[发明专利]一种用于对煤垛表面进行远距离红外测温的方法及系统

权利要求书

1.一种用于对煤垛表面进行远距离红外测温的方法，所述方法包括下述步骤1.1至1.5：

步骤1.1：拍摄被测煤垛的红外辐射亮度图；

步骤1.2：计算拍摄时刻被测煤垛的反射强度、大气程辐射亮度和大气透过率；

步骤1.3：根据步骤1.2的结果，从红外亮度图中去除被测煤垛的反射成分和大气程辐射成分，以得到去除天候效应后的红外辐射亮度图；

步骤1.4：确定所述拍摄时刻被测煤垛的发射率数据；和

步骤1.5：根据所述发射率数据以及去除天候效应后的红外辐射亮度图确定煤垛的表面温度。

2.根据权利要求1所述的用于对煤垛表面进行远距离红外测温的方法，其中所述步骤1.2包括下述步骤2.1至2.4：

步骤2.1：采集拍摄时刻的天候数据；

步骤2.2：确定被测煤垛的地理位置，根据所述地理位置计算被测煤垛的太阳天顶角；

步骤2.3：确定拍摄位置到被测煤垛的距离；以及

步骤2.4：根据所述天候数据、太阳天顶角、拍摄位置到被测煤垛的距离，计算被测煤垛的反射强度、被测煤垛的大气程辐射亮度和大气透过率。

3.根据权利要求1或2所述的用于对煤垛表面进行远距离红外测温的方法，其中步骤1.3包括下述步骤3.1至3.3：

步骤3.1：将红外辐射亮度图逐像素减去所述大气程辐射亮度，从而得到第一红外辐射亮度图；

步骤3.2：将所述第一红外辐射亮度图逐像素除以大气透过率，得到第二红外辐射亮度图；

步骤3.3：将所述第二红外辐射亮度图逐像素减去所述煤垛反射强度，从而得到去除天候效应后的红外辐射亮度图。

4.根据权利要求1或2所述的用于对煤垛表面进行远距离红外测温的方法，其中所述步骤1.4包括下述步骤4.1至4.3：

步骤4.1：根据被测煤垛的煤质特性，从已有资料查找煤垛的基本发射率数据；

步骤4.2：测量被测煤垛发射率的温度特性以及光谱特性；

步骤4.3：通过分析所测量的温度特性和光谱特性，对所述基本发射率数据进行校正，从而确定所述拍摄时刻被测煤垛的发射率数据；以及建立不同天候数据下被测煤垛的发射率数据库。

5.根据权利要求2所述的用于对煤垛表面进行远距离红外测温的方法，其中步骤2.2中的确定被测煤垛的地理位置包括通过GPS定位设备来确定被测煤垛的经度和纬度；以及在步骤2.3中用激光测距仪测量所述拍摄位置到被测煤垛的距离。

6.根据权利要求2所述的用于对煤垛表面进行远距离红外测温的方法，其中通过气象站来实施所述步骤2.1的采集过程；所述天候数据包括风速、大气压力、空气湿度、大气温度、大气能见度、太阳和天空背景辐射照度以及雨雾状况。

7.根据权利要求1或2所述的用于对煤垛表面进行远距离红外测温的方法，其中还包括调整拍摄位置与煤垛之间的距离和角度，对整个煤垛进行远距离红外测温。

8.一种用于对煤垛表面进行远距离红外测温的系统，包括:

一个拍摄设备，其拍摄被测煤垛的红外辐射亮度图；

一个发射率测量仪器，其用于确定所述拍摄时刻被测煤垛的发射率数据；

一个计算设备，其计算拍摄时刻被测煤垛的反射强度、大气程辐射亮度和大气透过率，从红外亮度图中去除被测煤垛的反射成分和大气程辐射成分，以得到去除天候效应后的红外辐射亮度图；并根据拍摄时刻被测煤垛的发射率数据和去除天候效应后的红外辐射亮度图来计算煤垛的表面温度。

9.根据权利要求8所述的用于对煤垛表面进行远距离红外测温的系统，还包括：

一个采集设备，用于采集拍摄时刻的天候数据；

一个定位设备，用于确定被测煤垛的地理位置；

一个距离测量设备，用于确定拍摄位置到被测煤垛的距离；

所述计算设备根据所述地理位置计算被测煤垛的太阳天顶角，并根据所述天候数据、太阳天顶角、拍摄位置到被测煤垛的距离，计算被测煤垛的反射强度、被测煤垛的大气程辐射亮度和大气透过率。

10.根据权利要求9所述的用于对煤垛表面进行远距离红外测温的系统，其中，

所述拍摄设备为红外热像仪；

所述采集设备为气象站；

所述定位设备为GPS定位设备，其用于确定被测煤垛的经度和纬度；

所述距离测量设备为激光测距仪；和

所述计算设备为计算机。