lbp来实现，所述参考像元通过其来与所述探测器阵列衬底连接，其中，所述第一连接元件的第一有效横截面积amp与所述第二连接元件的第二有效横截面积abp不同，和/或其中所述第一连接元件的第一有效长度lmp与所述第二连接元件的第二有效长度lbp不同，从而amp/lmp≠abp/lbp。

相应的“有效横截面积a”定义为各个连接元件的横截面积的总和，其中相应的像元通过所述各个连接元件连接到探测器阵列衬底上。“有效长度“相应于各个连接元件的平均长度，其中相应的像元通过所述各个连接元件连接到探测器阵列衬底上。

尤其可以通过连接元件的长度l和/或横截面积a按照比例λ～a/l来影响并且在制造时确定参考像元和测量像元的连接的热学导热能力。横截面积a与长度l的比例在此通过连接元件的几何构型限定测量像元和参考像元的到探测器阵列衬底上的连接的导热能力。

在根据本发明的红外测量系统的一种实施方式中，所述第二连接元件的第二有效横截面积abp作为所述第一连接元件的第一有效横截面积amp的多倍来实现，其尤其为两倍、优选五倍、特别优选十倍或更多，和/或所述第一连接元件的第一有效长度lmp作为所述第二连接元件的第二有效长度lbp的多倍来实现，其尤其为两倍、优选五倍、特别优选十倍或更多。

在根据本发明的红外测量系统的一种实施方式中，所述第一热学导热能力λmp通过至少100μm长的第一连接元件来实现，并且所述第二热学导热能力λbp通过最大10μm长的第二连接元件来实现。

在所述红外测量系统的一种示例性的实施方式中，第一热学导热能力λmp可以通过至少100μm长的两个第一连接元件来实现，并且第二热学导热能力λbp通过最大10μm长的二十个第二连接元件来实现。

在根据本发明的红外测量系统的一种实施方式中测量像元和参考像元作为p/n二极管（热二极管）来实现。

以这种方式，红外探测器阵列可以有利地作为半导体传感器在使用半导体技术的情况下来实现。此外，在使用p/n二极管的情况下有利地可能的是，检测待测量的温度或红外辐射的小的变化和/或消除干扰信号，其通过半导体传感器的测量电子部件引起。这样的干扰信号可以例如是通过测量电子部件的在运行中变化的温度引起的温度漂移。为此，在红外测量系统的一种实施方式中，除了测量像元和参考像元进一步地存在至少一个第二参考像元，尤其是在探测器阵列衬底上存在。所述至少一个第二参考像元以第三热学导热能力λrp连接到探测器阵列衬底上，其中所述第三热学导热能力λrp基本上相应于参考像元（盲像元）的第二热学导热能力λbp。测量像元和/或参考像元的测量信号可以相对于由至少一个第二参考像元所提供的参考信号、作为差分测量信号来检测，例如作为在每个测量像元与至少一个第二参考像元之间的电压差和/或作为在每个参考像元与至少一个第二参考像元之间的电压差。以此方式，可以借助差分放大器有利地准确地并且高分辨率地检测温度变化、尤其在入射的红外辐射的强度中的变化，其导致测量信号中的小的变化或差（例如在mv范围内）。尤其可以在这样的实施方式中规定：测量像元和/或参考像元可以彼此无关地、尤其是选择性地与差分放大器连接（例如在使用复用器的情况下）。

多个测量像元中的每一个和多个参考像元中的每一个与红外测量系统的评估设备能够直接地或间接地通过另外的中间接通的器件以信号技术的方式连接。

尤其，像元与评估设备的间接的以信号技术方式的连接也可以通过开关元件、例如复用器或其他选择电路来实现，所述开关元件设计用于选择性地转发多个像元的探测信号。以此方式尤其可以实现：单个像元的或像元组的探测信号可以无关于其他像元的探测信号地转发给评估设备并且由评估设备评估。

用于接收和评估红外探测器阵列的测量信号的评估设备应理解为以下设备，所述设备具有：用于接纳测量信号的信息输入端；用于处理、尤其评估所接纳的测量信号的信息处理单元；以及用于转交经处理的和/或经评估的测量信号、尤其是温度测量值tmp和tbp的信息输出端（informationsausgabe）。评估设备有利地具有如下部件，所述部件包括至少一个处理器、存储器和具有评估和计算例行程序的运行程序。评估设备的电子组件尤其可以布置在电路板（印刷电路板）上，优选地布置在具有红外测量系统的用于控制红外测量系统的控制设备的共同的电路板上，并且特别优选地以微控制器的形式。此外，控制设备和评估设备也可以实施为单个的组件。评估设备设置用于，接收、评估由红外探测器阵列提供的测量信号、尤其是由能够与评估设备以信号技术的方式连接的红外探测器阵列的测量像元和参考像元提供的测量信号，

以及基于红外探测器阵列的至少多个测量像元的和参考像元的测量信号来执行测量区域的温度的评估。评估设备尤其设置用于，基于红外探测器阵列的至少（任意）多个测量像元的和参考像元的测量信号来执行一个或多个温度测量值τμρ和τβρ的评估。所评估的温度测量值tmp和tbp可以由评估设备提供用于进一步的处理和/或用于输出、尤其用于借助输出设备输出给红外测量系统的用户和/或用于借助数据通信接口输出给外部设备。

在一种实施方式中，多个测量像元矩阵式地布置在探测器阵列衬底的表面上。测量像元的数目例如为80×80像元、优选360×240像元、特别优选地640×480像元。可以设想其他的任意的值。测量像元的数目限定红外测量系统的分辨率、也即尤其是待检查的物体的借助红外测量系统测量的热图像的分辨率。

参考像元在探测器阵列衬底上的布置原则上是任意的。在探测器阵列衬底的面向待检查的物体的一侧上的布置不是强制必需的，但是鉴于经济上有利的生产方面是有利的。

在根据本发明的红外测量系统的一种实施方式中，参考像元的布置包围测量像元的布置在所述红外探测器阵列上的阵列，参考像元的布置尤其围绕测量像元的布置在所述红外探测器阵列上的阵列。

以此方式可以进行来自空间角范围的红外辐射的特别均匀的和尤其无缝的检测，因为红外探测器阵列均匀地并且尤其无缝地配备有测量像元。通过将参考像元布置在测量像元的阵列的周围，测量像元的阵列可以定位在中央、也即在入射的红外辐射的焦点中。

在根据本发明的红外测量系统的一种实施方式中，参考像元布置、尤其有规律地布置、优选对称地布置、特别优选关于所述红外探测器阵列的至少一个主对称轴对称地布置在测量像元的布置在测量像元的在红外探测器阵列上所布置的阵列中。

“对称布置”尤其应理解为，参考像元以对称的、尤其点对称的和/或镜像对称的方式布置在测量像元的阵列中。尤其例如可以规定，分别具有至红外探测器阵列的几何中点的相同间距的参考像元布置在基本上环形的结构中。有利地，参考像元的布置也可以分别关于红外探测器阵列的几何中点以点对称的方式进行，从而两个第一参考像元的布置关于红外探测器阵列的关于另外的两个参考像元的布置的几何中点以点对称的方式进行。以此方式，通过对称布置确保参考像元的特别简单的经结构化的布置，该布置允许对温度测量值tbp的特别准确的和有利地局部地位置分辨的确定。

所描述的红外测量系统用作为对于在下文中所描述的用于无接触式确定表面的温度、尤其用于无接触式确定表面的温度分布的方法的基础。

所述方法首要地有利于像元所属的温度漂移分量tdrift的校正，其中由相应的测量像元的测量信号确定的温度测量值tmp和/或由相应的参考像元的测量信号确定的温度测量值tmp以与时间相关的方式以所述温度漂移分量的程度来移位（“漂移（driften）”）。

对所述移位或“温度漂移”的重要的影响参量是由于探测器阵列固有的效应、例如尤其在各个测量像元或参考像元中的电荷移位引起的红外探测器阵列的老化。各个像元的温度漂移尤其通过由相应的像元输出的测量信号的在时间上变化的偏差（“偏移”）表现出来并且因此也通过由相应的像元的测量信号确定的温度测量值（tmp，tbp）的在时间上的偏差表现出来。直观地说，在红外探测器阵列的温度不变的情况下以及在红外辐射的入射不变的情况下，确定与时间相关地不同的温度测量值tmp和tbp。温度测量值的与时间相关的移位输出导致表面的待确定的温度的连续失真的检查结果。

现在，校正通过应用闭锁元件、诸如“快门”而引起的这样的不期望的效应，从而使红外探测器阵列在与关闭的所述闭锁元件均衡的情况下检查已知的温度的尽可能均匀的面。在此，闭锁装置的温度必须是已知的。利用对该温度的认识，接着可以校正温度漂移。

根据本发明的用于无接触式确定表面的温度、尤其用于无接触式确定表面的温度分布的方法在此从已经提出的红外测量系统出发，所述红外测量系统至少具有：带有探测器阵列衬底的红外探测器阵列，并且具有：

﹒多个测量像元，所述多个测量像元分别以第二热学导热能力λmp连接到探测器阵列衬底上，其中，所述测量像元对于红外辐射是灵敏的并且分别提供测量信号用于确定与入射的红外辐射的强度相关的温度测量值τμρ；和

﹒多个参考像元，所述多个参考像元分别以第二热学导热能力λbp连接到所述探测器阵列衬底上，并且，所述多个参考像元分别提供测量信号ubp，用于确定温度测量值tbp，

其中，所述方法至少包括以下步骤：

﹒确定多个参考像元的温度测量值tbp；

﹒确定多个测量像元的温度测量值τμρ；

﹒分别以像元所属的温度漂移分量tdrift来校正温度测量值τμρ。

根据本发明，参考像元作为对于红外辐射基本上不灵敏的盲像元来实现，其中所述第二热学导热能力λbp比所述第一热学导热能力λmp更大，并且在使用温度测量值tbp的情况下确定所述温度漂移分量tdrift。

评估设备尤其设置用于，执行根据本发明的用于无接触式确定表面的温度、尤其用于无接触式确定表面的温度分布的方法。

“确定多个参考像元的温度测量值τβρ”和“确定多个测量像元的温度测量值τμρ”尤其应理解为，首先由任意多个参考像元或任意多个测量像元提供测量信号并且转发给评估设备。

评估设备从由参考像元所提供的测量信号关于相应的参考像元分别评估温度测量值τβρ。相应地，评估设备从由测量像元提供的测量信号中分别评估温度测量值τμρ。更准确地来看，评估设备自然关于相应的参考像元（测量像元）i分别评估取决于像元的温度测量值τβρⁱ（τμρⁱ）。“取决于像元的”在此尤其意味着，相应的温度测量值（索引i”）明确地分配给确定的像元（i）。但是，在下文中，不仅将各个温度测量值、也即τbρⁱ、τμρⁱ以及与此类似地也将关于确定的测量像元k所确定的温度漂移分量tdrift^k汇总为相应的集合τβρ、τμρ以及tdrift，以便避免通过索引引起的不必要的混淆。

应指出，多个测量像元或参考像元可以相应于任意多个，所述任意多个不是一定必须相应于可供使用的测量像元的或参考像元的全体。因此，所评估的像元的集合可以比总体上在红外探测器阵列上可用的像元的集合更小。

在所述方法的一种实施方式中，各个温度测量值可以作为标记待检查的表面的温度的值例如以摄氏度（°c）或开尔文（k）等等的方式来实现。

“在使用温度测量值tbp的情况下确定温度漂移分量tdrift”应理解为，为了评估相应的取决于像元的温度漂移分量tdrift，对于测量像元利用温度测量值tbp，其中所述温度测量值tbp基于通过参考像元提供的测量信号来确定。

“分别以像元所属的温度漂移分量tdrift校正温度测量值tmp”表示对于多个测量像元中的每个测量像元应用的校正，其中针对所述测量像元已确定了温度测量值tmp。这在所述方法的一种实施方式中可尤其由此来进行：针对关于相应的测量像元确定的温度测量值tmp，加上或减去对于该测量像元确定的所属的温度漂移分量tdrift，也即tmp^corr=tmp+tdrift。以此方式可以有利地利用无关于入射的红外辐射的温度测量参量（即tbp）用于校正温度漂移。

尤其，如此可以放弃闭锁机构以及闭锁机构的温度监控，用于校正测量像元的温度漂移。

在根据本发明的方法的一种实施方式中，以时间间隔重复地、尤其有规律地、优选连续地或准连续地确定所述温度漂移分量tdrift。

通过以时间间隔重复地确定温度漂移分量tdrift可以实现，以温度漂移分量tdrift同样地进行对输出给红外测量系统的用户的温度、尤其是热图像的重复校正。有利地，评估设备设置用于，通过温度测量值的高的处理速度来实现：有规律地、尤其连续地或准连续地确定温度漂移分量tdrift并且因此实现：有规律地、尤其连续地或准连续地校正所确定的温度、尤其热图像。“准连续”尤其应理解为，重复的校正具有直至温度测量值tmp的完成的校正为止、通过评估设备进行的小于10秒、优选小于5秒、特别优选小于1秒的设备内部的处理持续时间。以此方式，在红外测量系统的用户处唤起如下印象：针对被检查表面所确定的温度、尤其是热图像来直接地、优选实时地并且连续地被校正。

在根据本发明的方法的一种实施方式中，为了确定温度漂移分量tdrift，由参考像元的温度测量值tbp确定参考像元的温度漂移行为mbp。

参考像元的温度漂移行为mbp有利地是用于参考像元的温度漂移的合适的度量。温度漂移行为mbp尤其可以作为数学表达式、诸如函数或常数等来被表示。因为除了到探测器阵列衬底上的连接以外，参考像元在结构方面原则上与测量像元类似，所以测量像元的温度漂移行为以及参考像元的温度漂移行为可以假设为是可比的。有利地，以此方式可以将参考像元的温度漂移行为mbp考虑作为用于确定温度漂移分量tdrift的基础，其方式是，例如将参考像元的可量化的温度漂移行为mβρ转用到测量像元的温度漂移行为上。

在根据本发明的方法的一种实施方式中，为了确定温度漂移分量tdrift，将所述参考像元的温度漂移行为mbp作为所述参考像元的初始的测量偏差tbp,offset和温度测量值tbp之间的比例常数来确定。

“参考像元的初始的测量偏差tbp,offset”尤其应理解为参考像元的那些取决于像元的测量偏差（“偏移”），其在红外测量系统的工厂校准中被确定。红外测量系统的评估设备尤其对于红外探测器阵列的每个参考像元具有初始的测量偏差tbp,offset。有利地，其可以是对于红外探测器阵列的每个参考像元从评估设备的存储器中能调取的，其中，确保初始的测量偏差tbp,offset到参考像元的明确的分配。在红外测量系统的一种实施方式中，初始的测量偏差tbp,offset到参考像元的分配作为“初始的偏移图”存储在表格中。

在所提出的方法中，将所述参考像元的温度漂移行为mbp作为参考像元的初始的测量偏差tbp,offset以及所确定的温度测量值tbp之间的比例常数来确定。为此，首先通过初始的测量偏差tbp,offset到相应的参考像元的分配来对于每个待评估的参考像元形成值对（tbp，tbp,offset）。在相对于横坐标轴上的初始的测量偏差tbp,offset在纵坐标轴上绘出所确定的温度测量值tbp时，得出数据集（“点云”），所述数据集优选可以通过直线来建模（拟合），例如在使用最小平方拟合等的情况下。接着，可以由这些直线的直线斜率（比例常数）特别简单并且特别准确地确定参考像元的温度漂移行为mbp。以下一般性的等式尤其适用于所述直线：

tbp=mbp﹒（tbp,offset⁰-tbp,offset）

其具有横坐标轴区段tbp,offset⁰。应指出，斜率的确定的图尤其用于图解。参考像元的温度漂移行为mbp作为比例常数尤其可以也借助数学方法、诸如平差计算或线性的回归计算来计算。

所述方法基于以下认识：参考像元的温度漂移行为mbp可以特别有利地作为与相应的参考像元的初始的测量偏差tbp,offset相关的度量来确定。这意味着，在工厂校准的时间时已经具有相对大的初始的测量偏差tbp,offset（偏移）的那些参考像元相比于在工厂校准的时间时仅仅具有（在量值方面）小的初始的测量偏差tbp,offset的参考像元遭受更强的温度漂移。

有利地，以此方式可以实现对参考像元的温度漂移行为mbp的特别简单的和快速可执行的确定。在使用该确定方法的情况下，此外可以将对评估设备的鉴于其计算功率方面的要求保持得特别低并且因此可以节省成本。

在根据本发明的一种实施方式中，为了确定所述温度漂移分量tdrift，将所述参考像元的温度漂移行为mbp作为初始的测量偏差相对于所述参考像元的老化影响的灵敏性和所述参考像元的温度测量值tbp之间的比例常数来确定。

表达“初始的测量偏差相对于所述参考像元的老化影响的灵敏性”（在下文中缩写为初始的测量偏差的灵敏性）尤其是用于参考像元的初始的测量偏差tbp,offset的基于外部的物理影响的可变性的度量，所述外部的物理影响引起参考像元的人为加速的老化（在老化影响下偏移值的易变性）。换言之，“初始的测量偏差的灵敏性”表示参考像元的随着初始的测量偏差tbp,offset的变化而对外部物理影响作出反应的敏感性。例如，可能通过红外探测器阵列的高温储藏、高的通电等来施加这样的外部物理影响。

“初始的测量偏差相对于参考像元的老化影响的灵敏性”尤其应理解为初始的测量偏差相对于参考像元的老化影响的取决于像元的那些灵敏性，其在红外测量系统的工厂校准中被确定。红外测量系统的评估设备尤其对于红外探测器阵列的每个参考像元具有初始的测量偏差的相对于老化影响的灵敏性。有利地，其可以是对于红外探测器阵列的每个参考像元从评估设备的存储器中能调取的，其中，确保初始的测量偏差的灵敏性到参考像元的明确的分配。在红外测量系统的一种实施方式中，初始的测量偏差的灵敏性到参考像元的分配作为“初始的易漂移性图”存储在表格中。

在所提出的方法中，将所述参考像元的温度漂移行为mbp作为参考像元的初始的测量偏差的灵敏性以及参考像元的所确定的温度测量值tbp之间的比例常数来确定。为此，首先通过初始的测量偏差的灵敏性到相应的参考像元的分配来对于每个待评估的参考像元形成值对（tbp，）。在相对于横坐标轴上的初始的测量偏差的灵敏性在纵坐标轴上绘出所确定的温度测量值tbp时，得出数据集（“点云”），所述数据集优选可以通过直线来建模（拟合），例如在使用最小平方拟合等的情况下。接着，可以由这些直线的直线斜率（比例常数）特别简单并且特别准确地确定盲像元的温度漂移行为mbp。以下一般性的等式尤其适用于所述直线：

tbp=mbp﹒（⁰-）

其具有横坐标轴区段⁰。应指出，斜率确定的图在此也尤其用于图解。参考像元的温度漂移行为mbp作为比例常数尤其可以也借助数学方法、诸如平差计算或线性的回归计算来计算。

所述方法基于以下认识：参考像元的温度漂移行为mbp可以特别有利地作为与相应的参考像元的初始的测量偏差的灵敏性相关的度量来确定。这意味着，在工厂校准的时间时已经显示出其初始的测量偏差相对于老化影响的更强的灵敏性的迹象的那些参考像元相比于在工厂校准的时间时几乎不具有这样的灵敏性的迹象的参考像元遭受更强的温度漂移。

有利地，以此方式可以实现对参考像元的温度漂移行为mbp的特别简单的和快速可执行的确定。在使用该确定方法的情况下，此外可以将对评估设备的鉴于其计算功率方面的要求保持得特别低并且因此可以节省成本。

在根据本发明的方法的一种实施方式中，为了确定所述温度漂移分量tdrift，使测量像元的温度漂移行为mμp与参考像元的温度漂移行为mbp处于数学关联性中，并且由所述数学关联性确定测量像元的温度漂移行为mmp。

尤其，如此可以以特别简单的方式直接地由参考像元的已经确定的温度漂移行为mbp确定测量像元的温度漂移行为mmp。“数学关联性”在此应理解为这两个温度漂移行为之间的任意的功能关联性，例如以数学函数、换算准则等的形式：

mmp:=f（mbp）。

在根据本发明的方法的一种实施方式中，使所述测量像元的温度漂移行为mmp同等于所述参考像元的温度漂移行为mbp。

有利地，以此方式使测量像元的温度漂移行为mmp与参考像元的温度漂移行为mbp处于特别简单的数学关联性中，其中适用：

mmp:=mbp。

有利地，以此方式可以实现由参考像元的温度漂移行为mmp来对测量像元的温度漂移行为mmp的特别简单和快速可执行的确定。在使用该确定方法的情况下，此外可以将对评估设备的鉴于其计算功率方面的要求保持得特别低并且因此可以节省成本。

在根据本发明的方法的一种实施方式中，由测量像元的温度漂移行为mmp来确定温度漂移分量tdrift。

测量像元的温度漂移行为mmp可以有利地被利用用于确定测量像元的温度漂移分量tdrift，因为其可以视为用于温度漂移的度量。因此，其也可以视为用于测量像元的温度测量值tmp的温度漂移的度量。在所述方法的一种实施方式中，测量像元的温度漂移行为mmp可以通过数学关联性由温度漂移行为mmp来确定。

在根据本发明的方法的一种实施方式中，由温度漂移行为mmp确定温度漂移分量tdrift，其方式是，以作为温度漂移行为mmp和相应的测量像元的初始的测量偏差tmp,offset的乘积的函数形式计算相应的测量像元的温度漂移分量tdrift。

与将参考像元的温度漂移行为mbp作为参考像元的初始的测量偏差tbp,offset与温度测量值tbp之间的比例常数来确定类似地，得出所述方法的该实施方式。如已经在参考像元的情况下类似地定义的那样，“测量像元的初始的测量偏差tmp,offset”尤其应理解为测量像元的与像元相关的那些测量偏差，其在红外测量系统的工厂校准中被确定。红外测量系统的评估设备尤其对于红外探测器阵列的每个测量像元具有初始的测量偏差tmp,offset，其有利地对于每个测量像元是从评估设备的或红外测量系统的存储器中能调取的。在此，对于测量像元也存在初始的测量偏差tmp,offset到测量像元的明确的分配。因此对于所述测量像元分别确定初始测量偏差tmp,offset的所属的值。在红外测量系统的一种实施方式中，初始的测量偏差tmp,offset到测量像元的分配同样存储在表格中、尤其所谓的“初始的偏移图”中。

为了确定温度漂移分量tdrift，首先关于每个待评估的、也即鉴于温度漂移分量方面待校正的测量像元确定所属的初始的测量偏差tmp,offset。接着，可以将属于测量像元的温度漂移分量tdrift作为由温度漂移行为mmp和属于相应的测量像元的初始的测量偏差tmp,offset的乘积来计算

tdrift=mmp﹒（tmp,offset⁰-tmp,offset）。

该等式同样是直线等式，具有恒定的参数tmp,offset⁰。tmp,offset⁰在此尤其也可以是零。

有利地，以此方式可以实现对测量像元的温度漂移分量tdrift的特别简单的和快速可执行的确定。在使用该确定方法的情况下，此外可以将对评估设备的鉴于其计算功率方面的要求保持得特别低并且因此可以节省成本。

在根据本发明的方法的一种实施方式中，由测量像元的温度漂移行为mmp确定温度漂移分量tdrift，其方式是，以作为温度漂移行为mmp和初始的测量偏差相对于相应的测量像元的老化影响的灵敏性的乘积的函数形式计算相应的测量像元的温度漂移分量tdrift。

与将参考像元的温度漂移行为mbp作为参考像元的初始的测量偏差的灵敏性与温度测量值tbp之间的比例常数来确定类似地，得出所述方法的该实施方式。如已经在参考像元的情况下类似地定义的那样，“测量像元的初始的测量偏差的灵敏性”尤其应理解为初始的测量偏差相对于测量像元的老化影响的与像元有关的那些灵敏性，其在红外测量系统的工厂校准中被确定。红外测量系统的评估设备对于红外探测器阵列的每个测量像元尤其具有初始的测量偏差的灵敏性，其有利地对于每个测量像元是从评估设备的或红外测量系统的存储器中能调取的。在此，对于测量像元也存在初始的测量偏差的灵敏性到测量像元的明确的分配。因此，可以对于所述测量像元确定相应初始的测量偏差的灵敏性的所属的值。在红外测量系统的一种实施方式中，初始的测量偏差的灵敏性到测量像元的分配同样存储在表格中、尤其同一表格中（“初始的易漂移性图”）。

为了确定温度漂移分量tdrift，首先关于每个待评估的测量像元确定初始的测量偏差的所属的灵敏性。接着，可以将属于测量像元的温度漂移分量tdrift作为由温度漂移行为mmp和初始的测量偏差的属于相应的测量像元的灵敏性的乘积来计算

tdrift=mmp﹒（⁰-）。

该等式同样是直线等式，具有恒定的参数⁰。⁰在此尤其也可以是零。

有利地，以此方式可以实现对测量像元的温度漂移分量tdrift的特别简单的和快速可执行的确定。在使用该确定方法的情况下，此外可以将对评估设备的鉴于其计算功率方面的要求保持得特别低并且因此可以节省成本。

在根据本发明的方法的一种实施方式中，在另外的方法步骤中，借助所述红外测量系统的闭锁机构抑制红外辐射入射到红外探测器阵列上，并且，分别以与在红外辐射受抑制地入射的情况下所测量的所有温度测量值tmp^blind的平均值<tmp^blind>的、与像元相关的偏差δtmp^blind来校正所述温度测量值tmp。

因为温度漂移在不理想的应用情形中对于每个像元：测量像元和参考像元可能个别地分别略微不同，所以以此方式可以有利地来进行进一步的校正、尤其均匀化或减小方差、按照根据本发明的方法已经以温度漂移分量tdrift校正的温度测量值tmp。为此，在另外的方法步骤中，借助红外测量系统的闭锁机构、尤其借助快门至少暂时地抑制红外辐射入射到红外探测器阵列上。测量像元的紧接着确定的温度测量值tmp以如下温度值波动，所述温度值相应于闭锁机构的温度。由在红外辐射受抑制地入射的情况下所测量的所有温度测量值tmp^blind形成的平均值<tmp^blind>将非常接近闭锁机构的温度。对于所有测量像元的与平均值<tmp^blind>的取决于像元的偏差δtmp^blind的计算因此允许，以恰恰该偏差校正每个测量像元，并且因此使由所有测量像元全体所输出的温度测量值tmp均匀化并且适应于（angleichen）平均值。

均匀化的另外的方法步骤可以紧接着以温度漂移分量tdrift对测量像元的温度测量值tmp校正地进行。替代地或附加地，均匀化也可以在任意其他时间点进行，例如在计算温度漂移分量tdrift之前。

附图说明

在下面的描述中根据在示图中示出的实施例进一步地阐述本发明。示图、说明书和权利要求以组合的方式包含众多特征。本领域技术人员将符合目的地也单独地考虑这些特征并且将它们汇总成有意义的另外的组合。在附图中的相同的附图标记表示相同的元件。其中：

图1以透视性前视图示出根据本发明的红外测量系统的一种实施方式；

图2以透视性后视图示出根据本发明的红外测量系统的一种实施方式；

图3示出根据本发明的红外测量系统的在待测量的物体之前的透视性的、示意性的后视图；

图4示出根据本发明的红外测量系统的对于根据本发明的方法的实施所需的部件的示意图；

图5a示出根据本发明的红外探测器阵列的一部分的测量像元和参考像元上的强烈放大的示意性的俯视图；

图5b示出红外探测器阵列的在图5a中示出的实施方式的测量像元的剖面的示意图；

图5c示出图5a放大的片段；

图5d示出红外探测器阵列的相应于在图5a中示出的俯视图的等效电路图；

图6a示出根据本发明的红外探测器阵列的一种实施方式上的示意性俯视图；

图6b示出在红外探测器阵列上测量像元和参考像元的布置的示意图；

图7以方法图表示出根据本发明的方法的一种实施方式；

图8a示出“初始的偏移图”，其将初始的测量偏差tbp,offset和tmp,offset分配给红外探测器阵列的参考像元或测量像元，

图8b示出“初始的易漂移性图”，其将初始的测量偏差的灵敏性和分配给红外探测器阵列的参考像元或测量像元；

图9示出在利用初始的测量偏差tbp,offset和tmp,offset用于确定温度漂移分量tdrift的情况下根据本发明的评估方法步骤的示意图；

图10示出在利用初始的易漂移性和用于确定温度漂移分量tdrift的情况下根据本发明的评估方法步骤的示意图；

图11a、11b示出用于均匀化温度测量值tmp的（a）在温度测量值tmp的均匀化之前和（b）在温度测量值tmp的均匀化之后的根据本发明的评估方法步骤的示意图。

具体实施方式

下面，提出以手持式热图像摄像机10a形式的根据本发明的红外测量系统10。图1和图2以透视性的前视图或透视性的后视图示出热图像摄像机10a的示例性的实施方式。热图像摄像机10a包括具有把手14的壳体12。借助把手14可以将热图像摄像机10a在其使用期间方便地保持在手中。热图像摄像机10a的壳体12此外在使用热图像摄像机10a期间面向用户的一侧16上具有以触摸灵敏的显示器18形式的输出设备以及用于用户输入及控制热图像摄像机10a的操作元件20。热图像摄像机10a尤其具有触发器20a，用户借助所述触发器可以触发物体24的待检查的表面22的温度的、尤其物体24的表面22的温度分布的无接触式确定。

在壳体12的背离用户的一侧26上在壳体12中设置进口28，从物体24辐射的热辐射、尤其在测量区域30（参考图3画虚线的空间角）中从物体24的表面22辐射的热辐射可以通过所述进口进入到热图像摄像机10a中。在减少散射光的光管36中透镜系统34作为光学系统直接处在进口28后方。透镜系统34对于在中间的红外范围中的辐射而言是能穿透的并且用于将热辐射聚焦到热图像摄像机10a的红外探测器阵列36上（尤其参考关于图5和图6的阐述）。

在热图像摄像机10a的一个实施例中，在壳体12的在热图像摄像机10a使用期间背离用户的一侧26上此外设置以可见光谱来工作的摄像机38，借助所述摄像机来拍摄测量区域30的视觉图像。该视觉图像可以与由被用户发起的温度测量生成的热图像40共同地输出，尤其至少部分地与热图像40叠加地或叠化地输出。摄像机38可以例如作为ccd-图像传感器来实现。

在热图像摄像机10a的下侧上，把手14具有用于容纳能量存储器44的容纳部42，所述能量存储器可以示例性地以可充电的蓄电池形式或以电池形式来实施。

热图像摄像机10a用于拍摄待检查的物体24的热图像40，如这在图3中示意性地示出的那样。在接通热图像摄像机10a之后，热图像摄像机10a在测量区域30中无触碰式地探测从物体24的表面22辐射的热辐射。由热图像摄像机10a确定的温度表征表面22的温度并且在该实施例中应理解为如下温度分布，所述温度分布优选地以位置分辨的热图像40的形式被输出给热图像摄像机10a的用户。随着（infolgeder）通过热图像摄像机10a的用户来对触发器20a的操纵，在该实施例中产生以温度漂移分量tdrift46校正的热图像40、将其在显示器18上输出并且进行存储。

在图4中，示意性地示出根据本发明的热图像摄像机10a的对于根据本发明的方法的实施（尤其参考图7）所需的部件。这些部件作为电组件安置在的热图像摄像机10a的壳体12内并且相互接线。这些部件基本上包括红外探测器阵列36、控制设备48、评估设备50、数据通信接口52、能量供应设备54以及数据存储器56。

红外测量系统10的控制设备48尤其是以下设备：所述设备包括至少一个电子控制器件以及用于与热图像摄像机10a的其他部件通信的装置、尤其用于控制和调节热图像摄像机10a的装置。控制设备48设置用于，控制热图像摄像机10a并且能够实现热图像摄像机的运行。为此，控制设备48与测量设备的其他部件、尤其与红外探测器阵列36、评估设备50、数据通信接口52、能量供应设备54、数据存储器56、但也与操作元件20、20a和触摸灵敏的显示器18以信号技术的方式连接。在热图像摄像机10a的一个替代的实施例中，控制设备48也与闭锁机构58（在此用虚线示出）连接。

图4中的能量供应设备54优选地通过在图1和图2中示出的能量存储器44实现。

评估设备50用于接收和评估红外探测器阵列36的测量信号，并且具有多个功能块60a-60g，所述多个功能块用于信息处理、尤其评估所采纳的测量信号。评估设备50此外具有处理器、存储器和运行程序，所述运行程序具有评估和计算例行程序（分别未详细示出）。评估设备50设置用于，接收和评估由红外探测器阵列36提供的测量信号、尤其由与评估设备50能够以信号技术的方式连接的红外探测器阵列36的测量像元62和参考像元64提供的测量信号（功能块60a）。以此方式确定多个测量像元62的温度测量值τμρ（附图标记66，尤其参考图9和10）以及多个参考像元64的温度测量值τβρ（附图标记68，尤其参考图9和10）。

此外，评估设备设置用于，分别以像元所属的温度漂移分量tdrift（附图标记46，尤其参考图9和10）校正温度测量值tmp66。功能块60f执行该校正。像元所属的温度漂移分量tdrift46的评估通过功能块60b至60e来进行。详细地与图7、9和10相关联地描述通过功能块60a-60f履行或处理的方法步骤。

在已经提到的替代的实施例中，评估设备50此外具有功能块60g（以虚线示出），该功能块用于均匀化或降低已经按照根据本发明的方法以温度漂移分量tdrift46校正的温度测量值tmp66的方差，其中在所述替代的实施例中热图像摄像机10a具有闭锁机构58（在图4中以虚线示出）。详细地在关于图11的阐述中描述功能块60g的工作方式。

总体上，热图像摄像机10a、尤其热图像摄像机的评估设备50设置用于，基于至少多个测量像元62的和参考像元64的测量信号来执行测量区域30的热图像40的评估，其中，热图像40鉴于像元所属的温度漂移分量tdrift46方面被校正。

由评估设备50评估的温度测量值tmp66和温度测量值tbp68、像元所属的温度漂移分量tdrift46、以像元所属的温度漂移分量tdrift46校正的温度测量值tmp^corr以及由这些数据组成的热图像、尤其待输出的热图像40由评估设备50提供，用于控制设备48的进一步的处理。如此可以在使用输出设备的显示器18的情况下进行到热图像摄像机10a的用户的输出。替代地或附加地，向外部数据设备（未详细示出）、诸如向智能手机、计算机等的输出在使用数据通信接口52的情况下进行。在所示出的实施例中，数据通信接口52实施为wlan接口和/或蓝牙接口。此外，可以设想到数据存储器56输出以便存储所确定的数据和热图像。

热图像摄像机10a的红外探测器阵列36检测来自红外辐射频谱中的热辐射，其在测量区域30中从物体24的待检查的表面22出发进入到热图像摄像机10a的进口28中（参考图3）。进入到进口28中的热辐射在照射至少多个测量像元62的情况下借助透镜系统34来聚焦到红外探测器阵列36上（在此，未详细地示出）。

图5a示出红外探测器阵列36的一种实施方式的一部分上的强烈放大的示意性的俯视图，所述红外探测器阵列具有测量像元62和参考像元64。俯视图相应于借助栅格电子显微镜从红外探测器阵列36的表面70获得的图像的再现。红外探测器阵列36由半导体探测器阵列衬底72组成，所述半导体探测器阵列衬底在该实施例中由硅实现。白色的面在此是红外探测器阵列36的表面70，而黑色的区域则再现到探测器阵列衬底72中的凹部、尤其所蚀刻的沟槽74（尤其也参考图5b）。红外探测器阵列36具有多个测量像元62和多个参考像元64。

测量像元6和参考像元64分别布置在红外探测器阵列36的表面70上，所述表面同时形成探测器阵列衬底72的表面70。如在图5b中的测量像元62的示意性剖面中示出的那样（注意：黑色在此并不再现如图5a中那样的凹部），测量像元62、在此未详细地在剖面中示出的参考像元64也类似地分别具有凹槽76以及由单晶硅构成的用于检测红外辐射的检测结构78。凹槽76形成在检测结构78后方的空腔，也即凹槽76将检测结构78相对于探测器阵列衬底72隔离，从而检测结构78相对于探测器阵列衬底72间隔开地布置。测量像元62和参考像元64此外具有连接元件80、82，它们通过所述连接元件与探测器阵列衬底72连接并且由探测器阵列衬底保持（图5c）。因此，测量像元62和参考像元64分别作为隔离的、尤其经钻蚀的检测结构78布置在红外探测器阵列36的面向待检查的物体24的表面70上。每个测量像元62以及每个参考像元64分别原则上形成红外灵敏的p/n二极管。

测量像元62和参考像元64在其到探测器阵列衬底72上的连接方面不同。测量像元62在使用很少的第一连接元件80的情况下连接到探测器阵列衬底72上，而参考像元64则在使用许多第二连接元件82的情况下连接到探测器阵列衬底72上。如在图5a的一部分的放大的片段中那样、在图5c中示出：在该实施例中，测量像元62的连接通过两个长度100μm的第一连接元件80来进行。相反，参考像元64的连接通过二十四个长度10μm的第二连接元件82进行。应注意，两个更长的连接元件不显著对导热能力作出贡献，因为导热能力基本上通过明显更短的连接元件82来确定。

所有第二连接元件82的第二有效横截面积abp、也即第二连接元件82的各个横截面积（附图标记126）的总和因此作为所有第一连接元件80的第一有效横截面积amp、也即第一连接元件80的横截面积（附图标记124）的总和的十倍来实现（假设连接元件80和82的相同深度）。

此外，第一连接元件80中的每一个的第一有效长度lmp（附图标记128）作为第二连接元件82中的每一个的第二有效长度lbp（附图标记130）的十倍来实现。以此方式实现，每个测量像元62以第一热学导热能力λmp120连接到探测器阵列衬底72上，而每个参考像元64则以第二热学导热能力λbp122连接到探测器阵列衬底72上。相应的连接的热学导热能力在图5d中分别通过箭头（附图标记120和122）来标出。尤其以此方式实现，使得amp/lmp比abp/lbp小得多。因此，根据比例（参考对公式（1）的阐述）

λ=λspez﹒a/l，

在所示出的实施例中，第一热学导热能力λmp120至少比第二热学导热能力λbp122小出因数100。

每个测量像元62基于其通过连接元件80来与探测器阵列衬底72的机械连接而具有用于导出借助红外辐射所输入的热的能力。在此，热被导出到探测器阵列衬底72上。随着红外辐射pmp的入射，相应的测量像元62以δtmp的程度加热，其中，基于所述加热，测量像元62的电阻相对于流过测量像元62的电流imp改变。在此如此选择第一热学导热能力λmp120，使得测量像元62对于入射的红外辐射具有高的灵敏性，其中测量像元62以所述第一热学导热能力连接到探测器阵列衬底72上。每个测量像元62基于所探测的红外辐射、优选根据入射的红外辐射的所探测的强度来产生电测量信号imp，所述电测量信号与到测量像元62上的红外辐射pmp的所射入的热功率相关。电流imp在该实施例中是每个测量像元62的测量信号，其中所有测量像元62的测量信号相互独立地提供给控制设备48。替代地，也可以使用电压作为测量信号ump。为了确定相应的温度测量值τμρ,rel66，由测量像元62提供的每个测量信号可以通过控制设备48来转发给红外测量系统10a的评估设备50，所述测量信号单独地或与其他测量像元62的其他测量信号组合地由所述评估设备评估。

因为参考像元64以第二热学导热能力λbp122连接到探测器阵列衬底72上，其中所述第二热学导热能力在该实施例中比第一热学导热能力λmp120大百倍，所以参考像元64与测量像元62相比对于从测量区域30入射的红外辐射基本上是不灵敏的。因此，参考像元64可以视为“盲像元”。从相应的参考像元64流出到探测器阵列衬底72上的热流因此基于参考像元64的热连接而比从测量像元62流出到探测器阵列衬底72的热流明显更大。与在测量像元62的情况下类似，每个参考像元64的参考像元电流ibp（替代性电压ubp）可以作为测量信号提供给控制设备48并且由控制设备转发给红外测量系统10a的评估设备50以便确定温度测量值τβρ68，由评估设备以与测量像元62的测量信号类似的方式评估所述测量信号。

在图5d中再现对于在图5a中示出的红外探测器阵列36的等效电路图，在所述等效电路图中，不同维度的电阻84、86代表如下导热能力λmp或λbp，其中所述不同维度的电阻通过电阻的不同大小来用符号表示，其中测量像元62或参考像元64以所述导热能力连接到探测器阵列衬底72上。小的电阻86（5件）在此用符号来表示参考像元64的大的导热能力λbp122（也即小的导热电阻），而大的电阻84（4件）用符号表示测量像元62的小的导热能力λmp120（也即大的导热电阻）。

图6a从入射的测量辐射的视向示出根据本发明的热图像摄像机10a的红外探测器阵列36的一种实施方式的示意性的俯视图。每个测量像元62和每个参考像元64在此简化地作为方形来表示。示例性地，多个测量像元62矩阵式地以阵列88的形式布置在红外探测器阵列36的表面70上、尤其探测器阵列衬底72的表面70上。测量像元62的数目在该实施例中示例性地为41×32。可以设想任意的其他值。

参考像元64在探测器阵列衬底72上的布置原则上是任意的，但为了实现在整个红外探测器阵列36上更均匀地可确定的温度漂移分量tdrift46可以有利地分布。在图6b中示出不同的图案，其代表测量像元62和参考像元64在红外探测器阵列36上的示例性布置。如在图6a中也示出的那样，测量像元62的阵列88例如可以通过参考像元64的布置90来包围、尤其围绕，参考图6b左上方。在另一实施例中，参考像元64可以有规律地在测量像元62的阵列88中布置（参考图6b，右上方、左下方、右下方的图案）、优选对称地布置、特别优选关于所述红外探测器阵列的至少一个主对称轴92对称地布置（参考图6b，右下方的图案）。

下面，根据图7至11澄清根据本发明的方法。

在图7中示出方法图表，所述方法图表再现根据本发明的用于无接触式确定表面22的温度、尤其无接触式确定表面22的热图像40的方法。该方法设置用于，由热图像摄像机10a来运行，如其已经与图1至6相关联地提出的那样。

从在图3中示出的测量场景出发，热图像摄像机10a的用户对物体24的表面22的温度分布的检查感兴趣。为了测量表面22，用户使热图像摄像机10a对准待检查的物体24。在此期间，热图像摄像机10a借助红外探测器阵列36连续地检测来自测量区域30的红外辐射并且在此期间连续地在显示器18上显示未经校正的热图像。在第一方法步骤200中，用户操纵热图像摄像机10a的触发器20a并且由此发起温度漂移分量tdrift46的确定以及测量像元62的所确定的温度测量值tmp66的校正。在所述方法的一种替代的实施例中，也可以自动化地、尤其以时间间隔重复地或准连续地进行该发起（参考图7中的虚线箭头224）。

接着，控制设备48将在所述发起的时间点时由红外探测器阵列36提供的测量信号转发给评估设备50。在方法步骤202中，评估设备50由多个参考像元64的测量信号确定所述多个参考像元64的温度测量值τβρ68。同时地（替代性也依次地），评估设备50在方法步骤204中由多个测量像元62的测量信号确定所述多个测量像元62的温度测量值tμρ66。温度测量值tmp是在该实施例中待按照根据本发明的方法来校正的温度测量值。在评估设备50的功能块60a中进行：由测量信号确定温度测量值，参考图4。在此，功能块60a将相应的测量信号imp和ibp转化成温度测量值tmp66或tbp68。

接着，评估设备50从数据存储器56加载“初始的偏移图”94，如其在图8a中示出的那样。借助初始的偏移图94，评估设备50在方法步骤206中给多个参考像元64的温度测量值tbp68（在图8a中画阴影）分配明确的初始的测量偏差tbp,offset98。在图8a中，像元的明确的标识分别通过其行号和列号来确保。在此，评估设备50通过从初始的偏移图94中读取分配给相应的参考像元64的初始的测量偏差tbp,offset98来对于每个待评估的参考像元64形成值对（tbp，tbp,offset）。可以直观地在相对于在横坐标轴上的初始的测量偏差tbp,offset98来在纵坐标轴上绘出所确定的温度测量值tbp68的情况下示出这些值对，参考图9a。在评估设备50的功能块60b中执行方法步骤206，参考图4。

接着，评估设备50在方法步骤208中由参考像元64的温度测量值tbp68计算参考像元64的温度漂移行为mbp102作为直线104的直线斜率，参考图9c，所述直线特别好地建模所绘出的值对。在所述方法的一种实施方式中，该直线例如可以通过最小二乘拟合等来获得。以下一般性的等式尤其适用于该直线104：

tbp=mbp﹒（tbp,offset⁰-tbp,offset）

，其具有横坐标轴区段tbp,offset⁰和参考像元64的温度漂移行为mbp102作为比例常数。在评估设备50的功能块60c中进行参考像元64的温度漂移行为mbp102的确定，参考图4。

在方法步骤210中，为了确定温度漂移分量tdrift46，评估设备50使测量像元62的温度漂移行为mmp100与参考像元64的温度漂移行为mbp102处于数学关联性中。在所述方法的在图9中图解的实施例中，使测量像元62的温度漂移行为mmp100同等于所述参考像元64的温度漂移行为mbp102，也即mmp:=mbp。在评估设备50的功能块60d中进行方法步骤210的执行，参考图4。

在方法步骤212中，评估设备50由测量像元62的温度漂移行为mmp100确定取决于像元的温度漂移分量tdrift46。为此，评估设备50首先关于每个待评估的测量像元62由与方法步骤206相关联地加载的初始的偏移图94确定所属的初始的测量偏差tmp,offset96（参考图8a，测量像元在那示为白色），其中所述待评估的测量像元在该实施例中是如下测量像元，对于所述测量像元已经在方法步骤204中确定了温度测量值tmp。多个测量像元62的在初始的测量偏差tmp,offset96（横坐标）上绘出的温度测量值tmp66（纵坐标）在图9b中作为点云106示出。紧接着，可以将属于测量像元62的温度漂移分量tdrift46作为温度漂移行为mmp100和属于相应的测量像元62的初始的测量偏差tmp,offset96的乘积根据以下公式来计算：

tdrift=mmp（tmp,offset⁰-tmp,offset）

这在图9d中作为画虚线的、所计算的直线108来示出，用于温度漂移分量tdrift46的取决于初始的测量偏差tmp,offset96（横坐标轴）的值位于该直线上。取决于像元的温度漂移行为tdrift46的根据方法步骤212的确定在评估设备50的功能块60e中进行，参考图4。

因此，评估设备50在方法步骤206至212中在使用评估设备50的功能块60a至60e的情况下由参考像元64的温度测量值tbp68确定温度漂移分量tdrift46。

在方法步骤214中，通过减去两个值，以对于相应的测量像元62确定的温度漂移分量tdrift46来进行对测量像元62的温度测量值tmp66的最终校正。根据图9d和9e中的示图，从点云的值中减去直线108，从而可以通过点云的旋转来图解该校正，所述点云代表测量像元64的温度测量值tmp66（图9d中的左箭头）。在评估设备50的功能块60f中进行方法步骤214的执行，参考图4。

在所述方法的一种替代的或附加的实施方式中，替代初始的测量偏差tmp,offset96和初始的测量偏差tbp,offset98地，也可以使用测量像元62的“初始的测量偏差相对于老化影响的灵敏性”110或参考像元64的“初始的测量偏差相对于参考像元64的老化影响的灵敏性”112。与图9中和图7中的示图等价地，于是如此进行评估，使得为了确定温度漂移分量tdrift46，将参考像元64的温度漂移行为mbp102作为参考像元64的初始的测量偏差的灵敏性112与温度测量值tbp68之间的比例常数来确定（参考图9和图10的等价方案，横坐标轴标记除外）。此外，与图9d等价地，由温度漂移行为mmp100确定温度漂移分量tdrift46，其方式是，以作为温度漂移行为mmp100和相应的测量像元62的初始的测量偏差的灵敏性110的乘积的函数形式计算相应的测量像元62的温度漂移分量tdrift46（参考图9d和图10d的等价方案，横坐标轴标记除外）。在根据本发明的方法的该实施例中，尤其动用到在数据存储器56中准备好的“初始的易漂移性图”114（参考图8b）。与已经描述的方法等价地，评估设备50于是在等价于方法步骤206的方法步骤中在使用初始的易漂移性图114的情况下给多个参考像元64（在图8b中用阴影示出）的温度测量值tbp68分配初始的测量偏差的明确的灵敏性112。

在已经提到的替代的实施例中，可以均匀化温度测量值tmp66，在该实施例中热图像摄像机10a具有闭锁机构58（在图4中以虚线示出）。在根据本发明的方法的在图7中示出的实施例中，可以紧接着以温度漂移分量tdrift46来对测量像元62的温度测量值tmp66的校正地进行均匀化，也即在方法步骤214之后。替代地或附加地，也可以在其他任意时间点进行均匀化，例如在计算温度漂移分量tdrift46之前，也即在方法步骤206之前。

在方法步骤216中，现在首先借助闭锁机构58抑制红外辐射入射到红外探测器阵列36上并且读取温度测量值tmp^blind66a。在图11a中，在图表中示例性地绘出五个温度测量值tmp^blind66a。接着，在方法步骤218中由温度测量值tmp^blind66a计算平均值<tmp^blind>116，所述平均值非常接近闭锁机构58的温度。闭锁机构58的实际温度在此无足轻重。平均值<tmp^blind>116在图11a中作为虚线示出。对于所读取的测量像元62的与平均值<tmp^blind>116的取决于像元的偏差δtmp^blind118（图11a中的小箭头）的计算现在允许：在方法步骤220中以恰恰该偏差δtmp^blind118校正每个测量像元62，其方式是，将校正值δtmp^blind118应用到温度测量值tmp66上并且因此使温度测量值tmp66均匀化或者适应于平均值<tmp^blind>116。后者在图11b中示出，在该图中，温度测量值tmp^blind66a在成功的均匀化之后位于示出平均值<tmp^blind>116的虚线上。

在评估设备50的功能块60g中进行方法步骤216至220的执行，参考图4。

最终，在方法步骤222中，在使用显示器18的情况下向热图像摄像机10a的用户输出经校正的和可能经均匀化的热图像40。