专利名称：一种红外测温在线自校准装置及其方法
技术领域：
本发明属于红外测温装置及其校验方法，具体是指一种红外测温在线自 校准装置及其方法。
背景技术：
红外测温系统的定标对于红外系统的测量准确度至关重要。定标的过程 是将红外系统的输出电压对应到被测量物体的真实辐射亮度或辐射温度。红 外测量系统的状态与很多因素有关，例如红外器件的老化，光电转换设备的 老化，电子线路的噪声，甚至环境温度、湿度的变化都会影响到红外系统如 果红外系统的状态已经改变，但是系统又没有及时定标，那么所测得的红外 辐射亮度和温度必然不能反映被测对象的真实辐射温度和亮度。目前，我国 红外辐射温度计己开始在各个行业得到大量应用。但是，目前，绝大部分红 外辐射温度计还不具备在线自校准功能，需要按期送到计量部门重新校正。
中国200610072947.9号发明专利申请公开了一种红外测温实时校准的 方法及装置。该技术是设置与被测物红外发射率相同的温度恒定的恒温源， 恒温源要求与被测物处在同一数据采集平面上。用计算机同时采集被测物和 恒温源的红外辐射能量信号，并对两者的温度值进行比较，求出偏差值，再 用该偏差值对被测物的热像温度数据值进行校准。据称，这种红外测温装置 的实时性很好，测量结果精度高。但是这种装置要求被测物与恒温源位于同 一数据采集平面上，故整个装置封装性很差，比较适合用于室内固定安装， 很难做成便携式在线校准红外测温仪。另外，采用计算机同时采集被测物和 恒温源的红外辐射能量信号，求出偏差，并进行实时校正的工作方式比较适 合要求温度测量精度非常高的场合，而实际应用中有许多场合对温度测量的 精度要求相对较低，因此无需每次测量都进行校正，如果仍用高精度的装置， 则会造成资源浪费，而且工作效率相对低下。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种红外测温在线自 校准装置及其方法。利用这种方法和装置可以有效地消除外界因素对红外温
度传感器采集信号的干扰，提高红外测温仪的测量精度。 本发明的目的通过下述技术方案实现 本发明红外测温在线自校准的方法包含以下内容 设置红外摄像头系统以及进行数据处理和系统控制的计算机， 其特征在
于
(1) 由用户根据需要设定两次校准之间的间隔时间，并按设定的时间， 通过计算机指令控制反射镜旋转，变换光路，连通黑体与红外摄像头之间的 光路；
(2) 用黑体的实时温度与红外摄像头的测定温度进行比较，求出偏差值， 再用该偏差值对被测对象的热像温度数值进行校准。
所述黑体与红外摄像头之间的光路连通是通过旋转轴旋转反射镜而构成 的光路。
所述黑体与红外摄像头之间构成的光路的夹角为90度。
实施上述红外测温在线自校准方法的装置包括红外摄像头、方形镜筒和 计算机，其特征在于设置与红外摄像头以及计算机系统处于同一个壳体中 的至少一个黑体和至少一个用于改变光路的反射镜。
所述内置黑体的设置为两个或两个以上，两个或两个以上的内置黑体设 定温度保持不等。
所述反射镜的设置为两个或两个以上。
所述黑体位于方形镜筒的周边。
所述装置还设置有位于镜筒边框上的旋转轴。
本发明相对现有技术具有以下优点
1、 本发明可以有效地消除外界因素对红外温度传感器采集信号的干扰， 提高红外测温仪的测量精度。
2、 本发明具备在线自校准功能，无需送到计量部门作重新校正。
3、 本发明特别适合温度测量不需要极其精密的场合，无需每次测量都进 行校正，可以根据需要设定校准的时间间隔，进行校准，在保证测量精度的 情况下，可以大大减少计算机的运算量，提高工作效率。
4、 本发明特别适合制造便携式设备。通过内置黑体，集测量与校准于一
体，适合长期野外测量工作。
图1为本发明实施例1的装置结构示意图。 图2为本发明实施例2的装置结构示意图。
具体实施例方式
下面结合实施例及附图进一歩详细描述本发明，附图所示为本发明的具 体实施结构，但本发明实施方式不限于此。 实施例1
如图1所示，本装置由一个黑体5， 一个反射镜2，旋转轴4，红外摄像 头6，方形镜筒3，计算机7组装在同一个壳体1中，红外摄像头6、内置黑 体5、以及反射镜2通过数据线与计算机7电连接，旋转轴4位于方形镜筒 3的一边框上，通过计算机7的指令控制反射镜2的旋转轴4旋转，维持黑 体5的恒温以及处理来自红外摄像头6的数据。
用上述装置进行红外测温在线自校准的方法过程是-.
(1) 当红外测温装置处于测温工作状态下时，反射镜2所处位置正好 连通被测对象与红外摄像头6之间的光路，同时隔断黑体5与红外摄像头6 之间的光路。
(2) 两次校准之间的间隔时间由用户根据需要设定，在需要校准红外摄 像头6的时候，通过计算机7发送指令，反射镜2旋转。
(3) 反射镜2旋转45。，隔断红外摄像头6与被测对象之间的光路，同 时接通黑体5与红外摄像头6之间的光路，黑体5与红外摄像头6之间构成 的光路的夹角为90度。计算红外摄像头6的温度测量值T ^与黑体5的温度 T黑的差异At二T ,丄-T黑，将红外摄像头的测量值修正为T红-At。
反射镜2反向旋转45。，隔断黑体5与红外摄像头6之间的光路，同时 连通红外摄像头6与被测对象之间的光路，开始测量被测对象的温度。
实施例2
如图2所示，本装置由两个黑体5、 8，两个反射镜2、 9，两个旋转轴4 和10，红外摄像头6，方形镜筒3，计算机7组装在同一个壳体1中，其中 内置黑体、反射镜均可设置两个或两个以上，只要两个或两个以上内置黑体 设定温度保持不等即可。
黑体5、 8设定温度不等，黑体5是较低温度的黑体，设定温度为3(TC， 黑体8是较高温度的黑体，设定温度为5(TC。红外摄像头6、内置黑体5和 8、以及反射镜4和10通过数据线与计算机7电连接，旋转轴4， 10位于镜 筒3的边框上，通过计算机7的指令控制反射镜2和9的旋转轴4和10旋 转，维持黑体5和8的恒温以及处理来自红外摄像头6的数据。
用上述装置进行红外测温在线自校准的方法过程是
(1) 当红外测温装置处于测温工作状态下时，反射镜2和9所处位置 正好连通被测对象与红外摄像头6之间的光路，同时隔断黑体5和8与红外 摄像头6之间的光路。
(2) 两次校准之间的间隔时间由用户根据需要设定，在需要校准红外摄 像头6的时候，通过计算机7发送指令，反射镜2旋转。
(3) 反射镜2旋转45°，隔断红外摄像头6与被测对象之间的光路，同 时接通黑体5与红外摄像头6之间的光路。计算红外摄像头6的温度测量值 T红与黑体5的温度T員的差异At二T红.-T黑，将红外摄像头的测量值修正为 T红-At。
然后反射镜2反向旋转45。，反射镜9旋转45。，隔断红外摄像头6与 被测对象之间的光路，同时接通黑体8与红外摄像头6之间的光路，黑体与 红外摄像头之间构成的光路的夹角为90度。
(4) 计算红外摄像头6的温度测量值T a与黑体8的温度T ^的差异At =T红-T黑，将红外摄像头的测量值修正为T红-At。
(5) 反射镜9反向旋转45。，隔断黑体8与红外摄像头6之间的光路， 同时连通红外摄像头6与被测对象之间的光路，开始测量被测对象的温度。
权利要求
1、一种红外测温在线自校准的方法，包括设置红外摄像头系统以及进行数据处理和系统控制的计算机，其特征在于(1)由用户根据需要设定两次校准之间的间隔时间，并按设定的时间，通过计算机指令控制反射镜旋转，变换光路，连通黑体与红外摄像头之间的光路；(2)用黑体的实时温度与红外摄像头的测定温度进行比较，求出偏差值，再用该偏差值对被测对象的热像温度数值进行校准。
2、 根据权利要求1所述的一种红外测温在线自校准的方法，其特征在于所述黑体与红外摄像头之间的光路连通是通过旋转轴旋转反射镜而构成的光路。
3、 根据权利要求1或2所述的一种红外测温在线自校准的方法，其特征在于所述黑体与红外摄像头之间构成的光路的夹角为90度。
4、 实现权利要求1所述的一种红外测温在线自校准的方法的红外测温在线自校准装置，包括红外摄像头、方形镜筒和计算机，其特征在于设置与红外摄像头以及计算机系统处于同一个壳体中的至少一个黑体和至少一个 用于改变光路的反射镜。
5、 根据权利要求4所述一种红外测温在线自校准装置，其特征在于所述内置黑体的设置为两个或两个以上，两个或两个以上的内置黑体设定温 度保持不等。
6、 根据权利要求4所述一种红外测温在线自校准装置，其特征在于所述反射镜的设置为两个或两个以上。
7、 根据权利要求4或5所述一种红外测温在线自校准装置，其特征在于所述黑体位于方形镜筒的周边。
8、 根据权利要求4所述一种红外测温在线自校准装置，其特征在于装置设置有位于镜筒边框上的旋转轴。
全文摘要
本发明是一种红外测温在线自校准装置及其方法。该装置设置有与红外摄像头以及计算机系统处于同一个壳体中的至少一个黑体和至少一个用于改变光路的反射镜。在线自校准的方法包含以下内容(1)由用户根据需要设定两次校准之间的间隔时间，并按设定的时间，通过计算机指令控制反射镜旋转，变换光路，连通黑体与红外摄像头之间的光路；(2)用黑体的实时温度与红外摄像头的测定温度进行比较，求出偏差值，再用该偏差值对被测对象的热像温度数值进行校准。本发明具备在线自校准功能，特别适合制造便携式设备。通过内置黑体，集测量与校准于一体，适合长期野外测量工作。
文档编号G01J5/00GK101183026SQ20071003142
公开日2008年5月21日 申请日期2007年11月16日 优先权日2007年11月16日
发明者周玉山, 伟 夏, 王龙贵, 邓文君, 明 邵 申请人:中华人民共和国中山出入境检验检疫局;华南理工大学