红外测温系统的标定方法及标定装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种红外测温系统的标定方法和标定装置，该方法包括：获取拟合数据集，拟合数据集包括靶标实际温度和红外测温系统的输出电压，利用逐步回归法对拟合数据集中的数据进行拟合，确定反映靶标实际温度与红外测温系统的输出电压之间关系的拟合曲线模型，所述拟合曲线模型为泰勒级数多项式形式的曲线模型，其中，红外测温系统设置在靶标法线方向上。本发明专利技术利用逐步回归法对拟合数据集中的靶标实际温度及红外测温系统的输出电压进行拟合，可以减小红外测温系统因标定数据拟合造成的拟合误差，提高红外测温系统的标定精度，实现对无砟轨道板温度的高精度测量。

【技术实现步骤摘要】
红外测温系统的标定方法及标定装置
本专利技术涉及铁道工程
，尤其涉及红外测温系统的标定方法及标定装置。
技术介绍
本部分旨在为权利要求书中陈述的本专利技术实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。铁路轨道结构的稳定性直接影响铁路安全，无砟轨道板作为主要的铁路轨道结构，其因外界环境中大气温度、太阳辐射、降水等环境因素的影响，会造成不均匀的温度分布，产生较大的温度应力，从而造成无砟轨道板结构的变形，严重危害列车的运行安全。因此，需要对无砟轨道板的温度变化进行测定，以保证列车运行安全。基于红外测温原理可以实现对无砟轨道板非接触式的测量，而在使用红外测温系统对无砟轨道板进行测量之前，需要对红外测温系统进行标定(所谓标定，是指对使用仪器的准确度(精度)进行检测，以判断是否符合标准)，以实现对无砟轨道板温度变化的准确测量。红外测温系统的标定是准确测量无砟轨道板温度的先决条件。目前，在利用靶标对红外测温系统进行标定时，一般采用线性模型、抛物线模型或者指数模型对靶标温度和红外测温系统的输出电压进行数据拟合，得到红外测温系统的输出电压和靶标温度之间的关系。但是，利用线性模型、抛物线模型或者指数模型进行数据拟合，并不能很好的表示靶标温度和红外测温系统的输出电压之间的关系，存在较大的数据拟合误差，由此导致标定的红外测温系统测温精度较低，无法实现对无砟轨道板温度的高精度测量。因此，现有红外测温系统的标定方法存在因数据拟合误差而不能实现对无砟轨道板温度高精度测量的问题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种红外测温系统的标定方法，用以解决现有的红外测温系统存在的因标定数据拟合误差而不能实现对无砟轨道板温度高精度测量的问题，该方法包括：获取拟合数据集，拟合数据集包括靶标实际温度和红外测温系统的输出电压；利用逐步回归法对拟合数据集中的数据进行拟合，确定反映靶标实际温度与红外测温系统的输出电压之间关系的拟合曲线模型，所述拟合曲线模型为泰勒级数多项式形式的曲线模型；其中，红外测温系统设置在靶标法线方向上。本专利技术实施例还提供一种红外测温系统的标定装置，用以解决现有的红外测温系统存在的因标定数据拟合误差而不能实现对无砟轨道板温度高精度测量的问题，该装置包括：数据获取模块，用于获取拟合数据集，拟合数据集包括靶标实际温度和红外测温系统的输出电压；数据拟合模块，利用逐步回归法对拟合数据集中的数据进行拟合，确定反映靶标实际温度与红外测温系统的输出电压之间关系的拟合曲线模型，所述拟合曲线模型为泰勒级数多项式形式的曲线模型；其中，红外测温系统设置在靶标法线方向上。本专利技术实施例中，获取拟合数据集，拟合数据集包括靶标实际温度和红外测温系统的输出电压，利用逐步回归法对拟合数据集中的数据进行拟合，确定反映靶标实际温度与红外测温系统的输出电压之间关系的拟合曲线模型，所述拟合曲线模型为泰勒级数多项式形式的曲线模型。本专利技术实施例，利用逐步回归法对拟合数据集中的靶标实际温度及红外测温系统的输出电压进行拟合，可以减小红外测温系统标定因数据拟合造成的拟合误差，提高红外测温系统的标定精度，实现对无砟轨道板温度的高精度测量。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：图1为本专利技术实施例提供的红外测温系统的标定方法的流程图；图2为本专利技术实施例提供的靶标的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的靶标中温控装置2的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的靶标中温控装置2的另一结构示意图；图5a为本专利技术实施例提供的利用靶标对红外测温系统进行标定的示意图；图5b为本专利技术实施例提供的利用靶标对红外测温系统进行标定的示意图；图6为本专利技术实施例提供的靶标的结构示意图；图7为本专利技术实施例提供的红外测温系统的标定装置的模块结构。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本专利技术实施例做进一步详细说明。在此，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。图1示出了本专利技术实施例提供的红外测温系统的标定方法，为了便于说明，仅示出了与本专利技术实施例相关的部分，详述如下：如图1所示，红外测温系统的标定方法，包括：步骤101，获取拟合数据集，拟合数据集包括靶标实际温度和红外测温系统的输出电压。在本专利技术实施例中，在利用靶标对红外测温系统进行标定的时候，所述红外测温系统设置在靶标的法线方向上，且靶标的正面朝向所述红外测温系统。红外测温系统基本原理是：一切温度高于绝对零度的物体都在不停的向周围空间发出红外辐射能量，物体的红外辐射能量大小按其波长分布，与它的表面温度有着十分密切的关系，红外测温系统检测物体的红外辐射能量，并在红外辐射能量与物体表面温度建立对应的关系，进而将物体的红外辐射能量通过光学成像物镜反映到红外探测器的光敏元件上，从而获得与物体的红外辐射能量相对应的电压值(即红外测温系统的输出电压)。在获取拟合数据时，首先确定靶标实际温度，红外测温系统在该靶标实际温度下，对所述靶标的红外辐射能量进行检测，进而获得与靶标的红外辐射能量相对应的电压值，该电压值即为与该靶标实际温度对应的红外测温系统的输出电压。所述拟合数据集包括了多个靶标实际温度和与其对应的红外测温系统的输出电压。步骤102，利用逐步回归法对拟合数据集中的数据进行拟合，确定反映靶标实际温度与红外测温系统的输出电压之间关系的拟合曲线模型，所述拟合曲线模型为泰勒级数多项式形式的曲线模型。在本专利技术实施例中，利用逐步回归法对获取到的拟合数据进行拟合，确定能够反应靶标实际温度与红外测温系统的输出电压之间关系的拟合曲线模型，即完成了对红外测温系统的标定。逐步归回法进行数据拟合的数学方法是将变量一个一个的引入，引入变量的条件是变量的偏回归平方和(回归平方和是反映自变量和因变量之间相关程度的偏差平方和，若多元回归模型取消一个自变量后，回归平方和减少的部分就称为该自变量对因变量的偏回归平方和)经检验是显著的；若变量的偏回归平方和经检验是不显著的，则将非显著性变量剔除，保证拟合曲线模型中每个变量的偏回归平方和都是显著的。在本专利技术实施例中，利用逐步回归法对获取的拟合数据进行拟合，可以减小数据拟合误差，提高红外测温系统的标定精度，进而红外测温系统实现对无砟轨道板温度的高精度测量。在进一步的实施例中，所述获取拟合数据集包括：确定靶标的设定温度为靶标实际温度；利用所述红外测温系统获取在所述设定温度下的红外测温系统的输出电压；重复上述步骤，获取多组靶标实际温度及与其对应的红外测温系统的输出电压。在本专利技术实施例中，在获取拟合数据时，将设定的靶标温度视为靶标实际温度。红外测温系统在该靶标实际温度下检测靶标的红外辐射能量，进而获得与靶标的红外辐射能量对应的电压值即为红外测温系统的输出电压。举例而言，首先设定靶标的温度为-40°，在控制靶标实际温度基本稳定在-40°后，利用红外测温系统获取在-40°时的红外测温系统的输出电压为V1；然后重复上述步骤，设定靶标的温度分别为-30°本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种红外测温系统的标定方法，其特征在于，包括：获取拟合数据集，拟合数据集包括靶标实际温度和红外测温系统的输出电压；利用逐步回归法对拟合数据集中的数据进行拟合，确定反映靶标实际温度与红外测温系统的输出电压之间关系的拟合曲线模型，所述拟合曲线模型为泰勒级数多项式形式的曲线模型；其中，红外测温系统设置在靶标法线方向上。

【技术特征摘要】
1.一种红外测温系统的标定方法，其特征在于，包括：获取拟合数据集，拟合数据集包括靶标实际温度和红外测温系统的输出电压；利用逐步回归法对拟合数据集中的数据进行拟合，确定反映靶标实际温度与红外测温系统的输出电压之间关系的拟合曲线模型，所述拟合曲线模型为泰勒级数多项式形式的曲线模型；其中，红外测温系统设置在靶标法线方向上。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取拟合数据集包括：确定靶标的设定温度为靶标实际温度；利用红外测温系统获取在所述设定温度下红外测温系统的输出电压；重复上述步骤，获取多组靶标实际温度及与其对应的红外测温系统的输出电压。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：利用标定后的红外测温系统获取无砟轨道板的测量温度；根据无砟轨道板的实际温度和测量温度验证所述红外测温系统的标定精度。4.如权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述靶标包括：无砟轨道板材、温控装置、薄膜热电偶、控制面板以及PID控制器；所述无砟轨道板材与所述温控装置相互贴合固定，所述薄膜热电偶设置在所述无砟轨道板材的狭层内，所述PID控制器设置在控制面板内，所述温控装置、所述控制面板及所述薄膜热电偶均连接所述PID控制器；所述温控装置连接所述控制面板；控制面板用于根据接收到的温度调节指令控制温控装置调节靶标温度，所述温控装置用于根据所述控制面板的控制调节靶标温度，所述薄膜热电偶用于检测靶标温度，并反馈靶标温度至PID控制器，P...

【专利技术属性】
技术研发人员：王琰，刘维桢，王昊，赵延峰，任盛伟，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院集团有限公司，中国铁道科学研究院集团有限公司基础设施检测研究所，北京铁科英迈技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11