[发明专利]阵列式红外测温仪

说明书

技术领域

本发明属于非接触红外测温及图像处理领域，具体涉及一种测量高温段的面阵红外测温仪。

背景技术

在现代工业生产过程中，为了保障工艺设备的正常运行以及保证生产环境在所要求的环境温度范围内，经常需要对工艺设备及产品进行温度监测，以往这种监测一般采取红外点温仪对温度信息进行采集，但红外测温仪每次只能测量被测物某一个小面积的平均温度值，不能反映被测物整体的温度分布，从而很大的降低了红外温度分析的效果，不能对物体整个表面的温度信息进行实时采集分析，而红外热像仪可以做到这一点，但由于红外热像仪利用所在环境温度定标，所以对高温段物体的测量误差较大，同时它只能显示被测物各点的相对温度，不能准确反应各点温度的绝对值，且价格昂贵。本发明正是基于红外点温仪和红外热像仪各自的技术优点进行研发创新的。

发明内容

本发明的目的是提供一种阵列式红外测温仪，它能够实时测量物体表面多点的温度。

本发明的阵列式红外测温仪，包括前端数据采集部分、控制装置以及连接该前端数据采集部分和控制装置之间的数据接口；其中，所述前端数据采集部分包括红外光学系统、阵列式红外探测器、显示器以及连接并处理该所述阵列式红外探测器和显示器的多路模拟信号处理单元；所述控制装置包括摄像头、无线通讯模块、环境温度测量模块、图像融合软件模块、温度报警模块、按键模块、供电模块、存储模块、以及连接并控制该所述括摄像头、无线通讯模块、环境温度测量模块、图像融合软件模块、温度报警模块、按键模块、供电模块、存储模块的ARM控制模块。

所述的阵列式红外探测器的每一阵元单独与一路模拟信号处理单元通过导线相连接，所有多路模拟信号处理单元采集、处理的信号通过数据接口以数据总线的模式连接到控制装置，控制装置分别通过单独的数据控制线连接括摄像头、存储模块、环境温度测量模块、图像融合软件模块，供电模块导线为控制装置供电，控制装置通过内部电压调节器调节接收到的供电模块电压，通过导线为多路模拟信号处理单元供电。

所述的阵列式红外探测器为阵列化的多晶硅材料探测器。

所述的显示器为面阵显示器，显示与实物照片相对应的二维整体温度分布。

摄像头拍摄的可见光图像与物体的二维整体温度分布相融合，并进行辐射率修正，提高测温的精度。

环境温度测量模块测量阵列式红外测温仪周围的环境温度，并显示在显示器中。

温度报警模块在所测量的温度大于所设定的温度阈值时启动。

无线通讯模块将显示器中的信息通过无线网络上传到服务器当中。

所述的阵列式红外测温仪的应用，应用于非接触红外测温领域。

所述的阵列式红外探测器的测温范围500至2000摄氏度。

由上述方案可知，本发明涉及的阵列式红外测温仪同时具备了点式测温仪较高的测温精度的优势和热像仪能对物体表面多点进行测温的特性，因此它不但可以完全对红外点温仪形成替代而且可以部分承担红外热像仪的功能。本发明涉及的阵列式红外测温仪测温范围500至2000摄氏度，探测灵敏度不低于1毫秒，相应波长900至1100纳米。

本发明中使用的阵列式红外探测器将热辐射能转换为电信号，处理系统采用ARM微处理器，将处理后的各点的温度信息送至显示装置进行显示；利用C语言编程实现对阵列红外测温仪的系统控制，最终得到被测物体温度分布，并与物体的实际图像相融合，从而大大提高了红外温度实时监测的分析效果。

在本发明中，阵列式红外探测器采集被测对象表面二维的表面温度，通过多路信号处理单元将采集到的温度数据进行转换并于显示器中显示，同时将处理后的温度数据通过数据接口上传给控制装置；而控制装置则在控制模块的控制下启动摄像头对实际物体进行图像拍摄；并将物体的实际图像与测得的物体表面温度相拟合，同时输出到显示器当中。此外，对于存储于存储模块中的数据可通过无线通讯模块进行无线传输。

它能够实时测量物体表面多点的温度，从而达到对物体表面温度分布的测定，并使物体的红外温度分布与被测实物对应，并可连续获得数据，得到被测物体表面各点绝对温度分布图；通过实时定标可以直接测出被测对象的实际温度，不再需要做“辐射率修正”，从而大大提高了物体表面红外温度监测的分析效果。

附图说明

图1为本发明所述阵列式红外测温仪的原理框图；

图2为本发明所述阵列式红外测温仪中各组成部分的连接框图；

图3为本发明所述阵列式红外测温仪中所述阵列式探测器原理图。

具体实施方式