[发明专利]一种红外热像仪低温测温的辐射定标方法

权利要求书

1.一种红外热像仪低温测温的辐射定标方法。该辐射定标方法其特征在于：

a）红外热像仪的低温能量可测量能力的理论分析；

b）辐射定标板黑体面源的要求与设计；

c）基于红外热像仪的辐射定标实验中，红外热像仪对辐射定标板定标温度点的采集数据为14位原始灰度；

d）基于红外热像仪数据和定标测试数据的辐射定标灰度数据处理；

e）红外热像仪测温温度的反演方法与温度反演函数拟合。

2.根据权利要求1所述的一种红外热像仪低温测温的辐射定标方法，其特征在于：

所述红外热像仪焦平面探测器低温可测量能力a），通过普朗克热辐射定律建立红外热像仪在真空、低温环境下进行红外热成像测温的物理模型，计算得出目前采用的红外探测器的最低可探测温度理论上可以满足空间模拟环境的最低温度。并且，通过红外热像仪成像的14位未经过任何处理的原始数据，得到最低温度目标的热图像灰度与常温目标的热图像灰度相差的灰度等级，证明该红外热像仪硬件上可以实现低温目标的温度测量。

3.根据权利要求1所述的一种红外热像仪低温测温的辐射定标方法，其特征在于：

所述辐射定标板b），其发射率为0.93-0.96，将其置于发射率为0.95的黑体腔内进行辐射定标时，满足中国计量院2002出台的-50℃到+90℃黑体辐射源校准规范中“黑体辐射发射率大于0.92即可利用该黑体校准该温度下使用的红外热像仪。”的规定。

4.根据权利要求1所述的一种红外热像仪低温测温的辐射定标方法，其特征在于：

所述辐射定标实验c）中，为提高低温目标的微弱辐射探测精度，要在真空、低温环境下进行辐射定标实验。并且，由于红外热像仪在低温段的响应度呈非线性，因此，在相应的低温数据段平均每隔5℃设置一个辐射定标点对红外热像仪进行辐射定标，采集辐射定标点上的辐射定标温度数据及未经处理的14位原始灰度数据。数据采集过程中确保红外热像仪光学系统光圈固定。

5.根据权利要求1所述的一种红外热像仪低温测温的辐射定标方法，其特征在于：

所述辐射定标灰度数据处理d）中，灰度数据的非均匀性δ要远小于单位温度对应的灰度级数G，至少满足 以确保±1℃以内的测温精度。

6.根据权利要求1所述的一种红外热像仪低温测温的辐射定标方法，其特征在于：

所述温度反演方法与温度反演函数拟合e）中，基于红外热像仪对不同温度目标相应单调，但非线性的特点，采用分段方式，在每一温度区间内近视认为红外热像仪相应灰度与目标温 度为线性关系，利用式（1）对进行温度反演函数拟合，所提供的精度为±1℃以内。

Temp=[(T_empMax-T_empMin)/(G_rayMax-G_rayMin)](Gray-G_rayMin)+T_empMin    （1）。