[发明专利]一种弥散条件下高温物体表面温度测量装置及方法

权利要求书

1.一种弥散条件下高温物体表面温度测量装置，其特征在于，所述装置包括光收集模块、分光模块、n个探测器、反演模型模块、温度获取模块和温度处理模块，其中，n≥2，且为整数；

所述光收集模块用于收集被测高温物体辐射的光，并将辐射的光入射至所述分光模块；

所述分光模块用于将入射光分为n路不同波段的光，并分别投影至对应的所述探测器；

所述反演模型模块用于构建弥散介质条件下的n通道反演模型，获取n通道反演模型在不同弥散介质条件下的反演系数，以及，基于被测高温物体所处的弥散介质条件获取被测高温物体对应的反演系数；

所述温度获取模块用于获取n个所述探测器上每个像素点位置的灰度值，基于灰度值与辐射亮温的对应关系获取n个所述探测器上每个像素点位置对应的辐射亮温，以及，对n个所述探测器上每个像素点位置对应的辐射亮温进行修正，得到n个所述探测器上每个像素点位置对应的修正后的辐射亮温；

所述温度处理模块用于基于n通道反演模型、被测高温物体对应的反演系数和被测高温物体中各个目标像元分别在n个所述探测器上对应像素点位置修正后的辐射亮温获取被测高温物体的表面温度。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述分光模块包括(n-1)个分光片和n个滤波片，所述(n-1)个分光片用于将入射光分为n路，n路光分别入射至对应的所述滤波片得到n路不同波段的光。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述滤波片为红外带通滤光片或红外窄带滤光片。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的装置，其特征在于，所述光收集模块为镜头，所述镜头红外镜头。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的装置，其特征在于，所述探测器为长波红外探测器，所述长波红外探测器的工作波段包括8μm～14μm。

6.一种弥散条件下高温物体表面温度测量方法，其特征在于，所述方法采用权利要求1-5中任一项所述装置对高温物体表面进行温度测量，所述方法包括：

在无弥散介质的条件下，利用高温黑体对测量装置进行标定，得到灰度值与辐射亮温的对应关系；

构建弥散介质条件下的n通道反演模型；

获取n通道反演模型在不同弥散介质条件下的反演系数；

基于被测高温物体所处的弥散介质条件获取被测高温物体对应的反演系数；

利用测量装置对被测高温物体进行测量，获取n个探测器上每个像素点位置的灰度值，并基于灰度值与辐射亮温的对应关系获取n个探测器上每个像素点位置对应的辐射亮温；

对n个探测器上每个像素点位置对应的辐射亮温进行修正，得到n个探测器上每个像素点位置对应的修正后的辐射亮温；

基于n通道反演模型、被测高温物体对应的反演系数和被测高温物体中各个目标像元分别在n个探测器上对应像素点位置修正后的辐射亮温获取被测高温物体的表面温度。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，通过下式构建弥散介质条件下的n通道反演模型：

式中，T₀为目标像元的真温，a⁽⁰⁾为常反演系数，为一次项的反演系数，为m次项的反演系数，T_i为第i个探测器上与目标像元对应像素点位置修正后的辐射亮温，T_j为第j个探测器上与目标像元对应像素点位置修正后的辐射亮温，m_max为反演模型的最大幂次。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，获取n通道反演模型在不同弥散介质条件下的反演系数包括：

在不同弥散介质条件下利用测量装置对已知温度的高温黑体进行测量，分别获取每个弥散介质条件下的n个探测器上每个像素点位置的灰度值，并基于灰度值与辐射亮温的对应关系获取每个弥散介质条件下的n个探测器上每个像素点位置对应的辐射亮温；

基于n通道反演模型、已知温度和每个弥散介质条件下的n个探测器上每个像素点位置对应的辐射亮温获取n通道反演模型在不同弥散介质条件下的反演系数。