[发明专利]基于改进的普朗克测温公式的红外热像仪精确测温方法

说明书

一种基于改进的普朗克测温公式的红外热像仪精确测温方法：通过红外热像仪扫描被测物体上1～14μm光谱段中的：温度为T1时的热辐射强度Ψ1、温度为T2时的热辐射强度Ψ2；将热辐射强度Ψ1和Ψ2代入改进的普朗克测温公式Ψ(λ,T)＝a*λ^‑5(exp(b/λ*T)‑1)^‑1，解方程获取被测物体的表征系数a、b；将获得的两个表征系数a、b代入改进的普朗克测温公式，得到热辐射强度为Ψ的温度T。本发明不受距离远近的影响，有较高的D/S比(口径和距离比)，可清晰的高分辨率的图像，可实现远距离热成像，D/S比可达500以上，热成像距离可达15米以上。

技术领域

本发明涉及一种红外热像仪精确测温方法。特别是涉及一种基于改进的普朗克测温公式的红外热像仪精确测温方法。

背景技术

红外热成像技术最近几年发展很快。室温红外热成像技术在医疗诊断、钢铁熔炼、粮食存储、深林防火、电力检测、石油化工等领域有广泛应用。更因其低功耗、长寿命、可遥控等优势，而广泛应用在武器制导、无人机、红外侦察、海防监控等军事领域。

目前提高热像仪的成像清晰度，主要还是提高探测单元的列阵规模，就是缩小像元沟槽间的尺寸。根据相关报道沟槽已达7微米，列阵数目已达640×480像素。

越大的探测列阵，对测温精度的要求也是越高的。因为测温精度越高，图像的温度分辨率也越高，也就使图像更清晰。

目前的红外热像仪，普遍存在用辐射率修正方法来测量温度。都是把被测辐射体看成黑体。将测得的辐射强度，经过辐射率的修正，才能确定其温度。辐射率的修正就是乘上一个小于1的系数。

现在的热像仪的测温方法是，关注被测辐射物体所发出的辐射能量，与辐射物体温度之间的关系。它只能有较小的D/S的比(口径与距离)，一般为100-150。因为它受黑体定标时，视场是否充满等因素的影响，所以不适于远距离的热成像，一般在3米左右的距离。现有的红外测温仪的温度标定方法，使用普朗克(Planck)公式：

ε(λ,T)＝c1*λ^-5(exp(c2/λ*T)-1)^-1

式中，ε(λ,T)为黑体辐射光谱功率强度,单位为瓦·厘米²·微米^-1；C1＝3.7415×10^-12瓦·厘米²为第一辐射常数；C2＝1.43879厘米·K为第二辐射常数；λ为光谱辐射的波长，单位为微米；T为黑体温度，单位为K。实际存在的被测物体，其辐射率都比理想黑体小，通常也称为灰体。它的辐射率是随被测物体的成分、温度、波长而变化的复杂函数，很难修正准确。

辐射率修正只是乘以简单的线性系数，实际光谱辐射强度的变化规律並不是线性的，是呈指数型变化的。从而引起测温精度不高，进而影响热成像画面不够清晰。这是测不准确温度的原因之一。其次是随着辐射体温度的增加，辐射光谱强度的峰值往短波方向移动，这也是热成像面阵测温，常遇到的另一个难题。

综上所述，目前红外热成像的测温精度普遍不高。从现在很多红外热像仪厂家，都在网程SDK的编制中设置有全局辐射率，以及引起温度漂移的修正项，就可知现在的红外热成像，还是在使用辐射率修正方案。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，为克服现有技术的不足，提供一种可实现远距离热成像，D/S比可达500以上，热成像距离可达15米以上的基于改进的普朗克测温公式的红外热像仪精确测温方法。

本发明所采用的技术方案是：一种基于改进的普朗克测温公式的红外热像仪精确测温方法，包括如下步骤：

1)通过红外热像仪扫描被测物体上1～14μm光谱段中的：温度为T1时的热辐射强度Ψ1(λi，T1)、温度为T2时的热辐射强度Ψ2(λi，T2)；其中，λi为第iμm光谱的辐射波长，i＝1～14μm；