高測(cè)溫精度的紅外熱像儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種光學(xué)設(shè)備領(lǐng)域，更具體地說，它涉及一種高測(cè)溫精度的紅外 熱像儀。
【背景技術(shù)】
[0002] 紅外輻射是指波長(zhǎng)在〇· 75um至lOOOum，介于可見光波段與微波波段之間的電磁 輻射。溫度高于絕對(duì)零度的物體都不停地向周圍空間發(fā)出紅外輻射能量，而一般自然界物 體的溫度均高于絕對(duì)零度，因此，一般自然界物體所對(duì)應(yīng)的輻射峰值都處于紅外波段。根據(jù) 普朗克定律，物體的紅外輻射強(qiáng)度與其熱力學(xué)溫度直接相關(guān)，因此，可通過檢測(cè)物體的紅外 輻射可以進(jìn)行非接觸測(cè)溫。紅外熱成像儀探測(cè)器上有很多個(gè)像素，通過檢測(cè)每個(gè)像素收到 的紅外輻射能量的大小來計(jì)算被觀測(cè)物體的溫度，熱圖像的上面的不同顏色代表被測(cè)物體 的不同溫度。
[0003] 正如上述所說，一般自然界物體自身產(chǎn)生紅外輻射，因此，在光敏元件的成像檢測(cè) 的紅外輻射，不僅包括被檢測(cè)物體的紅外輻射，也包括紅外熱像儀上紅外窗口、熱成像鏡頭 的鏡片以及探測(cè)器前方的外殼都會(huì)輻射紅外能量，而后者的這些能量就是產(chǎn)生測(cè)溫誤差的 能量，簡(jiǎn)稱誤差能量，它對(duì)紅外圖像和測(cè)溫精度產(chǎn)生較大影響。如圖1所示：紅外窗口 1的 號(hào)箭頭線代表紅外窗口 1自身輻射的紅外誤差能量。紅外鏡頭2的;g號(hào)箭頭線代表紅 外鏡頭2自身輻射的紅外誤差能量(包括鏡片、鏡頭殼體內(nèi)壁和機(jī)構(gòu)件)。攝像機(jī)外殼3的 (f號(hào)箭頭線：探測(cè)器4前方的攝像機(jī)外殼3自身輻射的紅外誤差能量。遂;號(hào)雙箭頭虛線代 表紅外鏡頭接口 23與探測(cè)器4之間的距離，此距離越大，通過攝像機(jī)外殼輻射給探測(cè)的誤 差能量就越大。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)中，探測(cè)器4與紅外鏡頭接口 23之間通常設(shè)置有用于熱成像圖像非均勻 矯正的擋片6,擋片6上設(shè)置有溫度傳感器7。熱成像的探測(cè)器4每個(gè)像素接收的能量會(huì)因 為電子元器件發(fā)熱而受到影響(包括被測(cè)物體的溫度范圍改變)，因此，紅外熱像儀需對(duì)自 身計(jì)算的一些增益參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。因此紅外熱像儀通過探測(cè)器4獲取擋片6的溫度，并與 擋片6上的溫度傳感器7測(cè)得的溫度進(jìn)行比較，將擋片6作為一個(gè)熱源來對(duì)熱成像圖像進(jìn) 行非均勻性矯正。
[0005] 雖然現(xiàn)有技術(shù)中有圖像做出矯正，但是未對(duì)測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)做出處理及矯正。若要提高 測(cè)溫精度，則需要盡量消除誤差能量或準(zhǔn)確地檢測(cè)出誤差能量的大小。其中，通常攝像機(jī)外 殼產(chǎn)生誤差能量較大也不便于計(jì)算，因?yàn)閿z像機(jī)外殼內(nèi)壁面積大、形狀也不規(guī)則，離探測(cè)器 較近。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種高測(cè)溫精度的紅 外熱像儀，通過在紅外窗口、鏡頭外殼及內(nèi)部各組鏡片和密封件增加溫度傳感器獲取其溫 度，并且可根據(jù)各部件的材料和當(dāng)前溫度的發(fā)射率，得出誤差能量的大小，并經(jīng)溫度數(shù)據(jù)處 理模塊將其消除。
[0007] 本實(shí)用新型的次要目的在于探測(cè)器周圍增加了密封件，該密封件可帶來兩個(gè)效 果：1、因?yàn)槊芊饧慕Y(jié)構(gòu)，阻擋了攝像機(jī)外殼內(nèi)壁的紅外輻射，用于消除攝像機(jī)外殼內(nèi)壁對(duì) 探測(cè)器的紅外輻射。2、雖然密封件結(jié)構(gòu)的本身也會(huì)產(chǎn)生紅外輻射，但是它輻射的面積較小 且形狀規(guī)則可控，加上密封件上的溫度傳感器測(cè)溫后，可精確得出其輻射量。即消除不好計(jì) 算的攝像機(jī)外殼誤差能量，采用較小并精確計(jì)量的密封件誤差能量來代替。
[0008] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了如下技術(shù)方案：一種高測(cè)溫精度的紅外熱像 儀，包括依次排列的紅外窗口、紅外鏡頭和攝像機(jī)，紅外鏡頭和攝像機(jī)的連接處為紅外鏡頭 接口，紅外鏡頭包括鏡頭外殼，鏡頭外殼內(nèi)設(shè)置有若干依次排列的鏡片，攝像機(jī)包括外殼和 設(shè)置在外殼內(nèi)的探測(cè)器，探測(cè)器前端至紅外鏡頭接口設(shè)置有四周密閉的密封件，紅外窗口、 鏡頭外殼、密封件和若干鏡片上均設(shè)置有檢測(cè)其溫度的溫度傳感器，各個(gè)部件上的溫度傳 感器均連接至溫度數(shù)據(jù)處理模塊。
[0009] 本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為：所述的密封件呈中空柱狀，其截面完全密封探測(cè)器。 [0010] 本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為：所述的密封件的溫度傳感器位于密封件外表面。
[0011] 本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為：所述的紅外窗口的溫度傳感器緊貼紅外窗口的內(nèi)表 面。
[0012] 本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為：所述的鏡頭外殼的溫度傳感器位于鏡頭外殼內(nèi)壁，鏡 片的溫度傳感器采用貼片式溫度傳感器，其設(shè)置于鏡頭外殼和鏡片的連接處。
[0013] 本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為：所述的貼片式溫度傳感器位于鏡片對(duì)應(yīng)攝像機(jī)一側(cè)。
[0014] 對(duì)比現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型高測(cè)溫精度的紅外熱像儀具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、通過在 密封件結(jié)構(gòu)并在紅外窗口、紅外鏡頭和密封件上設(shè)置溫度傳感器，可檢測(cè)其個(gè)部件的溫度， 從而得出其誤差能量大小，經(jīng)溫度數(shù)據(jù)處理模塊將誤差能量消除；
[0015] 2、密封件結(jié)構(gòu)的設(shè)置，消除攝像機(jī)外殼內(nèi)壁對(duì)探測(cè)器的紅外輻射；
[0016] 3、密封件面積小且為規(guī)則結(jié)構(gòu)，相對(duì)于攝像機(jī)外殼這種面積大且不規(guī)則的結(jié)構(gòu)， 簡(jiǎn)化了紅外輻射的計(jì)算方式，進(jìn)一步提高了測(cè)溫精度。
【附圖說明】
[0017] 為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或是現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施 例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅 僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前 提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0018] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中紅外熱像儀實(shí)施例的示意圖；
[0019] 圖2為本實(shí)用新型高測(cè)溫精度的紅外熱像儀實(shí)施例的示意圖；
[0020] 圖3為本實(shí)用新型紅外鏡頭的剖視圖；
[0021] 圖4為本實(shí)用新型紅外鏡頭及窗口的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖5為本實(shí)用新型高測(cè)溫精度的紅外熱像儀的流程框圖。
[0023] 附圖標(biāo)注：1、紅外窗口；2、紅外鏡頭；21、鏡頭外殼；22、鏡片；23、紅外鏡頭接口； 3、外殼；4、探測(cè)器；5、密封件；6、擋片；7、溫度傳感器。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 參照?qǐng)D2至圖5對(duì)本實(shí)用新型高測(cè)溫精度的紅外熱像儀實(shí)施例做進(jìn)一步說明。
[0025] 然而，本實(shí)用新型可以以各種不同形式實(shí)現(xiàn)，并且本實(shí)用新型不應(yīng)理解為限于在 此闡述的示例性實(shí)施例。提供示例性實(shí)施例以有助于更全面的理解本實(shí)用新型。
[0026] 如圖2所示，一種高測(cè)溫精度的紅外熱像儀，包括