[发明专利]一种红外温度检测精度校正方法

说明书

本发明公开一种红外温度检测精度校正方法，通过综合研究观测角度和观测距离对红外热像仪实际测温过程的影响，得到测量视角、观测距离、测量结果与实际温度值之间的关系式。在测量时，本发明步骤为，获取位于观测点的红外温度测量仪器与被测目标辐射面之间的距离、红外温度测量仪器的镜头法线与被测目标辐射面法线之间的夹角，以及被测目标表面的辐射温度测量值，然后将根据关系式和测得的数据即可得到校正后的被测目标实际温度值。利用本发明可提高红外热像仪测温结果的精度，较为准确的获取目标体表面的实际温度值，对于红外热辐射检测的广泛应用具有重大的意义。

技术领域

本发明涉及红外温度检测技术领域，特别是一种能够对观测距离和视角给检测精度带来的误差进行修正的红外温度检测精度校正方法。

背景技术

红外测温由于具有非接触检测、灵敏度高、测温范围宽等优势，被广泛应用于工业、农业、航天遥感、医学等领域。特别是红外热像仪具备检测目标体的表面温度场分布信息的功能，能够将目标的热红外辐射转换成可见光，因此极大拓宽了人类的视野和视觉能力。

目前红外热像检测精度校正技术主要研究了环境高温物体对红外热像仪测温误差的影响、目标距离和视场角变化对测温精度影响、距离对测温精度的影响、观测视角对测温结果影响等几个方面。尽管这些研究对于红外热像仪的精度校正均取得了一定的效果，为红外热像的理论研究及实际应用奠定了较好的基础，但是上述研究往往只是对影响热像仪测温精度的距离或视角等因素开展单独的影响研究，因此传统的红外热像仪温度校正方法往往也只是对影响热像仪测温精度的距离或视角等因素开展单独的校正，实用性收到制约。由于红外热像仪获取的被测目标体的表面温度决定于接收到的热辐射，而按照红外辐射的大气传输理论和红外辐射度学可知，观测距离和观测视角都是目标体表面红外辐射检测中的关键参量，研究观测距离和观测视角对红外热像检测的综合影响十分重要。

发明内容

本发明要解决的技术问题为：综合解决观测距离和观测视角对红外测温的精度影响问题，对红外测温的精度进行误差修正。

本发明采取的技术方案具体为：一种红外温度检测精度校正方法，

包括以下步骤：

步骤一，定义观测点，测量位于观测点的红外温度测量仪器与被测目标辐射面之间的距离d；

步骤二，将红外温度测量仪器对准被测目标辐射面，获取红外温度测量仪器的镜头法线与被测目标辐射面法线之间的夹角θ；

步骤三，利用红外温度测量仪器获取被测目标表面的辐射温度测量值T(θ,d)；

步骤四，距离d、视角θ与温度测量值T(θ,d)之间的关系式为：

T(θ,d)＝T₀ Cos^αθ-βd-γd² (1)

上式中，α为红外温度测量仪器的镜头法线与被测目标辐射面法线夹角余弦的幂指数系数，β、γ分别是观测距离一次项和二次项的系数；

利用公式(2)计算修正了距离与视角影响带来的误差后的，即校正后的被测目标的真实温度T₀。

本发明的公式(1)基于红外测温原理并进一步研究得出，其中的α、β、γ参数可利用多次实验的方法得到，进而应用公式(2)获取实际测量过程中被测目标的实际温度值。

步骤一中，位于观测点的红外温度测量仪器与被测目标辐射面之间的距离d，可采用现有的激光测距仪等测距仪器进行测量；步骤二中，红外温度测量仪器的镜头法线与被测目标辐射面法线之间的夹角θ，可采用现有的水平角度测量仪等角度测量仪器获取。

为了使得校正后的测量结果精度更高，本发明中，所述辐射温度测量值T(θ,d)为同一视角同一间距情况下至少三次温度测量结果的平均值。