[发明专利]猪只群体体温分布监测系统及方法

权利要求书

1.一种猪只群体体温分布监测系统，其特征在于，该系统包括：

光学镜头，用于反射以及透射探测区域内每一点的红外光线；

红外探测器，设置在所述光学镜头的透射光路上，用于实时获取探测区域内每一点的红外信号，并将其转换为电信号输出；

信号采集及处理模块，与所述红外探测器相连，用于串行读出所述红外探测器输出的电信号，并对其进行处理，得到数字化阵列信号，并将其发送至数据处理及显示模块；

数据处理及显示模块，与所述信号采集及处理模块相连，用于采用实时定标方式，对所述光学镜头内部的黑体进行测定和定标，并根据所述数字化阵列信号以及猪只的发射率，反演探测区域内的温度分布图像并显示。

2.如权利要求1所述的猪只群体体温分布监测系统，其特征在于，所述红外探测器为以多晶硅材料为基底的焦平面红外探测器。

3.如权利要求1所述的猪只群体体温分布监测系统，其特征在于，所述信号采集及处理模块包括：

信号采集单元，与所述红外探测器相连，用于串行读出所述红外探测器输出的电信号，并对其进行放大及滤波处理；

信号处理单元，与所述信号采集单元相连，用于对放大及滤波处理后的信号逐一进行模数转换，得到数字化阵列信号，并将其发送至数据处理及显示模块。

4.如权利要求1所述的猪只群体体温分布监测系统，其特征在于，所述信号采集及处理模块与所述数据处理及显示模块通过USB接口连接，或通过以太网连接。

5.如权利要求1所述的猪只群体体温分布监测系统，其特征在于，所述光学镜头中透射材料为硒化锌晶体，反射材料镀铝。

6.如权利要求1所述的猪只群体体温分布监测系统，其特征在于，该系统还包括：

发射率测量模块，与所述数据处理及显示模块相连，用于测量猪只在设定波段内的发射率，并将所述发射率发送至所述数据处理及显示模块。

7.如权利要求6所述的猪只群体体温分布监测系统，其特征在于，所述发射率测量模块为：红外光谱仪以及可控温度的标准黑体辐射源。

8.一种基于权利要求1-7任一项所述系统的猪只群体体温分布监测方法，其特征在于，该方法包括步骤：

S1.红外探测器实时获取经光学镜头反射以及透射后的探测区域内每一点的红外信号，并将其转换为电信号输出；

S2.信号采集及处理模块串行读出所述红外探测器输出的电信号，并对其进行处理，得到数字化阵列信号，并将其发送至数据处理及显示模块；

S3.数据处理及显示模块采用实时定标方式，对所述光学镜头内部的黑体进行测定和定标，并根据所述数字化阵列信号以及猪只的发射率，反演探测区域内的温度分布图像并显示。

9.如权利要求8所述的猪只群体体温分布监测方法，其特征在于，步骤S2包括：

S2.1信号采集单元串行读出所述红外探测器输出的电信号，并对其进行放大及滤波处理；

S2.2信号处理单元对放大及滤波处理后的信号逐一进行模数转换，得到数字化阵列信号，并将其发送至数据处理及显示模块。

10.如权利要求8所述的猪只群体体温分布监测方法，其特征在于，步骤S3包括步骤：

S3.1采用实时定标方式，对所述光学镜头内部的黑体进行测定和定标；

S3.2根据所述数字化阵列信号以及猪只的发射率，获得探测区域内每一猪只的表观温度；

S3.3根据步骤S3.1的定标结果，对步骤S2得到的表观温度进行辐射率修正，得到探测区域内每一猪只的真实温度，生成探测区域温度分布图像并显示；

其中，根据下式对黑体进行标定及计算猪只的表观温度：

V＝RaεσT⁴＝KT⁴

T为待测物体的绝对温度

R为红外探测器的灵敏度

a为与大气衰减距离有关的常数

ε为发射率，定标时ε取1；

σ为斯蒂芬-玻耳兹曼常数。

11.如权利要求8所述的猪只群体体温分布监测方法，其特征在于，该方法还包括步骤：

确定猪只在设定波段内的发射率。