专利名称：一种红外热像仪像元点的标定方法
技术领域：
本发明属于红外热成像测温技术领域，本发明涉及通过对红外热成像测温数据的研究，分析影响测温精度的因素，提出了对测温结果进行精度修正的办法。
背景技术：
温度是确定物质状态最重要的参数之一，它的测量与控制在国防、军事、科学实验及工农业生产中具有十分重要的作用。特别是高温测量在航天、材料、能源、冶金等领域中占有极重要的地位。目前，温度测量主要分为接触式和非接触式。传统的温度测量多采用接触式测量，使用热电偶、热电阻测温是接触式温度测量的主要手段，接触式测温技术已经成熟并得到了广泛应用。随着工农业、国防事业、医学的发展，对温度测量要求越来越高。在某些场合，准确测温逐步上升为主要矛盾，引起了各方面的重视。例如在不停机的情况下对机械设备、电力设备、生产设备等进行温度测量；在不造成产品的污染或损坏的情况下，对生产过程中或仓库里的产品温度进行测量。在这种背景下，非接触、无损测量的红外测温技术得到了长足的发展。红外热像仪是一种利用红外探测器将看不见的红外辐射转换成可见图像的被动成像仪器。是一种直接测量物体表面温度及温度分布的分析仪器，其基本原理是通过探测物体向外辐射的能量，再根据物体的辐射系数以及辐射能量与物体表面温度的对应关系，推算出物体表面的实际温度，它将物体的热分布转换成可视图像，并在监视器上以灰度级或伪彩色显示出来，从而得到被测目标的温度分布场。因此，根据被测样品的表面温度分布结果，可以直接发现异常的热点或热区。红外热成像测温技术在测试领域的广泛应用，给我们带来了很大的方便，但在使用过程中，美中不足的是它在显示器上所表现出来的图像只是被测物体表面辐射温度的分布，并不是真实温度的分布。而辐射温度是在把物体表面的发射率作为I折算出来的，是一种理想状况。由于实际物体并不是黑体，表面发射率不等于1，所以有时辐射温度与真实温度相差比较大，物体表面的辐射温度分布并不能反映真实温度分布。因此降低了红外热像仪的准确性，影响了热像仪在诸多红外热像诊断技术领域中的应用.因此，研究红外热像测温原理，推导计算被测表面真实温度的通用计算公式，研究被测表面的发射率、反射率(或吸收率)，环境温度、大气温度、测量距离、大气衰减和红外探测器的等因素对测温精度的影响，对于提高热成像测温的准确性，扩大红外热成像技术的应用具有重要意义。红外探测器通常使用的有铟锑(InSb)和锑镉汞(HgCdTe)器件，目前发展的是高性能多元HgCdTe探测器，多元HgCdTe器件不但提高了探测度，而且可以增大视场，提高分辨率和信噪比，并可在3 5um和8 14um两个大气窗口波段下工作。然而由于工作在不同波段的探测器的温度转换的电信号能力存在一定的差异以及由于工艺的因素，对红外热成像测温计算的结果产了一定的误差，这里提出了一种方法，可以有效的对其差异进行修正，从而提高红外热成像测温的精度。
发明内容
本发明要解决的技术问题是通过红外热像仪像元点的标定方法来解决减小探测器材质及工艺的因素对红外热成像测温的精确度影响。本发明为实现上述目的，采用如下技术方案:一种红外热像仪像元点的标定方法，包括下述步骤:(I)辐射定标:环境温度设为273K，黑体温度设为273K，检测红外探测器的电压Vt其中i为探测器水平像素数，j探测器垂直像素数；步进提高黑体温度分别测得各个温度下红外探测器的电压，根据测得的电压建立红外探测器电压Vt (i，j)与黑体温度T映射关系;(2)近距离设置一块发射率为ε为0.5左右可控温度的挡板，分别设置4个不同的温度Ttll- Ttl4，用红外探测器测出一组Vtll (i, j) - V04 (i，j)的数据，通过查辐射定标的表，得到热像仪指示的辐射温度T’ 01 (i, j) - T’ 04 (i，j)共4个温度，根据近距离测温公
权利要求
1.一种红外热像仪像元点的标定方法，包括下述步骤: (1)辐射定标:环境温度设为273K，黑体温度设为273K，检测红外探测器的电压\其中i为探测器水平像素数，j探测器垂直像素数；步进提高黑体温度分别测得各个温度下红外探测器的电压，根据测得的电压建立红外探测器电压Vt (i, j)与黑体温度T映射关系； (2)近距离设置一块发射率为ε为0.5左右可控温度的挡板，分别设置4个不同的温度Ttll- Ttl4，用红外探测器测出一组Vcu (i，j)- V04 (i，j)的数据，通过查辐射定标的表，得到热像仪指示的辐射温度Τ’Μ (i，j) - T’M (i，j)共4个温度，根据近距离测温公式
全文摘要
本发明公布了一种红外热像仪像元点的标定方法，包括黑体辐射定标、挡板温度测量。通过黑体辐射定标，可以测得红外热成像的电压V与温度T的映射关系。通过多次挡板的实测值和计算值计算公式的推导，确定影响红外热像仪像元点测温精度n值，从而提高红外热像仪的测温精度。本发明有以下优点1．采用挡板装置温度测量的方法，有效的提高了红外热成像测温公式中n的精度，从而提高了红外热成像测温的精度。2．通过红外探测器每个像元的精度的修正，可以有效的提高红外热成像测温的非均匀性。3．测量实验中，不用考虑挡板的发射率对实验结果的影响。4．测量实验中，不用考虑温度对实验结果的影响。
文档编号G01J5/52GK103076101SQ20121058374
公开日2013年5月1日 申请日期2012年12月28日 优先权日2012年12月28日
发明者李令想, 张铆, 刘燕, 陈黎明, 廖代春 申请人:无锡艾立德智能科技有限公司