测温装置和测温方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种测温装置，涉及测温技术领域，提高了测温装置的测温精度，进而能够得到更加准确的待测物各像素点的温度值，为待测物的生产和制备提供更加准确的温度参数。本发明专利技术的主要技术方案为：一种测温装置，包括：图像获取单元，图像获取单元用于获取待测物的彩色图像；温度检测单元，温度检测单元用于检测待测物的初始参考温度值；数据采集分析单元，数据采集分析单元分别与图像获取单元和温度检测单元相连，数据采集分析单元用于分别接收到彩色图像和初始参考温度值，并计算得到彩色图像中第一个像素点的温度值，且通过迭代计算依次得到彩色图像中全部像素点的温度值；其中，相邻两个像素点的距离为预设距离。

Temperature measuring device and method

The invention discloses a temperature measuring device, which relates to the technical field of temperature measurement, improves the temperature measuring accuracy of the temperature measuring device, and can obtain more accurate temperature values of each pixel of the object to be measured, and provides more accurate temperature parameters for the production and preparation of the object to be measured. The main technical scheme of the invention is as follows: a temperature measuring device, which includes: an image acquisition unit, an image acquisition unit for acquiring color images of the object to be measured; a temperature detecting unit, a temperature detecting unit for detecting the initial reference temperature value of the object to be measured; a data acquisition and analysis unit, a data acquisition and analysis unit and an image, respectively. The acquisition unit is connected with the temperature detection unit, and the data acquisition and analysis unit is used to receive the color image and the initial reference temperature value respectively. The temperature value of the first pixel in the color image is calculated, and the temperature value of all the pixels in the color image is obtained successively by iteration calculation. The distance is the preset distance.

【技术实现步骤摘要】
测温装置和测温方法
本专利技术涉及测温
，尤其涉及一种测温装置和测温方法。
技术介绍
温度是石英玻璃熔制过程最重要的控制参数之一，但是目前石英玻璃产品制备过程中表面温度主要以有经验的操作人员目测观察为主，以手持式光学高温计或红外高温计等单点测温仪器为辅，工艺控制过程严重受制于人为的主观判断，且接触式测温仪器对产品纯度产生不利影响，因此石英玻璃产品仅可采用非接触式仪器进行测温；石英玻璃砣表面为圆形，其中心到边缘温度分布梯度大且呈非线性分布，单点测温不能反映产品的温度分布因而现有的测试石英玻璃表面温度的方法并不能准确反映石英玻璃表面各位置的准确温度。现有技术中，许多学者对CCD(charge-coupleddevice，电荷耦合器件)图像测温进行了研究，该方法可以实现火焰或熔体表面温度场的测定，CCD图像测温原理主要有比色法。而比色法为避免进行辐射率的标定，需要两个波长λ1和λ2比较靠近，但是两个波长靠的太近，将会导致较大的计算误差，因此通过比色法计算得到的温度并不准确。因此，如何确定石英玻璃沉积面各位置的准确温度成为亟待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供一种测温装置及方法，主要目的是提高了测温装置的测温精度，进而能够得到更加准确的待测物各像素点的温度值，为待测物的生产和制备提供更加准确的温度参数。为了达到上述目的，本专利技术主要提供如下技术方案：本专利技术实施例提出的一种测温装置，该装置包括：图像获取单元，所述图像获取单元用于获取待测物的彩色图像；温度检测单元，所述温度检测单元用于检测所述待测物的初始参考温度值；数据采集分析单元，所述数据采集分析单元分别与所述图像获取单元和所述温度检测单元相连，所述数据采集分析单元用于分别接收到所述彩色图像和所述初始参考温度值，并计算得到所述彩色图像中第一个像素点的温度值，且通过迭代计算依次得到所述彩色图像中全部所述像素点的温度值。在该技术方案中，所述数据采集分析单元包括数据采集模块和工控机；所述数据采集模块与所述图像获取单元相连，所述数据采集模块用于接收所述彩色图像；所述工控机分别与所述数据采集模块和所述温度检测单元相连，所述数据采集模块将所述彩色图像传输至所述工控机，所述工控机用于将所述彩色图像进行三原色分离，分别得到三幅单色图像，并对所述三幅单色图像的灰度分布进行统计分析，确定进行各所述像素点测温计算时的单色图像，进而确定测温计算时的波长。在该技术方案中，所述工控机用于确定进行各所述像素点测温计算时的单色图像，进而确定测温计算时的波长是根据以下步骤完成：当|R-128|＜|G-128|且|R-128|＜|B-128|时，R的计数增加1；当|G-128|＜|R-128|且|G-128|＜|B-128|时，G的计数增加1；当|B-128|＜|R-128|且|B-128|＜|G-128|时，B的计数增加1；其中，R、G、B分别为三幅单色图像的灰度值；选择计数最大的单色图为测温计算用图；选择计数最大的单色图的波长为测温计算时的波长。在该技术方案中，所述像素点的位置分布在极坐标系上。在该技术方案中，所述初始参考温度值为圆心温度值；所述工控机用于根据第一计算式计算得到所述彩色图像中各所述像素点的温度值；所述第一计算式为其中，θ＝0°～359°，θ为所述彩色图像第N个所述像素点的极坐标的极角；r为所述彩色图像第N个所述像素点的极坐标的极径；Tθ，r为所述彩色图像第N-1个所述像素点的温度值；Tθ，(r+d)为所述彩色图像第N个所述像素点的温度值；d为所述彩色图像第N-1个所述像素点与所述彩色图像第N个所述像素点的计算间距；C2为第二辐射常数，C2＝ch/k＝1.439×10-2(m·k)；λ为测温计算时的波长；E为光谱辐射亮度。在该技术方案中，所述工控机还用于，在计算得到所述彩色图像全部所述像素点的温度值后，根据所述彩色图像全部所述像素点的温度值制成待测物温度场分布图；和/或，所述工控机还用于输入所述像素点的坐标时显示位于该坐标的所述像素点的温度值。在该技术方案中，还包括：冷却装置，所述冷却装置包覆所述图像获取单元。在该技术方案中，还包括：透镜组，所述透镜组位于所述图像获取单元与所述待测物之间，所述图像获取单元透过所述透镜组获取所述待测物的所述彩色图像。另一方面，本专利技术实施例还提供一种测温方法，该方法包括：获取待测物的彩色图像；检测所述待测物的初始参考温度值；根据所述彩色图像和所述初始参考温度值进行计算，计算得到所述彩色图像中第一个像素点的温度值，并通过迭代计算依次得到所述彩色图像中全部所述像素点的温度值。在该技术方案中，所述根据所述彩色图像和所述初始参考温度值进行计算，计算得到所述彩色图像中第一个所述像素点的温度值，并通过迭代计算依次得到所述彩色图像中全部所述像素点的温度值，包括：将所述彩色图像进行三原色分离，分别得到三幅单色图像，并对所述三幅单色图像的灰度分布进行统计分析；确定进行各所述像素点测温计算时的单色图像；确定测温计算时的波长；计算所述彩色图像中第一个所述像素点的温度值，并通过迭代计算依次得到所述彩色图像中全部所述像素点的温度值。在该技术方案中，所述确定进行各所述像素点测温计算时的单色图像，确定测温计算时的波长包括：当|R-128|＜|G-128|且|R-128|＜|B-128|时，R的计数增加1；当|G-128|＜|R-128|且|G-128|＜|B-128|时，G的计数增加1；当|B-128|＜|R-128|且|B-128|＜|G-128|时，B的计数增加1；R、G、B分别为三幅单色图像的灰度值；选择计数最大的单色图为测温计算用图；选择计数最大的单色图的波长为测温计算时的波长。在该技术方案中，所述像素点的位置分布在极坐标系上。在该技术方案中，所述初始参考温度值为圆心温度值；所述计算得到所述彩色图像中第一个所述像素点的温度值，并通过迭代计算依次得到所述彩色图像中全部所述像素点的温度值，包括：根据第一计算式计算得到所述彩色图像中各所述像素点的温度值；所述第一计算式为其中，θ＝0°～359°，θ为所述彩色图像第N个所述像素点的极坐标的极角；r为所述彩色图像第N个所述像素点的极坐标的极径；Tθ，r为所述彩色图像第N-1个所述像素点的温度值；Tθ，(r+d)为所述彩色图像第N个所述像素点的温度值；d为所述彩色图像第N-1个所述像素点与所述彩色图像第N个所述像素点的计算间距；C2为第二辐射常数，C2＝ch/k＝1.439×10-2(m·k)；λ为测温计算时的波长；E为光谱辐射亮度。在该技术方案中，所述计算得到所述彩色图像中第一个像素点的温度值，并通过迭代计算依次得到所述彩色图像中全部所述像素点的温度值之后，还包括：根据所述彩色图像全部所述像素点的温度值制成待测物温度场分布图；和/或，输入所述像素点的坐标时显示位于该坐标的所述像素点温度值。本专利技术实施例提供的一种测温装置及方法，该测温装置包括图像获取单元、温度检测单元和数据采集分析单元，数据采集分析单元分别与图像获取单元和温度检测单元相连，从而接收到待测物的彩色图像和待测物初始参考温度值，进而数据采集分析单元根据彩色图像和初始参考温度值，得到彩色图像中第一个像素点的温度值，再根据彩色图像和第一个像素点的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测温装置，其特征在于，包括：图像获取单元，所述图像获取单元用于获取待测物的彩色图像；温度检测单元，所述温度检测单元用于检测所述待测物的初始参考温度值；数据采集分析单元，所述数据采集分析单元分别与所述图像获取单元和所述温度检测单元相连，所述数据采集分析单元用于分别接收到所述彩色图像和所述初始参考温度值，并计算得到所述彩色图像中第一个像素点的温度值，且通过迭代计算依次得到所述彩色图像中全部所述像素点的温度值。

【技术特征摘要】
1.一种测温装置，其特征在于，包括：图像获取单元，所述图像获取单元用于获取待测物的彩色图像；温度检测单元，所述温度检测单元用于检测所述待测物的初始参考温度值；数据采集分析单元，所述数据采集分析单元分别与所述图像获取单元和所述温度检测单元相连，所述数据采集分析单元用于分别接收到所述彩色图像和所述初始参考温度值，并计算得到所述彩色图像中第一个像素点的温度值，且通过迭代计算依次得到所述彩色图像中全部所述像素点的温度值。2.根据权利要求1所述的测温装置，其特征在于，所述数据采集分析单元包括数据采集模块和工控机；所述数据采集模块与所述图像获取单元相连，所述数据采集模块用于接收所述彩色图像；所述工控机分别与所述数据采集模块和所述温度检测单元相连，所述数据采集模块将所述彩色图像传输至所述工控机，所述工控机用于将所述彩色图像进行三原色分离，分别得到三幅单色图像，并对所述三幅单色图像的灰度分布进行统计分析，确定进行各所述像素点测温计算时的单色图像，进而确定测温计算时的波长。3.根据权利要求2所述的测温装置，其特征在于，所述工控机用于确定进行各所述像素点测温计算时的单色图像，进而确定测温计算时的波长是根据以下步骤完成：当|R-128|＜|G-128|且|R-128|＜|B-128|时，R的计数增加1；当|G-128|＜|R-128|且|G-128|＜|B-128|时，G的计数增加1；当|B-128|＜|R-128|且|B-128|＜|G-128|时，B的计数增加1；其中，R、G、B分别为三幅单色图像的灰度值；选择计数最大的单色图为测温计算用图；选择计数最大的单色图的波长为测温计算时的波长。4.根据权利要求3所述的测温装置，其特征在于，所述像素点的位置分布在极坐标系上。5.根据权利要求4所述的测温装置，其特征在于，所述初始参考温度值为圆心温度值；所述工控机用于根据第一计算式计算得到所述彩色图像中各所述像素点的温度值；所述第一计算式为其中，θ＝0°～359°，θ为所述彩色图像第N个所述像素点的极坐标的极角；r为所述彩色图像第N个所述像素点的极坐标的极径；Tθ，r为所述彩色图像第N-1个所述像素点的温度值；Tθ，(r+d)为所述彩色图像第N个所述像素点的温度值；d为所述彩色图像第N-1个所述像素点与所述彩色图像第N个所述像素点的计算间距；C2为第二辐射常数，C2＝ch/k＝1.439×10-2(m·k)；λ为测温计算时的波长；E为光谱辐射亮度。6.根据权利要求1所述的测温装置，其特征在于，所述工控机还用于，在计算得到所述彩色图像全部所述像素点的温度值后，根据所述彩色图像全部所述像素点的温度值制成待测物温度场分布图；和/或，所述工控机还用于输入所述像素点的坐标时显示位于该坐标的所述像素点的温度值。7.根据权利要求1至6中任一项所述的测温装置，其特征在于，还包括：冷却装置，所述冷却装置包覆所述图像获取单元。8.根据权利要求1至6中...

【专利技术属性】
技术研发人员：王蕾，向在奎，聂兰舰，杜秀蓉，贾亚男，
申请(专利权)人：中国建筑材料科学研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11