[实用新型]高测温精度的红外热像仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光学设备领域，更具体地说，它涉及一种高测温精度的红外热像仪。

背景技术

红外辐射是指波长在0.75um至1000um，介于可见光波段与微波波段之间的电磁辐射。温度高于绝对零度的物体都不停地向周围空间发出红外辐射能量，而一般自然界物体的温度均高于绝对零度，因此，一般自然界物体所对应的辐射峰值都处于红外波段。根据普朗克定律，物体的红外辐射强度与其热力学温度直接相关，因此，可通过检测物体的红外辐射可以进行非接触测温。红外热成像仪探测器上有很多个像素，通过检测每个像素收到的红外辐射能量的大小来计算被观测物体的温度，热图像的上面的不同颜色代表被测物体的不同温度。

正如上述所说，一般自然界物体自身产生红外辐射，因此，在光敏元件的成像检测的红外辐射，不仅包括被检测物体的红外辐射，也包括红外热像仪上红外窗口、热成像镜头的镜片以及探测器前方的外壳都会辐射红外能量，而后者的这些能量就是产生测温误差的能量，简称误差能量，它对红外图像和测温精度产生较大影响。如图1所示：红外窗口1的                                                号箭头线代表红外窗口1自身辐射的红外误差能量。红外镜头2的号箭头线代表红外镜头2自身辐射的红外误差能量（包括镜片、镜头壳体内壁和机构件）。摄像机外壳3的号箭头线：探测器4前方的摄像机外壳3自身辐射的红外误差能量。号双箭头虚线代表红外镜头接口23与探测器4之间的距离，此距离越大，通过摄像机外壳辐射给探测的误差能量就越大。

现有技术中，探测器4与红外镜头接口23之间通常设置有用于热成像图像非均匀矫正的挡片6，挡片6上设置有温度传感器7。热成像的探测器4每个像素接收的能量会因为电子元器件发热而受到影响（包括被测物体的温度范围改变），因此，红外热像仪需对自身计算的一些增益参数进行调节。因此红外热像仪通过探测器4获取挡片6的温度，并与挡片6上的温度传感器7测得的温度进行比较，将挡片6作为一个热源来对热成像图像进行非均匀性矫正。

虽然现有技术中有图像做出矫正，但是未对测温数据做出处理及矫正。若要提高测温精度，则需要尽量消除误差能量或准确地检测出误差能量的大小。其中，通常摄像机外壳产生误差能量较大也不便于计算，因为摄像机外壳内壁面积大、形状也不规则，离探测器较近。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的主要目的在于提供一种高测温精度的红外热像仪，通过在红外窗口、镜头外壳及内部各组镜片和密封件增加温度传感器获取其温度，并且可根据各部件的材料和当前温度的发射率，得出误差能量的大小，并经温度数据处理模块将其消除。

本实用新型的次要目的在于探测器周围增加了密封件，该密封件可带来两个效果：1、因为密封件的结构，阻挡了摄像机外壳内壁的红外辐射，用于消除摄像机外壳内壁对探测器的红外辐射。2、虽然密封件结构的本身也会产生红外辐射，但是它辐射的面积较小且形状规则可控，加上密封件上的温度传感器测温后，可精确得出其辐射量。即消除不好计算的摄像机外壳误差能量，采用较小并精确计量的密封件误差能量来代替。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种高测温精度的红外热像仪，包括依次排列的红外窗口、红外镜头和摄像机，红外镜头和摄像机的连接处为红外镜头接口，红外镜头包括镜头外壳，镜头外壳内设置有若干依次排列的镜片，摄像机包括外壳和设置在外壳内的探测器，探测器前端至红外镜头接口设置有四周密闭的密封件，红外窗口、镜头外壳、密封件和若干镜片上均设置有检测其温度的温度传感器，各个部件上的温度传感器均连接至温度数据处理模块。

本实用新型进一步设置为：所述的密封件呈中空柱状，其截面完全密封探测器。

本实用新型进一步设置为：所述的密封件的温度传感器位于密封件外表面。

本实用新型进一步设置为：所述的红外窗口的温度传感器紧贴红外窗口的内表面。

本实用新型进一步设置为：所述的镜头外壳的温度传感器位于镜头外壳内壁，镜片的温度传感器采用贴片式温度传感器，其设置于镜头外壳和镜片的连接处。

本实用新型进一步设置为：所述的贴片式温度传感器位于镜片对应摄像机一侧。

对比现有技术，本实用新型高测温精度的红外热像仪具有以下优点： 1、通过在密封件结构并在红外窗口、红外镜头和密封件上设置温度传感器，可检测其个部件的温度，从而得出其误差能量大小，经温度数据处理模块将误差能量消除；