[发明专利]一种光学快门式非调制红外测温系统及方法

说明书

本发明提出一种光学快门式非调制红外测温系统及方法，即在红外测温系统的基础上增加快门结构及相关控制的方法，既可以克服机械调制型红外测温系统结构复杂、抗震性差的缺点，又可以实时补偿非调制型红外测温系统的漂移误差。其中所增加的快门装置置于红外测温系统的光路中，微处理器及相关电路控制快门处于闭合状态，获取系统漂移值；控制快门处于开启状态，进行外部目标红外辐射能量测量，软件算法补偿后可以获得准确的温度值。该方法通过控制快门实时测量由大气辐射的能量引起的系统偏移电压，以及红外探测器和调理电路暗电流、漂移和各种环境噪声等因素所引起的漂移电压，消除其对温度测量结果的影响，提高了测温准确度并可长时间保持高精度。

技术领域

本发明涉及温度测定技术领域，具体地，涉及一种光学快门式非调制红外测温系统及方法。

背景技术

红外测温技术是一种常见的温度测定技术，该技术采用非接触测温法，拥有不干扰温场、响应速度快等优点，满足了工业在线检测工作的需求。

但任何形式的红外测温装置，均存在由大气辐射的能量引起的系统偏移电压及探测器暗电流、漂移和各种环境噪声等装置自身因素所引起的系统漂移电压，以下将上述误差简称为系统误差e，需要消除其影响，才能保证测量结果的准确度。

现有红外测温产品的主流解决方案可以分为两种：一种为调制盘结构，即采用调制盘/斩波器结构，与步进电机配合来消除系统误差e；另一种则是采用光学分光的方法，在出厂之前对系统进行标定，并提供一定的参照表或者拟合的环境温度与偏移电压之间的曲线关系，来消除系统误差e对测量结果的影响。但调制型红外测温仪驱动调制盘所用的步进电机增加了仪器的体积和结构的复杂性，并削减了系统的抗震性；而非调制型红外测温仪则不能实时准确的测量系统误差e。因此，现有技术还有待于改进和发展。

而本发明提出在原有红外测温系统的光路基础上增加光学快门结构的方法，可以有效的解决上述问题，既可以克服调制型红外测温系统的缺点，又可以实时测量系统误差e，从而消除其对结果的影响，且在系统装置老化或工艺参数发生变化时，仍可以使用本发明所提出的光学快门式非调制红外测温装置进行系统误差e的测量，以满足不同的复杂和变化的工况条件。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种光学快门式非调制红外测温系统及方法。

根据本发明提供的一种光学快门式非调制红外测温系统，包括光学快门102、光学系统以及微处理器，其中：所述光学系统包括透镜103、分光镜104、第一滤波片105以及第二滤波片107,在第一滤波片105和第二滤波片107的后侧分别放置有第一红外探测器106和第二红外探测器108，第一红外探测器106和第二红外探测器108电连接微处理器。

优选地，所述光学快门102的开启和关闭通过微处理器或者外部信号控制。

优选地，被测物体辐射的能量通过透镜103聚焦到分光镜104上，分光镜104将光线分为两部分，一部分经由第一滤波片105被第一探测器106吸收测量，另一部分则经由第二滤波片107被第二探测器108吸收。

优选地，通过第一红外探测器106和第二红外探测器108检测的数据测量系统误差e，用于补偿工作，所述补偿工作的公式包括：

U₁＝U₁₁-U₁₀

U₂＝U₂₁-U₂₀