[发明专利]一种双发射率红外测温仪及温度测量实现方法

权利要求书

1.一种双发射率红外测温仪，其特征是：包括红外测温模块A(1)、红外测温模块B(2)；所述红外测温模块A(1)、红外测温模块B(2)均包括物镜、红外传感器、前置放大器、主放大器、AD转换模块、单片机、环境温度补偿器；在红外测温模块A(1)、红外测温模块B(2)中，红外传感器、前置放大器、主放大器、AD转换模块、单片机顺序电性连接，环境温度补偿器与AD转换模块电性连接，所述物镜设置在红外传感器前部；在红外测温模块A(1)、红外测温模块B(2)之间，两个单片机之间电性连接，其中一个单片机连接有显示屏(3)。

2.根据权利要求1所述的双发射率红外测温仪的温度测量实现方法，其特征是：双发射率红外测温仪在使用前，红外测温模块A(1)、红外测温模块B(2)设置有不同的发射率；用红外测温模块A(1)、红外测温模块B(2)同时测量被测物体的温度，测得两个不同的温度值；根据测量出的两个不同的温度值及红外测温模块A(1)、红外测温模块B(2)设置的发射率建立联立方程组，求解得到被测物体的实际温度；被测物体的实际温度计算公式为：

(T^n-1nT_i-nTⁿ)ε²-T_iⁿε+T_iⁿε_i＝0……(1)

公式中，T为被测量被测物体的实际温度；n为红外测温仪特性系数，其与红外测温仪工作波段相关；T_i为红外测温模块A(1)或红外测温模块B(2)分别对同一块被测物体测得的温度示值；ε为被测物体的实际红外发射率；ε_i为红外测温模块A(1)或红外测温模块B(2)实际设置的发射率；下标i为1或2；将红外测温模块A(1)、红外测温模块B(2)的T_i、ε_i分别带入公式(1)，得到公式以下方程：

(T^n-1nT₁-nTⁿ)ε²-T₁ⁿε+T₁ⁿε₁＝0……(2)

(T^n-1nT₂-nTⁿ)ε²-T₂ⁿε+T₂ⁿε₂＝0……(3)

对公式(2)、(3)联立求解，即可计算得到被测物体的实际温度T；

其中被测物体的实际温度计算公式由测温误差计算公式简化得到，测温误差计算公式为：

dT＝T_i-T……(5)

dε＝ε-ε_i……(6)

其中，T_u为环境温度；T_i为红外测温仪温度示值；dT为红外测温仪测得的温度误差值；dε为被测量被测物体的实际发射率与红外测量仪实际设置的发射率的误差值；ε_n为红外测量仪实际设置的发射率；下标i为1或2；

因T_u远小于T，且实际n的取值为4-9之间，因此远小于零，

所以公式(3)简化为

将公式(5)、(6)代入公式(7)，展开后即得到被测物体的实际温度计算公式(1)。

3.根据权利要求1所述一种双发射率红外测温仪，包括物镜、红外传感器、前置放大器、主放大器、AD转换模块、单片机、显示屏、环境温度补偿器，红外传感器、前置放大器、主放大器、AD转换模块、单片机、显示屏顺序电性连接，环境温度补偿器与AD转换模块电性连接，所述物镜设置在红外传感器前部；其特征是：单片机中设置有两个不同的发射率。

4.根据权利要求3所述的双发射率红外测温仪的温度测量实现方法，其特征是：双发射率红外测温仪测量物体的温度时，使用单片机中设置的两个不同的发射率，分两次测量被测物体的温度，测得两个不同的温度值；根据测量出的两个不同的温度值、及单片机中设置的两个不同的发射率建立联立方程组，求解得到被测物体的实际温度；被测物体的实际温度计算公式为：

(T^n-1nT_i-nTⁿ)ε²-T_iⁿε+T_iⁿε_i＝0……(1)

公式中，T为被测量被测物体的实际温度；n为红外测温仪特性系数，其与红外测温仪工作波段相关；T_i为两次测量同一被测物体测得的温度示值；ε为被测物体的实际红外发射率；εi为单片机中设置的两个不同的发射率；下标i为1或2；将两次测得的温度的Ti、及两个不同的发射率εi分别带入公式(1)，得到公式以下方程：

(T^n-1nT₁-nTⁿ)ε²-T₁ⁿε+T₁ⁿε₁＝0……(2)

(T^n-1nT₂-nTⁿ)ε²-T₂ⁿε+T₂ⁿε₂＝0……(3)

对公式(2)、(3)联立求解，即可计算得到被测物体的实际温度T；

其中被测物体的实际温度计算公式由测温误差计算公式简化得到，测温误差计算公式为：

dT＝T_i-T……(5)

dε＝ε-ε_i……(6)

其中，T_u为环境温度；T_i为红外测温仪温度示值；dT为红外测温仪测得的温度误差值；dε为被测量被测物体的实际发射率与红外测量仪实际设置的发射率的误差值；ε_n为红外测量仪实际设置的发射率；下标i为1或2；

因T_u远小于T，且实际n的取值为4-9之间，因此远小于零，

所以公式(3)简化为

将公式(5)、(6)代入公式(7)，展开后即得到被测物体的实际温度计算公式(1)。