[发明专利]通过自适应信号调理测量周期变化辐射温度的方法

说明书

本发明涉及一种通过自适应信号调理测量周期变化辐射温度的方法，属于辐射测温领域。其具体操作步骤为：①采集被测物体辐射能量的原始信号。②构造数字滤波器模型。③在步骤一操作的基础上，获取周期变化的原始信号的频率。④在步骤二和步骤三操作的基础上，根据周期变化的原始信号的频率，自动调整第一步中所构造的数字滤波器的参数。⑤在步骤四操作的基础上，使用参数调整之后的数字滤波器对原始信号进行滤波，并计算被测物体的温度。本发明提出的一种通过自适应信号调理测量周期变化辐射温度的方法与已有技术相比较，可以在被测物体频率变化的情况下，达到最优滤波效果；并实现了滤波的自动化处理。

技术领域

本发明涉及一种通过自适应信号调理测量周期变化辐射温度的方法，属于辐射测温领域。

背景技术

高温物体温度测量，尤其是高温旋转物体温度测量方面，辐射测温技术具有非接触不干扰被测目标温度场、测温上限高、性能稳定、价格较低等优势。

辐射温度测量时，光电探测器将被测目标的辐射能量转换为电信号(通常为电流信号)，电信号的大小与辐射能量呈正比关系，测量电信号的大小就可以反推出被测目标的温度。

光电探测器的输出信号较小，以电流来说，一般为μA级别，非常容易淹没在噪声中。为了准确提取有用的信号，必须进行滤波处理。

对信号进行滤波可以使用数字滤波器，也可以使用模拟滤波器。模拟滤波器速度快，但缺点是参数调整复杂，稳定性受到所使用的电子元器件的影响；数字滤波器虽然实时性不如模拟滤波器，但其参数调整方便，一旦设计完成后完全稳定，得到越来越广泛的应用。

目前的数字滤波器设计通常是根据被测目标的频谱范围设计固定的参数，或根据不同的被测目标手动调整参数。例如《一种通用可编程数字滤波器及其工作方法》(公开号：CN1866738A)中，设计了一种可编程的数字滤波器，其参数可以在线配置，但必须手动调整而不能根据信号自动调整。对于周期变化的信号，固定的参数很难在所有频率条件下均达到最优效果，而手动调整滤波器参数则无法进行自动化处理。

发明内容

本发明的目的是提出一种通过自适应信号调理测量周期变化辐射温度的方法，可以按照周期变化的原始信号的频率自动选择数字滤波器参数，得到被测物体的温度值。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本发明涉及的一种通过自适应信号调理测量周期变化辐射温度的方法，其特征在于：其具体操作步骤为：

步骤一、采集被测物体辐射能量的原始信号。

步骤二、构造数字滤波器模型；

步骤三、在步骤一操作的基础上，获取周期变化的原始信号的频率；

步骤四、在步骤二和步骤三操作的基础上，根据周期变化的原始信号的频率，自动调整第一步中所构造的数字滤波器的参数；

步骤五、在步骤四操作的基础上，使用参数调整之后的数字滤波器对原始信号进行滤波，并计算被测物体的温度。

步骤二中所述数字滤波器为：低通滤波器和带通滤波器的并行组合，原始信号分别通过低通滤波器和带通滤波器后的输出结果相加得到滤波后的信号。

步骤二中所述数字滤波器还可以是：低通滤波器和带阻滤波器的串行组合，原始信号依次通过带阻滤波器和低通滤波器得到滤波后的信号。

步骤三中所述获取周期变化的原始信号的频率的方法为：对原始信号进行频谱分析获得原始信号的频率。对于被测物体为旋转物体，还可以通过所述旋转物体的转速传感器获取原始信号的频率。

步骤四所述根据周期变化的原始信号的频率，自动调整步骤二中所构造的数字滤波器的参数的方法为：