[实用新型]一种被测表面失焦情况下的红外测温装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种红外测温装置，尤其是涉及一种被测表面失焦情况下的红外测温装置。

背景技术

温度的检测和控制在电力系统、石化、冶金等行业中受到高度的重视，它关系着系统的安全、产品的质量以及生产的效率。红外测温技术由于测温范围理论上无上下限、不改变被测物体温度、测温响应时间短以及可以测量物料表面的温度分布等优点，在生产过程监测、产品质量控制、设备在线故障诊断和节约能源等方面都发挥着重要作用。随着仪器的制造水平的提高，现代红外测温具有较高的测量精度，满足当前电力系统、石化、冶金等行业对温度监测的要求。

CCD作为一种新型半导体集成光电器件，自20世纪70年代初诞生以来，己经得到了很快的发展，特别是在图像传感和非接触测量领域的发展更为迅速。CCD相机具有较宽的光谱响应范围、高分辨率、体积小、重量轻、低电压、低功耗、耐冲击、抗电磁干扰、可以长时间工作于恶劣环境、图像畸变小、成像高速、能很好地与电子技术、图像处理技术、计算机技术等学科相结合等优点，在工业诊断和过程监视中得到广泛应用，成为现代光电子学和测试技术中最活跃、最富有成果的研究领域之一。

基于CCD图像传感器的测温技术是综合利用图像检测技术、数字图像处理技术和辐射测温技术的新型测温技术。然而，在很多的测量条件下，被测表面不垂直于镜头的主轴，导致被测表面上很多或者全部位置失焦，对于这种情况，现有的普通测量方法已经无法进行温度的测量。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题，就是提供一种被测表面失焦情况下的红外测温装置，采用本实用新型的装置，即便出现被测表面不垂直于镜头的主轴，导致被测表面上很多或者全部位置失焦的情况，也能有效地进行温度测量。

解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种被测表面失焦情况下的红外测温装置，其特征是包括：

一红外镜头(1)，用于收集视场内的红外线，其镜片材料在下面的红外CCD相机(3) 的光谱响应范围内有高透过率；

一红外CCD相机(3)，用于采集红外镜头成像的图像；

一滤波片(2)，设在红外镜头(1)和红外CCD相机(3)的光敏器件之间，用于过滤其他波段的杂光，其中心波长在红外CCD相机(3)的光谱响应范围内；

一电脑(4)，通过数据线连接红外CCD相机(3)，用于处理图像数据得到温度场。

采用上述装置在被测表面失焦情况下的红外测温方法，包括以下步骤：

S1：通过查询物性手册或者通过专业的测量手段得到在滤波片(2)中心波长λ_c下，不同温度T的表面发射率ε(λ_c,T)；

S2：在测温范围内选择10个温度，利用标准黑体在滤波片(2)中心波长λ_c下获得不同温度所对应的系统光谱响应函数值，通过分段差值的方法得到连续的系统响应函数K(λ_c,T)；

S3：将红外镜头(1)对准探测表面，让被测表面在红外CCD相机(3)的视场范围内，利用红外CCD相机光敏部件采集得到的被测表面的能量分布的灰度矩阵，通过数据线传输到电脑(4)中，利用自编程的分析软件计算得到被测表面的温度场分布，所述的分析软件的计算原理为：

根据普朗克定律，黑体的光谱辐射能量和温度之间的关系为：

Ebλ=c1λ-5exp[c2/λT]-1---(1);]]>