[实用新型]一种提高红外热像仪测温均匀性的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及测量温度的装置，具体涉及一种提高红外热像仪测温均匀性的装置。

背景技术

红外热成像技术的原理是通过非制冷焦平面等传感器接收被测物发射出的红外辐射，从而测得被测物表面的温度分布。由于其直观、非接触性等特点，被广泛地应用于医疗诊断、故障监测、管道探伤等领域。除了监控功能，红外热像仪也天然是一种测温工具。它的优点是可直接测量具有一定面积的二维温度场，而热电偶、热电阻等传统温度传感器只能测量单点的温度。

尽管红外热像仪可以测量温度场，目前却无法达到较高的测量准确度，其中一个重要问题是各个像素点测量误差分布不均匀。有三个原因造成了这种情况：一、由于红外探测器的制造工艺问题，无法保证焦平面上的所有探测元都具有完全相同的响应特性，这种非均匀性导致红外热像上存在固定的噪声图案，反映在测温结果上就是不均匀的固定误差。采用黑体校准的方法可以补偿这种非均匀性，而未决专利CN 200710192272则提出了一种实时定标装置大大简化了标定的步骤；二、由于光学系统中光阑、光孔等的遮挡作用，一部分轴外光束无法被红外探测器接收到，以致探测器接收能量不均匀，这种现象称为“渐晕”，文献《红外光学系统出瞳与冷屏匹配方式及渐晕分析计算》(红外技术，2006年28卷第2期)对这种现象进行了说明。这种误差的补偿因子可以根据热像仪本身的结构参数计算出来；三、斜光束入射光学系统时，随着入射角的增大，探测器上的照度逐渐变小，如果按照文献《红外热像仪测温计算与误差分析》(红外技术，1999年21卷第4期)所述的热像仪常用公式计算时，会发生越靠图像边缘误差越大的情况。

上述三种现象中，前两种只和热像仪的结构参数有关，已有比较好的方法进行补偿。但是第三种误差除了固定的结构参数，还和热像仪工作时的动态参数——像距、物距相关，因而现有的热像仪装置还未能克服这种非均匀性误差的影响。

发明内容

针对目前红外热成像技术测量二维温度场的非均匀性问题，本实用新型的目的于提供一种提高红外热像仪测温均匀性的装置，以改善背景技术中因第三类非均匀性引起的测量误差。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一、一种提高红外热像仪测温均匀性的装置：

包括壳体、安装在壳体中心的光学镜头组、安装在基板上的非制冷红外焦平面和电机、热成像电路模块、对焦机构和对焦电路模块；在基板上安装基于差动互感器原理的位移传感器，所述位移传感器从内到外依次包括铁芯、原副边线圈绕组和屏蔽壳，滑动杆一端与铁芯相连，另一端与光学镜头组外壳相连，位移传感器的屏蔽壳安装在基板上，原副边线圈绕组与位移传感器驱动检测电路模块相连。

所述的位移传感器驱动检测电路模块包括AD598单片式线位移差动变压器信号调节器、运算放大电路OPA177和AD转换芯片AD7887；原边线圈绕组两端分别与AD598的输出端EXC1和EXC2相连，副边线圈绕组两端分别与AD598的输入端VA和VB相连，AD598的信号输出端与运算放大电路OPA177输入端相连，运算放大电路OPA177的输出端与AD7887的模拟输入端相连，AD7887的数字输出端和控制端与DSP模块相连。

二、一种提高红外热像仪测温均匀性的方法，其特征在于该方法的步骤如下：

a)调整热像仪的光学镜头组位置，使热像仪对被测目标聚焦；

b)通过热成像电路模块采集非制冷红外焦平面中的i×j个探测元上的电压信号V_i，j，通过位移传感器驱动检测电路模块测量位移传感器的输出电压V_M；

c)DSP模块利用内置在FLASH模块中的标定参数k和b，将V_M换算成热像仪光学镜头组的像距l’，

d)用V_i，j和V_M计算各个像素点的温度T：

具体计算公式如下：