一種紅外溫度監測系統測量誤差修正方法
【專利摘要】本發明涉及一種紅外溫度監測系統測量誤差修正方法，使用紅外測溫儀對被測目標溫度進行測量時，被測目標的面積是固定的，當紅外測溫儀探頭與被測目標之間的距離超過紅外測溫儀距離系數比有效測溫距離時，測溫儀所采集到的溫度為被測目標和溢出被測目標范圍的背景溫度的混合溫度，測量精度將大大降低，本發明可根據紅外測溫儀所測得溫度值和環境溫度以及大氣透射率，被測目標的面積等參數進行計算，得到超出有效距離時的不同距離處對應的紅外測溫誤差修正值。解決現有紅外測溫誤差修正方法誤差較大，不具備普遍性，方法復雜的問題。本發明方法使用方便，無需模擬實驗，具備一定的普遍性和應用性。
【專利說明】一種紅外溫度監測系統測量誤差修正方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種紅外溫度測量技術，特別涉及一種紅外溫度監測系統測量誤差修 正方法。
【背景技術】
[0002] 隨著紅外測溫技術的發展，紅外測溫儀大量的應用在電力，石油，化工等工業領 域。工業現場紅外測溫的精確度，直接影響著紅外診斷的結果。在實際應用中，有一系列主 客觀因素影響紅外檢測的準確性。由于安全要求或測量條件的限制，往往會根據實際需要 調節紅外測溫儀到目標的距離，但是紅外測溫儀的距離系數比是固定的，在超過一定距離 時，由于測溫的視場增大，探測器接受到的輻射能量同時包括目標和背景的輻射能量，測溫 精度將大大衰減。
[0003] 現有的紅外監測系統測溫誤差修正方法主要包括修正系數法和定標曲線修正法。 修正系數法是通過模擬實驗在不同距離上測量同一熱源溫度隨距離的變化，得到一組溫度 隨檢測距離變化的修正系數數據。這種方法雖然使用起來比較方便，但是修正系數都是在 特定的條件下獲得的，當用于不同的環境時，將引起較大的誤差。定標曲線修正法的原理和 優缺點與修正系數法相同。
[0004] 文獻：陳衡，尹增謙.設備故障紅外診斷中溫度測量的距離修正方法[J].激光與 紅外，1998, 28 (4) :220-223.提出了 一種紅外診斷中溫度測量的距離修正方法，但給出的 修正公式有一定的局限性，由于電力設備故障溫度一般不超過300°C，該文獻中提出的衰減 系數無法通過實驗測得，因此在所測溫度較低的情況下，這種修正方法存在明顯的不足。
【發明內容】
[0005] 本發明是針對現在的紅外測溫方法用于不同的環境時，將引起較大的誤差的問 題，提出了一種紅外溫度監測系統測量誤差修正方法，解決現有紅外測溫誤差修正方法誤 差較大，不具備普遍性，方法復雜的問題。
[0006] 本發明的技術方案為：一種紅外溫度監測系統測量誤差修正方法，具體包括如下 步驟：
[0007] 1)將紅外測溫儀與被測目標的測溫區域進行對準，對紅外測溫儀的測溫光路進行 校準調節，使測溫區域的圓心和紅外測溫儀的入瞳孔中心位于同一水平高度：
【權利要求】
1. 一種紅外溫度監測系統測量誤差修正方法，其特征在于，具體包括如下步驟： 1) 將紅外測溫儀與被測目標的測溫區域進行對準，對紅外測溫儀的測溫光路進行校 準調節，使測溫區域的圓心和紅外測溫儀的入瞳孔中心位于同一水平高度
是紅外測溫 儀的距離系數比，距離系數比為測溫儀探頭到被測目標之間的距離D與紅外測溫儀此時的 視場直徑S的比值，是固定的參數，定義被測目標區域面積為\，被測目標區域的發射率為 ε 溫度設為TQ ; 2) 逐漸增大紅外測溫儀與被測目標之間的距離d，使紅外測溫儀的視場超出被測目標 區域，此時測溫儀視場的面積為A，測溫儀所采集到的溫度為被測目標區域心和溢出被測目 標范圍A-^的混合溫度，溢出被測目標范圍區域的發射率為ε 1λ，溫度為?\ ; 3) 紅外測溫儀通過紅外探測器將采集到的視場增大后總的紅外輻射信號轉化為電壓 信號，紅外測溫儀將獲得的電壓信號轉化為溫度值進行顯示； 4) 可對紅外測溫儀所測溫度Tr進行誤差修正，修正后被測物體表面溫度為：
k為紅外測溫儀視場面積與被測目標面積的比值； 5) 假定背景溫度即A-^區域的溫度和大氣溫度、環境溫度相等，S卩
，對紅 外測溫儀所測溫度?；進行誤差修正，當近距離測溫時可忽略大氣透過率的影響，此時大氣 的光譜透射率
，大氣發射率
代表紅外測溫儀的工作波段，當被 測物體表面滿足灰體時可近似認為被測目標的表面發射率與被測目標表面吸收率相等，即
修正后被測物體表面溫度
其中
其中
R為測溫儀視場的半徑，&的面積由被測目標的表面形狀決定； 式中ε#為被測目標的表面發射率，m為常數，根據紅外測溫儀的工作波段取值，工作 波段是8?14 μ m時，取m = 4. 09,工作波段是3?5 μ m時，取m = 9. 3。
2. 根據權利要求1所述紅外溫度監測系統測量誤差修正方法，其特征在于，所述步驟 3)中的紅外探測器將采集到的視場增大后總的紅外輻射信號轉化為電壓信號，轉換電壓V s 為：
其中Ακ為紅外測溫儀探測器的面積， 電壓信號轉化為溫度顯示，具體方法為： 令心=AKAcf2,由于設備溫度與其電壓信號是一一對應且成正比關系，令Vs/K m = fO；)，溫度顯示值為：
【文檔編號】G01J5/02GK104155008SQ201410363430
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月28日 優先權日:2014年7月28日
【發明者】崔昊楊, 王超群, 劉璨, 王佳林, 許永鵬, 楊俊杰, 唐忠 申請人:上海電力學院