[发明专利]真空温度场测量装置及方法

说明书

一种真空温度场测量装置，应用于热成像技术领域，包括：被测物体上布置有测量基准，接触式测温元件连接测量基准，并通过真空导线穿过真空腔体与接触式测温信号处理模块连接，以使接触式测温信号处理模块获取测量基准的标称温度值，真空腔体的一腔壁上开设有红外窗口，红外热像仪透过红外窗口测量测温基准的实测温度值和被测物体表面每个像素上的实测温度值，数据处理模块根据测量基准的标称温度值和实测温度值，以及被测物体表面每个像素上的实测温度值，得到被测物体的二维温度场。本申请还公开了一种真空温度场测量方法，既能实现真空中面测量，又能提高温度场的测量精度。

技术领域

本申请涉及热成像技术领域，尤其涉及一种真空温度场测量装置及方法。

背景技术

温度测量一般选用接触式测量方式，其优点是测温精度较高。接触式测温系统的缺点是只能够对被测物体进行点测量。对某些特定的使用场合，需要对被测物体进行温度面测量，这就要用到红外热像仪。在红外热像仪使用过程中，其精度受拍摄角度、拍摄距离、物体表面发射率、内部杂散光等多个误差源影响。

接触式测温系统能实现高精度温度点测量，红外热像仪能实现粗精度温度面测量。但是对某些特定的使用场合，如极紫外光刻真空温度场测量领域，使用接触式测温系统无法实现关注区域全部接触式温度测量，使用红外热像仪面测量精度又无法满足温度测量精度要求。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种真空温度场测量装置及方法，可结合使用接触式测温系统和红外热像仪，既能实现真空中面测量，又能提高温度场的测量精度。

为实现上述目的，本申请实施例第一方面提供一种真空温度场测量装置，包括：

测量基准、真空导线、真空腔体、接触式测温元件、接触式测温信号处理模块、红外热像仪、数据处理模块；

所述接触式测温信号处理模块和所述红外热像仪置于所述真空腔体外，被测物体置于所述真空腔体内，所述被测物体上布置有测量基准；

所述接触式测温元件连接该测量基准，并通过所述真空导线穿过所述真空腔体与所述接触式测温信号处理模块连接，以使所述接触式测温信号处理模块获取所述测量基准的标称温度值；

所述真空腔体的一腔壁上开设有红外窗口，所述红外热像仪透过所述红外窗口测量所述测温基准的实测温度值和所述被测物体表面每个像素上的实测温度值；

数据处理模块根据所述测量基准的标称温度值和实测温度值，以及所述被测物体表面每个像素上的实测温度值，得到所述被测物体的二维温度场。

进一步地，所述测温基准的数量为一个或者多个。

进一步地，当所述测温基准的数量为一个时，所述根据所述测量基准的标称温度值和实测温度值，以及所述被测物体表面每个像素上的实测温度值，得到所述被测物体的二维温度场包括：

获取所述红外热像仪测量的所述被测物体指定面上各像素的实测温度值，以及，所述接触式测温信号处理模块得到的测温基准的标称温度值，所述指定面为所述红外热像仪面对所述测温基准的一面；

将所述各像素的实测温度值进行平均值计算，得到所述红外热像仪测量得到的所述被测物体的实测温度值；

根据所述测温基准的标称温度值和所述测温基准的实测温度值，得到温度校正偏差或温度校正系数；

将所述被测物体表面每个像素上的实测温度值加上所述温度校正偏差，或，乘以所述温度校正系数，得到所述被测物体的二维温度场；

其中，令所述测温基准的标称温度值为T₁，所述被测物体的实测温度值为T₂，则所述温度校正偏差为T₁-T₂，所述温度校正系数T₁÷T₂。