[发明专利]一种辐射测温仪

说明书

本发明公开了一种辐射测温仪，包括：红外辐射光学装置、红外辐射探测器、电子装置、显示装置；红外辐射光学装置包括成像物镜，成像物镜接收来自被测物体的光信号并将光信号聚焦于所述红外辐射探测器；红外辐射探测器将光信号转换为电信号，并将电信号发送到所述电子装置；电子装置处理所述电信号，获得测定温度；显示装置用于显示所述测定温度；辐射测温仪还包括环境温度探测器，环境温度探测器用于测量环境温度，并将测量得到的环境温度值输入电子装置，电子装置根据所述测量得到的环境温度值修正最终的温度测量值。本发明的技术方案采用了环境温度来修正辐射测温仪的最终测量温度值，使得该温度测温仪在各种环境温度下的测量误差减小，温度测量值更为准确。

技术领域

本发明涉及一种辐射测温仪，具体地，涉及一种具有环境温度补偿修正功能的辐射测温仪。

背景技术

辐射温度计是一种非接触式的测温仪器，它通过测量物体的红外辐射来测量物体的温度。其原理基于斯特藩玻尔兹曼定律：黑体单位面积辐射的总功率与黑体本身的热力学温度T的四次方成正比(见公式1)。

L＝M/π＝εσT⁴/π (1)

其中：L为物体的全辐射亮度，M是辐射出射度，ε是物体的发射率，理想黑体的发射率为1，σ是斯特藩玻尔兹曼常数，T是物体的热力学温度。

辐射温度计在使用时，需要根据测量的不同材料来设定好发射率参数ε，则由物体的辐射亮度信号和发射率参数等就可以得到物体的温度。

图1是现有技术中的辐射温度计的结构示意图。成像物镜将物体红外辐射成像于红外辐射探测器，红外辐射探测器的响应信号与辐射能量成正比，红外辐射探测器信号再通过电子系统放大，再通过显示屏将结果显示。其中，成像物镜的焦距以及红外辐射探测器大小等参数，确定了红外辐射温度计的测量的最近距离以及测量物体大小等参数，红外辐射探测器接收到的辐射能量可以看作是辐射亮度L，根据上述公式，其和物体温度的四次方成正比。

辐射温度计红外辐射探测器产生的电信号为V，其和被测物体的温度成数学关系。辐射温度计在出厂前或使用前，需要对其先进行校准。校准通过利用黑体来进行。标准黑体的发射率可以看作是1，通过标准黑体可以将辐射温度计的显示值校准为黑体的温度值，这样就可以完成辐射计的校准。辐射温度计在测量非黑体的温度时，需要先设定发射率参数，比如可以用辐射测温仪测量人体温度，人体的发射率一般设置在0.95。

辐射温度计在实际使用时，因为设计原理的缺陷，往往在测量一些低发射率物体的温度时会产生比较大的测量误差，比如测量光滑表面金属的温度。这是因为物体不仅本身会辐射红外线，而且其表面也会反射环境的红外辐射。发射率越小，反射率越大，由此造成的误差也就越大；环境温度与物体温度温差越小，误差也就越大。实际辐射温度计探测器接收到的辐射亮度可以用公式2表示

L＝εσT⁴+(1-ε)BT_E (2)

其中B(T_E)为环境温度为T_E时环境产生的背景辐射，B(T_E)可以看作是与T_E四次方成正比的函数。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何消除环境温度对辐射温度计测量结果的误差，提高温度测量准确度。