[发明专利]一种非朗伯体红外测温精度的测量方法和装置

说明书

本发明涉及一种非朗伯体红外测温精度的测量方法和装置，该方法包括确定温度范围；制作变温装置；获得温度采样数列并组合出温度参数组合和对应的辐射出射度参数组合；测量获取不同温度参数组合对应的红外测温装置的仪器读数；根据仪器读数方程，获得红外测温装置测量非朗伯体和黑体的超定方程组；根据最小二乘法，求解超定方程组的系数；求解非朗伯体温度和黑体温度的函数表达式；计算测量非朗伯体和黑体温度的两个S值，进而获取红外测温装置测量非朗伯体的测温精度。本发明可以测量出红外测温装置对抛光金属表面、光滑涂层表面、光学镜面、光滑陶瓷表面等非朗伯体的测温精度。

技术领域

本发明属于红外测温领域，具体涉及一种非朗伯体红外测温精度的测量方法和装置。

背景技术

由于抛光金属表面、光滑涂层表面、光学镜面、陶瓷表面等非朗伯体的辐射率远低于黑体。对上述非朗伯体进行红外测温时，相同温度起伏在红外探测器感光面引起的辐射功率起伏远小于黑体，导致测量非朗伯体温度时的信噪比低，测温精度会远小于测量常规黑体的精度。因此，不能使用厂家给出的测量黑体的测温精度作为测量非朗伯体的测温精度，但目前还没有准确获取红外测温装置测量非朗伯体的测温精度的方法。

发明内容

为了解决上述难题，本发明提供了一种非朗伯体红外测温精度的测量方法和装置。本发明是通过以下技术方案实现的：

一种非朗伯体红外测温精度的测量方法，包括以下步骤：

确定非朗伯体温度范围、环境温度范围以及对比测量用的黑体温度范围；

制作载有非朗伯体样品的变温装置；

获得三个温度范围的采样数列并组合出两个温度参数组合和对应的辐射出射度参数组合；

测量获取不同温度参数组合对应的红外测温装置的仪器读数；

根据仪器读数方程，获得红外测温装置测量朗伯体和黑体的两个超定方程组；根据最小二乘法，求解两个超定方程组的系数，即获得每个方程组中各方程误差的平方和最小值对应的系数；

求解非朗伯体温度和黑体温度的函数表达式；

计算测量非朗伯体和黑体温度的两个S值；基于红外测温装置对黑体的测温精度和S值，获取红外测温装置测量非朗伯体的测温精度。

进一步地，包括以下步骤：

1.1确定非朗伯体温度范围；

1.2确定环境温度范围；

1.3确定对比测量用的黑体温度范围；

1.4制作载有非朗伯体样品的变温装置；

1.5对非朗伯体温度范围等间隔采样获取m个温度点，记为温度数列{Ti}；对黑体温度范围等间隔采样获取z个温度点，记为温度数列{Tq}；对环境温度范围采样获取n个温度点，获得温度数列{TSj}；

1.6温度数列{Ti}和{TSj}两两组合，获得m×n个温度参数组合[Ti，TSj]；温度数列{Tq}和{TSj}两两组合，获得z×n个温度参数组合[Tq，TSj]；

1.7测量不同温度参数组合对应的红外测温装置的仪器读数，所用红外测温装置的工作波段记为[λ1，λ2]；

1.8给出黑体温度分别为数列{Ti}，{Tq}和{TSj}中各温度值时，在[λ1，λ2]波长范围内的波段辐射出射度，分别记为数列{Mi}，{Mq}和{MSj}；

1.9数列{Mi}和{MSj}两两组合，获得k个辐射出射度参数组合[Mi，MSj]，每个组合对应一个仪器读数{Rs}，s＝1，2，..k，其中，k＝m×n；仪器读数表示如式(1)所示：

R＝D*M+E*MS+F (1)