一种温度检测系统、温度检测方法、电子设备及存储介质与流程

文档序号:32515028发布日期:2022-12-10 09:01阅读:97来源:国知局
一种温度检测系统、温度检测方法、电子设备及存储介质与流程

1.本技术涉及温度检测技术领域,具体而言,涉及一种温度检测系统、温度检测方法、电子设备及存储介质。


背景技术:

2.对于工业产品的温度检测的研究一直是工业上温度检测领域的重要课题之一。在工业上的温度检测领域,一般需要对待检测的工业产品进行温度检测,以使得后续的工业生产能够顺利进行。
3.目前主流的温度检测方法一般是非接触式温度检测方法,非接触式温度检测方法大多是被动式测温法,一般是采用红外温度探测器对待测温的目标产品的温度进行测量,原理上是基于热力学经典的普朗克定律,然而,这种被动式测温法需要传输介质的透过率足够高、预知目标产品的发射率及环境温度,最终才可较准确地测量目标产品的辐射温度。


技术实现要素:

4.有鉴于此,本技术的目的在于提供一种温度检测系统、温度检测方法、电子设备及存储介质,在未满足传输介质的透过率足够高、预知目标发射率及环境温度的条件下也能较准确地测量目标产品的辐射温度。
5.第一方面,本技术实施例提供了一种温度检测系统,所述温度检测系统包括:
6.第一光源和第二光源,所述第一光源用于产生第一波长的光波,所述第二光源用于产生第二波长的光波,所述第一光源和所述第二光源用于在预设测温时间段内的每个测温周期分别以第一波长的光波和第二波长的光波交替以相同的预设照射时间段以预设频率照射目标待测物,以使所述目标待测物分别产生预设波段内的任意波长的热辐射电磁波;其中,所述第一波长和所述第二波长在所述预设波段内;每个测温周期的时长等于二倍的预设照射时间段的时长;
7.光波过滤装置,用于接收所述目标待测物反射的第一波长的光波和所述第二波长的光波以及所述预设波段内的任意波长的热辐射电磁波,并从所述第一波长的光波和所述预设波段的热辐射电磁波中筛选出第三波长的热辐射电磁波,从所述第二波长的光波和所述预设波段的热辐射电磁波中筛选出第四波长的热辐射电磁波;其中,所述第三波长不等于所述第一波长,所述第四波长不等于所述第二波长;
8.辐射探测器,用于接收从光波过滤装置发送的第三波长的热辐射电磁波和第四波长的热辐射电磁波,并将所述第三波长的热辐射电磁波和所述第四波长的热辐射电磁波分别转换成对应的第一电信号和第二电信号;
9.温度检测装置,所述温度检测装置用于接收所述第一电信号和所述第二电信号,并基于所述第一电信号和所述第二电信号,确定所述目标待测物的温度。
10.可选地,所述光波过滤装置包括聚光透镜和滤光转轮,所述滤光转轮上设置有第一滤光片和第二滤光片;
11.所述聚光透镜用于接收所述目标待测物反射的第一波长的光波、所述目标待测物反射的第二波长的光波和所述预设波段的热辐射电磁波,并将所述第一波长的光波、所述第二波长的光波和所述预设波段内的任意波段的热辐射电磁波发送给滤光转轮;其中,所述第一光源和所述第二光源距离所述聚光透镜中心的距离相同;
12.所述滤光转轮用于在接收到所述第一波长的光波和预设波段的热辐射电磁波时,通过所述第一滤光片从所述第一波长的光波和所述预设波段的内的任意波段的热辐射电磁波中过滤出第三波长的热辐射电磁波,
13.在接收到所述第二波长的光波和预设波段的热辐射电磁波时,通过所述第二滤光片从所述第二波长的光波和所述预设波段内的任意波段的热辐射电磁波中过滤出第四波长的热辐射电磁波。
14.可选地,所述温度检测装置包括:
15.控制模块,用于控制第一光源和第二光源在预设测温时间段内的每个测温周期分别以第一波长的光波和第二波长的光波交替以相同的预设照射时间段以预设频率照射目标待测物,以使所述目标待测物分别产生预设波段内的任意波长的热辐射电磁波;
16.接收模块,用于针对预设测温时间段内的每个测温周期,接收第一电信号和第二电信号;
17.子计算模块,用于基于预先确定的标定标准系数,所述第三波长、所述第四波长、所述第一电信号和所述第二电信号,确定在该测温周期的目标待测物的温度;
18.计算模块,用于基于所述预设测温时间段内的每个测温周期的目标待测物的温度,确定目标待测物的温度。
19.可选地,所述子计算模块具体用于:
20.基于预先确定的标定标准系数,所述第三波长、所述第四波长、所述第一电信号和所述第二电信号,利用以下公式确定在该测温周期的目标待测物的温度:
[0021][0022]
其中,c2为第二辐射常数;λ1为第三波长;λ2为第四波长;s(λ1)为第一电信号;s(λ2)为第二电信号;k为预先确定的标定标准系数。
[0023]
第二方面,本技术实施例提供了一种温度检测方法,应用于上述温度检测装置,所述温度检测方法包括:
[0024]
控制第一光源和第二光源在预设测温时间段内的每个测温周期分别以第一波长的光波和第二波长的光波交替以相同的预设照射时间段以预设频率照射目标待测物,以使所述目标待测物分别产生预设波段内的任意波长的热辐射电磁波;其中,所述第一波长和所述第二波长在所述预设波段内;每个测温周期的时长等于二倍的预设照射时间段的时长;
[0025]
针对预设测温时间段内的每个测温周期,接收第一电信号和第二电信号;所述第一电信号为基于第三波长的热辐射电磁波转换得到的,所述第二电信号为基于第四波长的
热辐射电磁波转换得到的;所述第三波长的热辐射电磁波和第四波长的热辐射电磁波分别为对所述第一光源和所述第二光源照射所述目标待测物产生的第一波长的光波、第二波长的光波和预设波段内的任意波长的热辐射电磁波进行过滤得到的;
[0026]
基于预先确定的标定标准系数,所述第三波长、所述第四波长、所述第一电信号和所述第二电信号,确定在该测温周期的目标待测物的温度;
[0027]
基于所述预设测温时间段内的每个测温周期的目标待测物的温度,确定目标待测物的温度。
[0028]
可选地,基于预先确定的标定标准系数,所述第三波长、所述第四波长、所述第一电信号和所述第二电信号,利用以下公式确定在该测温周期的目标待测物的温度:
[0029][0030]
其中,c2为第二辐射常数;λ1为第三波长;λ2为第四波长;s(λ1)为第一电信号;s(λ2)为第二电信号;k为预先确定的标定标准系数;t为该测温周期的目标待测物的温度。
[0031]
可选地,所述基于所述预设测温时间段内的每个测温周期的目标待测物的温度,确定目标待测物的温度,包括:
[0032]
将预设测温时间段内的每个测温周期的目标待测物的温度的平均值,确定为目标待测物的温度,或者,
[0033]
将预设测温时间段内的每个测温周期的目标待测物的温度的截尾均值,确定为目标待测物的温度。
[0034]
可选地,确定所述标定标准系数的步骤包括:
[0035]
控制第一光源和第二光源在预设测温时间段内的每个测温周期分别以第一波长的光波和第二波长的光波交替以相同的预设照射时间段照射目标标定物,以使所述目标标定物分别产生预设波段内的任意波长的热辐射电磁波;
[0036]
针对预设测温时间段内的每个测温周期,接收第三电信号和第四电信号;所述第三电信号为基于第三波长的热辐射电磁波转换得到的,所述第四电信号为基于第四波长的热辐射电磁波转换得到的;所述第三波长的热辐射电磁波和第四波长的热辐射电磁波分别为对所述第一光源和所述第二光源照射所述目标标定物产生的第一波长的光波、第二波长的光波和预设波段的热辐射电磁波进行过滤得到的;
[0037]
基于所述第三电信号、所述第四电信号、所述第三波长、所述第四波长、预设的目标标定物的温度,利用以下公式确定在该测温周期的标准系数:
[0038][0039]
其中,c2为第二辐射常数;λ1为第三波长;λ2为第四波长;s(λ1)

为第三电信号;s(λ2)

为第四电信号;t为预设的目标标定物的温度;k’为该测温周期的标准系数;
[0040]
将预设测温时间段内的每个测温周期的标准系数的平均值,确定为标定标准系
数。
[0041]
第三方面,本技术实施例提供了一种电子设备,包括:处理器、存储器和总线,所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令,当电子设备运行时,所述处理器与所述存储器之间通过总线通信,所述处理器执行所述机器可读指令,以执行第二方面任一项所述的温度检测方法的步骤。
[0042]
第四方面,本技术实施例提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器运行时执行第二方面任一所述的温度检测方法的步骤。
[0043]
本技术实施例提供的温度检测系统、温度检测方法、电子设备及存储介质,通过第一光源和第二光源以交替照射的形式主动以预设频率对目标待测物的表面进行照射,然后采集表示目标待测物的扰动温升的热辐射电磁波,该表示扰动温升的热辐射电磁波可以区别于环境温度升高发出的表示环境温度的热辐射电磁波,因此可以忽略环境温度对测温结果的影响,此外,通过两种波长的第一光源和第二光源分别主动对目标待测物进行扰动,可以使得在后续计算中消除透过率项和发射率项,从而使得得到的温度检测结果可以避免受到透过率和发射率的影响。
[0044]
为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
附图说明
[0045]
为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本技术的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0046]
图1示出了本技术示例性实施例提供的一种温度检测系统的结构示意图;
[0047]
图2示出了本技术示例性实施例提供的一种温度检测方法的流程图;
[0048]
图3示出了本技术示例性实施例提供的一种图1中温度检测系统中的温度检测装置的结构示意图;
[0049]
图4示出了本技术示例性实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0050]
为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本技术实施例中附图,对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围,而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的每个其他实施例,都属于本技术保护的范围。
[0051]
在本技术提出之前,现有的非接触式温度检测方法一般是被动式测温法,一般是采用红外温度探测器对待测温的目标产品的温度进行测量,红外温度探测器的测温原理上
是基于任何物体处于绝对零度以上时,都会以一定波长电磁波的形式向外辐射能量,温度越高,辐射出的总能量就越大。红外温度探测器利用物体的辐射能量基于热力学经典的普朗克定律进行测温。
[0052]
然而,这种被动式测温法需要传输介质的透过率足够高、预知目标产品的发射率及环境温度,最终才可较准确地测量目标产品的温度。具体说来,现有的被动式测温方法存在以下三个主要的问题:
[0053]
(1)被动式辐射测温接收到的辐射是由目标产品自身的辐射和环境的辐射构成的,在目标产品的温度远高于环境温度时可忽略环境温度的影响,但在目标产品的温度接近环境温度或环境温度不可预知的情况下,环境的影响则不可忽略。
[0054]
(2)由于被动式辐射测温是非接触式测温,因此目标产品自身的热辐射通过空气等介质传输到辐射探测器(例如红外温度探测器)。在不同的环境下(例如烟雾环境和粉尘环境等),介质对热辐射的吸收能力(即吸收率)不同,这就导致辐射探测器接收到的热辐射有偏差,使得无法准确测量得到目标产品的温度;此外,经典热辐射理论中证实相同温度的物体,由于表面发射率的不同,发出的热辐射也不同,因此在目标产品发射率不确定的情况下,使得无法准确测量得到目标产品的温度。
[0055]
基于现有技术中存在的上述问题,本技术实施例提供了一种温度检测系统、检测方法、电子设备及存储介质,能够使得准确地测量得到目标产品的温度。
[0056]
为便于对本技术实施例进行理解,首先对本技术实施例所公开的一种温度检测系统进行详细介绍。
[0057]
请参阅图1,图1为本技术示例性实施例提供的一种温度检测系统100的结构示意图。
[0058]
如图1所示,所述温度检测系统100包括:
[0059]
第一光源10和第二光源20,所述第一光源10用于产生第一波长的光波,所述第二光源20用于产生第二波长的光波,所述第一光源10和所述第二光源20用于在预设测温时间段内的每个测温周期分别以第一波长的光波和第二波长的光波交替以相同的预设照射时间段以预设频率照射目标待测物,以使所述目标待测物分别产生预设波段内的任意波长的热辐射电磁波。其中,所述第一波长和所述第二波长在所述预设波段内;每个测温周期的时长等于二倍的预设照射时间段的时长。
[0060]
作为示例,第一光源10和第二光源20可以为激光,第一波长可以为5μm,第二波长可以为7μm。
[0061]
这里,所述预设测温时间段为用于测量目标待测物的温度的时间段,例如,预设测温时间段可以为10s。测温周期为用于测量目标待测物的一个温度的时间段,例如,测温周期可以为2s。预设照射时间段为第一光源10照射一次目标待测物的时间段,或者是第二光源20照射一次目标待测物的时间段,例如,预设照射时间段可以为1s,因此,可以理解的是,每个测温周期的时长等于二倍的预设照射时间段的时长。
[0062]
这里,第一光源10在预设照射时间段以预设频率照射目标待测物,第二光波在预设照射时间段也以预设频率照射目标待测物。这里,预设频率可以为25hz。作为示例,第一光源10以预设频率照射目标待测物的占空比和第二光源20以预设频率照射目标待测物的占空比可以,例如,占空比可以均为50%。可以理解的是,这里第一光源10和第二光源20实
际上是以交流信号照射目标待测物,通过这种方式,可以使得后续探测到的表示扰动温升的热辐射电磁波区别于环境温度升高发出的表示环境温度的热辐射电磁波,从而使得在环境温度未知的情况下也能较准确地测量目标产品的辐射温度。
[0063]
作为示例,所述温度检测系统100还可以包括锁相放大器60,锁相放大器60的输入端与辐射探测器40连接,锁相放大器60的输出端与温度检测装置50连接。关于锁相放大器的功能,将在后文进行介绍。
[0064]
下面,将对目标待测物分别产生预设波段的热辐射电磁波的原理进行说明。根据热力学原理可知,一切绝对零度以上的物体都会以电磁波形式散发出热量,叫热辐射。因此,在第一光源10和第二光源20照射目标待测物之后,目标待测物会产生更多的热量,这种热量会以电磁波的形式向四面八方辐射,即本技术中所述的热辐射电磁波。并且,这种热辐射电磁波的波段是一个宽波段的电磁波,该宽波段包括了第一光源10的波长和第二光源20的波长,例如,宽波段可以为1μm-10μm。
[0065]
当第一光源10照射目标待测物的时候,目标待测物可以产生1μm-10μm波段范围内的任意波长的热辐射电磁波,例如2μm、4μm、5μm;当第二光源20照射目标待测物的时候,目标待测物也可以产生1μm-10μm波段范围内的任意波长的热辐射电磁波,例如4μm、5μm、7μm。
[0066]
光波过滤装置30,用于接收所述目标待测物反射的第一波长的光波和所述第二波长的光波以及所述预设波段内的任意波长的热辐射电磁波,并从所述第一波长的光波和所述预设波段的热辐射电磁波中筛选出第三波长的热辐射电磁波,从所述第二波长的光波和所述预设波段的热辐射电磁波中筛选出第四波长的热辐射电磁波;
[0067]
作为示例,所述光波过滤装置30包括聚光透镜32和滤光转轮31,所述滤光转轮31上设置有第一滤光片311和第二滤光片312;
[0068]
所述聚光透镜32用于接收所述目标待测物反射的第一波长的光波、所述目标待测物反射的第二波长的光波和所述预设波段的热辐射电磁波,并将所述第一波长的光波、所述第二波长的光波和所述预设波段内的任意波长的热辐射电磁波发送给滤光转轮31;其中,所述第一光源10和所述第二光源20距离所述聚光透镜32中心的距离相同;
[0069]
所述滤光转轮31用于在接收到所述第一波长的光波和预设波段内的任意波长的热辐射电磁波时,通过所述第一滤光片311从所述第一波长的光波和所述预设波段的热辐射电磁波中过滤出第三波长的热辐射电磁波,
[0070]
在接收到所述第二波长的光波和预设波段的热辐射电磁波时,通过所述第二滤光片312从所述第二波长的光波和所述预设波段的热辐射电磁波中过滤出第四波长的热辐射电磁波;其中,所述第三波长不等于所述第一波长,所述第四波长不等于所述第二波长。
[0071]
这里,在目标待测物被第一光源10照射后,目标待测物也会反射第一光源10发出的第一波长的光波,在目标待测物被第二光源20照射后,目标待测物也会反射第二光源20发出的第二波长的光波。因此,在一个示例中,在第一光源10照射目标待测物后,聚光透镜32接收第一波长的光波,如5μm,和所述预设波段内的任意波长的热辐射电磁波,如2μm、4μm、5μm。
[0072]
这里,由于任意波长的热辐射电磁波中可能包含了目标待测物反射的第一波长的光波的第一波长,如5μm,为了避免第一波长的光波也进入温度检测装置50影响最终的检测结果,本技术示例性实施例中将滤光转轮31上的第一滤光片311设置为仅允许第三波长的
热辐射电磁波通过,这里第三波长不等于第一波长,例如,当第一波长为5μm时,第三波长为8μm。优选地,第三波长等于第二波长,例如,当第一波长为5μm,第二波长为7μm时,第三波长等于7μm。
[0073]
这里,由于目标待测物被第二光源20照射的原理和被第一光源10照射的原理是相同的,因此目标待测物被第二光源20照射的原理请参考上述被第一光源10照射的原理,在此不再赘述。这里,第四波长不等于第二波长,优选地,第四波长等于第一波长,例如,当第一波长为5μm,第二波长为7μm时,第四波长等于5μm。
[0074]
此外,作为示例,滤光转轮31可以被温度检测装置50控制从而在第一光源10照射目标待测物时,将滤光转轮31中的第一滤光片311转到聚光透镜32的轴线上,在第二光源20照射目标待测物时,将滤光转轮31中的第二滤光片312转到聚光透镜32的轴线上。
[0075]
辐射探测器40,用于接收从光波过滤装置30发送的第三波长的热辐射电磁波和第四波长的热辐射电磁波,并将所述第三波长的热辐射电磁波和所述第四波长的热辐射电磁波分别转换成对应的第一电信号和第二电信号。
[0076]
这里,第三波长的热辐射电磁波对应一个第一电信号的值,第四波长的热辐射电磁波对应一个第二电信号的值,作为示例,第一电信号的值和第二电信号的值可以为电流值。
[0077]
此外,作为示例,当温度检测系统100还可以包括锁相放大器60(未在图中示出),锁相放大器60的一端与所述辐射探测器40连接,锁相放大器60的另一端与所述温度检测装置50连接。锁相放大器60用于在接收到第一电信号时,将第一电信号中的直流分量滤除,获得交流分量,然后将交流分量放大,将放大后的交流分量对应的第一电信号发送给温度检测装置50;在接收到第二电信号时,将第二电信号中的直流分量滤除,获得交流分量,并将交流分量放大,将放大后的交流分量对应的第二电信号发送给温度检测装置50。
[0078]
温度检测装置50,所述温度检测装置50用于接收所述第一电信号和所述第二电信号,并基于所述第一电信号和所述第二电信号,确定所述目标待测物的温度。
[0079]
这里,所述温度检测装置可以为个人计算机,上位机,工控机等。所述温度检测装置用于执行本技术示例性实施例中的温度检测方法。
[0080]
下面,将详细介绍本技术示例性实施例提供的一种温度检测方法。
[0081]
请参阅图2,图2为本技术示例性实施例提供的一种温度检测方法的流程图。所如图1中所示,本技术示例性实施例提供的一种温度检测方法,包括以下步骤:
[0082]
s101、控制第一光源和第二光源在预设测温时间段内的每个测温周期分别以第一波长的光波和第二波长的光波交替以相同的预设照射时间段照射目标待测物,以使所述目标待测物分别产生预设波段内的任意波长的热辐射电磁波;其中,所述第一波长和所述第二波长在所述预设波段内;每个测温周期的时长等于二倍的预设照射时间段的时长。
[0083]
s102、针对预设测温时间段内的每个测温周期,接收第一电信号和第二电信号;所述第一电信号为基于第三波长的热辐射电磁波转换得到的,所述第二电信号为基于第四波长的热辐射电磁波转换得到的;所述第三波长的热辐射电磁波和第四波长的热辐射电磁波分别为对所述第一光源和所述第二光源照射所述目标待测物产生的第一波长的光波、第二波长的光波和预设波段内的任意波长的热辐射电磁波进行过滤得到的。
[0084]
这里,关于步骤s101和步骤s102,由于在上述温度检测装置中已经对该部分做了
详细介绍,因此在此不再赘述。
[0085]
s103、基于预先确定的标定标准系数,所述第三波长、所述第四波长、所述第一电信号和所述第二电信号,确定在该测温周期的目标待测物的温度。
[0086]
这里,所述预先确定的标定标准系数表示所述温度检测系统的温度检测性能。
[0087]
作为示例,可以通过以下步骤(a)、(b)、(c)和(d)确定所述标定标准系数:
[0088]
(a)、控制第一光源和第二光源在预设测温时间段内的每个测温周期分别以第一波长的光波和第二波长的光波交替以相同的预设照射时间段照射目标标定物,以使所述目标标定物分别产生预设波段内的任意波长的热辐射电磁波。
[0089]
这里,所述目标标定物可以选用高发射率的高温黑体或灰体。例如,目标标定物可以为石墨、氧化铁、表面喷涂黑漆的物体等。
[0090]
这里,所述目标标定物的温度是已知的。优选地,所述目标标定物的温度大于500℃。
[0091]
这里,所述目标标定物被第一光源和第二光源照射的原理与所述目标待测物被第一光源和第二光源照射的原理相同,因此在此不再赘述。
[0092]
(b)、针对预设测温时间段内的每个测温周期,接收第三电信号和第四电信号;所述第三电信号为基于第三波长的热辐射电磁波转换得到的,所述第四电信号为基于第四波长的热辐射电磁波转换得到的;所述第三波长的热辐射电磁波和第四波长的热辐射电磁波分别为对所述第一光源和所述第二光源照射所述目标标定物产生的第一波长的光波、第二波长的光波和预设波段的热辐射电磁波进行过滤得到的。
[0093]
这里,通过热力学定理可知,在通过辐射探测器将热辐射电磁波转换为电信号的过程中还与目标标定物的温度和发射率有关,由于目标标定物的温度与目标待测物的温度未必相同,发射率也未必相同,因此基于第三波长的热辐射电磁波得到的第三电信号的值与基于第三波长的热辐射电磁波得到的第一电信号的值未必相同。同理,基于第四波长的热辐射电磁波得到的第四电信号的值与基于第四波长的热辐射电磁波得到的第二电信号的值也未必相同。
[0094]
(c)、基于所述第三电信号、所述第四电信号、所述第三波长、所述第四波长、预设的目标标定物的温度,利用以下公式(1)确定在该测温周期的标准系数k’:
[0095][0096]
其中,c2为第二辐射常数;λ1为第三波长;λ2为第四波长;s(λ1)

为第三电信号;s(λ2)

为第四电信号;t为预设的目标标定物的温度;k’为该测温周期的标准系数;
[0097]
(d)、将预设测温时间段内的每个测温周期的标准系数的平均值,确定为标定标准系数k。
[0098]
可以理解的是,上述步骤(a)、(b)、(c)和(d)中实际上是在应用上述温度检测系统对目标待测物进行温度检测之前,应用上述温度检测系统对已知温度的目标标定物进行检测,从而确定可以表示温度检测系统的温度检测性能的标定标准系数的过程。
[0099]
在一个具体的应用场景中,在确定了标定标准系数之后,可以将目标标定物替换
为目标待测物,从而应用上述温度检测系统对目标待测物进行温度检测。
[0100]
具体地,在确定了标定标准系数之后,可以基于预先确定的标定标准系数,所述第三波长、所述第四波长、所述第一电信号和所述第二电信号,利用以下公式(2)确定在该测温周期的目标待测物的温度t:
[0101][0102]
其中,c2为第二辐射常数;λ1为第三波长;λ2为第四波长;s(λ1)为第一电信号;s(λ2)为第二电信号;k为预先确定的标定标准系数;t为该测温周期的目标待测物的温度。
[0103]
下面,将介绍根据上述公式对目标待测物进行温度检测的原理:
[0104]
理想状态下,所述温度检测装置接收的第一电信号s(λ1)的构成为:
[0105][0106]
其中,ε(λ2)为目标待测物在波长λ2下的发射率;τ(λ2)为目标待测物在波长λ2下的透过率;p2为预先确定的第二光源的光功率;g可由稳态温度场下微分方程和边界条件来求得,其中,d为待测物的热扩散系数,f为第一光源或者第二光源的调制频率,k为待测物的导热系数;θl(λ1,t)为普朗克公式在真实温度为t和波长为λ1处的光谱辐射亮度对温度的一阶导数;λmin为辐射探测器响应的波长下限,λmax为辐射探测器响应的波长上限;r(λ1)为辐射探测器的光谱响应度函数;θ为预先确定的测量立体角;ε(λ1)为目标待测物在波长λ1下的发射率;τ(λ1)为目标待测物在波长λ1下的透过率;d为第一光源或者第二光源距离聚光透镜光学中心的距离;f为聚光透镜的焦距。
[0107]
理想状态下,所述温度检测装置接收的第二电信号s(λ2)的构成为:
[0108][0109]
其中,p1为预先确定的第一光源的光功率;为普朗克公式在真实温度为t和波长为λ2处的光谱辐射亮度对温度的一阶导数;r(λ2)为辐射探测器的光谱响应度函数。
[0110]
当在每个测温周期得到了第一电信号的值和第二电信号的值之后,将公式(3)和公式(4)作比,可以得到:
[0111][0112]
通过上述公式(5)可以发现,将两路信号的值作比,就可以消除透过率项和发射率项,因此可以消除掉透过率和发射率的影响。
[0113]
进一步地,在获得了第一电信号和第二电信号之后,可以基于预先确定的标定标准系数,所述第三波长、所述第四波长、所述第一电信号和所述第二电信号,利用公式(2)确定在该测温周期的目标待测物的温度,该公式(2)中由于没有透过率项和发射率项,因此得到的目标待测物的温度t可以不受透过率和发射率的影响。
[0114]
上面介绍了温度检测系统处于理想状态下进行温度检测的原理,然而,由于光波过滤装置存在不可避免的漂移特性,这种漂移特性会导致通过光波过滤装置的热辐射电磁波存在波长偏移量δλ,因此,实际情况下,温度检测系统处于非理想状态下。这里,波长偏移量δλ与光波过滤装置有关,一般会在光波过滤装置标注波长偏移量的大小。
[0115]
当温度检测系统处于非理想状态下时,所述温度检测装置接收的第一电信号s(λ1)的构成为:
[0116][0117]
所述温度检测装置接收的第二电信号s(λ2)的构成为:
[0118][0119]
当在每个测温周期得到了第一电信号的值和第二电信号的值之后,将公式(6)和公式(7)作比,可以得到:
[0120][0121]
通过上述公式(8)可以发现,将两路信号的值作比,就可以消除透过率项和发射率项,就可以消除透过率项和发射率项,因此可以消除掉透过率和发射率的影响。
[0122]
进一步地,在获得了第一电信号和第二电信号之后,可以基于预先确定的标定标准系数,所述第三波长、所述第四波长、所述第一电信号和所述第二电信号,利用公式(2)确定在该测温周期的目标待测物的温度,该公式(2)中由于没有透过率项和发射率项,因此得到的目标待测物的温度t可以不受透过率和发射率的影响。
[0123]
s104、基于所述预设测温时间段内的每个测温周期的目标待测物的温度,确定目标待测物的温度。
[0124]
作为示例,在该步骤中可以将预设测温时间段内的每个测温周期的目标待测物的温度的平均值,确定为目标待测物的温度。
[0125]
作为另一示例,在该步骤中可以将预设测温时间段内的每个测温周期的目标待测物的温度的截尾均值,确定为目标待测物的温度。
[0126]
本技术示例性实施例提供的一种温度检测方法,通过第一光源和第二光源以交替照射的形式主动以预定频率对目标待测物的表面进行照射,然后采集表示目标待测物的扰动温升的热辐射电磁波,该表示扰动温升的热辐射电磁波可以区别于环境温度升高发出的表示环境温度的热辐射电磁波,因此可以忽略环境温度对测温结果的影响,此外,通过两种波长的第一光源和第二光源分别主动对目标待测物进行扰动,可以使得在后续计算中消除透过率项和发射率项,从而使得得到的温度检测结果可以避免受到透过率和发射率的影响。
[0127]
基于同一发明构思,本技术实施例还提供了一种温度检测装置。
[0128]
参见图3所示,图3为本技术示例性实施例提供的一种温度检测装置的结构示意图,该温度检测装置300包括:
[0129]
控制模块301,用于控制第一光源和第二光源在预设测温时间段内的每个测温周期分别以第一波长的光波和第二波长的光波交替以相同的预设照射时间段以预定频率照射目标待测物,以使所述目标待测物分别产生预设波段内的任意波长的热辐射电磁波;
[0130]
接收模块302,用于针对预设测温时间段内的每个测温周期,接收第一电信号和第二电信号;
[0131]
子计算模块303,用于基于预先确定的标定标准系数,所述第三波长、所述第四波长、所述第一电信号和所述第二电信号,确定在该测温周期的目标待测物的温度;
[0132]
计算模块304,用于基于所述预设测温时间段内的每个测温周期的目标待测物的温度,确定目标待测物的温度。
[0133]
在一种可能的实施方式中,所述子计算模块303具体用于:
[0134]
基于预先确定的标定标准系数,所述第三波长、所述第四波长、所述第一电信号和所述第二电信号,利用以下公式确定在该测温周期的目标待测物的温度:
[0135][0136]
其中,c2为第二辐射常数;λ1为第三波长;λ2为第四波长;s(λ1)为第一电信号;s(λ2)为第二电信号;k为预先确定的标定标准系数。
[0137]
在一种可能的实施方式中,所述计算模块304具体用于:
[0138]
将预设测温时间段内的每个测温周期的目标待测物的温度的平均值,确定为目标待测物的温度,或者,
[0139]
将预设测温时间段内的每个测温周期的目标待测物的温度的截尾均值,确定为目标待测物的温度。
[0140]
在一种可能的实施方式中,上述温度检测装置300还包括:标定标准系数确定模块
305(未在图中示出),所述标定标准系数确定模块305,具体用于:
[0141]
控制第一光源和第二光源在预设测温时间段内的每个测温周期分别以第一波长的光波和第二波长的光波交替以相同的预设照射时间段以预定频率照射目标标定物,以使所述目标标定物分别产生预设波段的热辐射电磁波;
[0142]
针对预设测温时间段内的每个测温周期,接收第三电信号和第四电信号;所述第三电信号为基于第三波长的热辐射电磁波转换得到的,所述第四电信号为基于第四波长的热辐射电磁波转换得到的;所述第三波长的热辐射电磁波和第四波长的热辐射电磁波分别为对所述第一光源和所述第二光源照射所述目标标定物产生的第一波长的光波、第二波长的光波和预设波段的热辐射电磁波进行过滤得到的;
[0143]
基于所述第三电信号、所述第四电信号、所述第三波长、所述第四波长、预设的目标标定物的温度,利用以下公式确定在该测温周期的标准系数:
[0144][0145]
其中,c2为第二辐射常数;λ1为第三波长;λ2为第四波长;s(λ1)

为第三电信号;s(λ2)

为第四电信号;t为预设的目标标定物的温度;k’为该测温周期的标准系数;
[0146]
将预设测温时间段内的每个测温周期的标准系数的平均值,确定为标定标准系数。
[0147]
本技术示例性实施例提供的温度检测装置,通过第一光源和第二光源以交替照射的形式主动以预定频率对目标待测物的表面进行照射,然后采集表示目标待测物的扰动温升的热辐射电磁波,该表示扰动温升的热辐射电磁波可以区别于环境温度升高发出的表示环境温度的热辐射电磁波,因此可以忽略环境温度对测温结果的影响,此外,通过两种波长的第一光源和第二光源分别主动对目标待测物进行扰动,可以使得在后续计算中消除透过率项和发射率项,从而使得得到的温度检测结果可以避免受到透过率和发射率的影响。
[0148]
请参阅图4,图4为本技术实施例所提供的一种电子设备的结构示意图。如图4中所示,所述电子设备400包括处理器410、存储器420和总线430。
[0149]
所述存储器420存储有所述处理器410可执行的机器可读指令,当电子设备400运行时,所述处理器410与所述存储器420之间通过总线430通信,所述机器可读指令被所述处理器410执行时,可以执行如上述方法实施例中的温度检测方法的步骤,具体实现方式可参见方法实施例,在此不再赘述。
[0150]
本技术实施例还提供一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器运行时可以执行如上述方法实施例中的温度检测方法的步骤,具体实现方式可参见方法实施例,在此不再赘述。
[0151]
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
[0152]
在本技术所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统、装置和方法,可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,又例如,多个单元或组件可
以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
[0153]
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0154]
另外,在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
[0155]
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本技术各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:u盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory,rom)、随机存取存储器(random access memory,ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0156]
最后应说明的是:以上所述实施例,仅为本技术的具体实施方式,用以说明本技术的技术方案,而非对其限制,本技术的保护范围并不局限于此,尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内,其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改、变化或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本技术实施例技术方案的精神和范围,都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此,本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
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