一种红外测温系统及测温方法技术方案

本发明专利技术公开了一种红外测温系统及测温方法，该系统包括红外测温设备和与其连接的终端设备；红外测温设备包括基座、探测器、快门挡片、红外机芯组件和后盖；探测器安装在基座上，快门挡片安装在基座的前面。其中，快门挡片上设有加热片和温控电路板，温控电路板包括依次电性连接的温度传感器和控制芯片，在控制芯片的作用下控制使得快门挡片温控值能够进行自动调节。后盖上设有湿度传感器，其用于对后盖的湿度值进行测量。终端设备用于在利用红外测温设备对不同环境温度下的黑体温度进行标定时，一方面在预设的每项黑体温度下，进行目标输出值的记录；另一方面，用于根据记录数据建立测温模型，进行目标温度的计算和输出。

【技术实现步骤摘要】
一种红外测温系统及测温方法
本专利技术属于智能测温设备领域，具体涉及一种红外测温系统及测温方法。
技术介绍
市场上现有的红外测温设备主要有两大类：一类是基于热释电器件的额温枪，另一类是基于红外热像仪的测温仪。基于红外热像仪的测温仪可对视场内的多个目标同时进行温度检测，其测温效率高，因此尤其在机场、火车站、商场、医院等人流量大的地方使用较多。基于红外热像仪的测温仪的理论基础是基于红外焦平面阵列探测器(本申请中将其简称为探测器)输出值与目标温度之间映射曲线的近似正比关系，进行实际测温数值的计算。但实际上，探测器输出值不仅与目标温度有关，还与环境温度、空气湿度和目标距离等外界因素有关。并且，即使以上各外界因素均相同，测温误差并不能从原理上彻底消除，而只能尽量减小。在基于快门挡片解决测温问题的时候，可参考专利号为CN107238443A，专利技术名称为一种快门挡片带温度传感器的红外热像仪装置，该方案可解决外置黑体测温的局限性。其中提到了外置校正黑体只能填充探测器视野的一小部分，而快门挡片确可以填充满探测器的全部视野，因此该方案对测温精度的提升理论上比外置黑体方案更有效。但由于快门挡片的温度不可控，在热平衡情况下快门挡片的温度与当前所处环境下的气温相近，因此挡片温度在不同气候下变化较大，但目标温度变化很小，由此会带来较大的测温误差。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术下挡片温度在不同气候下变化较大，但目标温度变化很小，由此带来较大测温误差的缺陷，提供一种红外测温系统及测温方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种红外测温系统，包括红外测温设备和连接到所述红外测温设备的终端设备；所述红外测温设备包括基座、用于探测和识别目标物红外信息的探测器、快门挡片、红外机芯组件和后盖；所述探测器安装在基座上，所述快门挡片安装在所述基座的前面，对所述探测器起光阑作用：所述快门挡片上设有加热片和温控电路板，所述温控电路板与加热片之间电性连接；其中，所述温控电路板包括依次电性连接的温度传感器和控制芯片，所述控制芯片用于根据温度传感器测得的快门挡片温度值，控制加热片对所述快门挡片进行加热，控制使得快门挡片温控值随着环境温度的改变进行自动调节；所述后盖上设有湿度传感器，所述湿度传感器用于对后盖的湿度值进行测量；所述红外机芯组件，用于在利用探测器识别到目标物的红外信息后，对长波红外波段光进行成像，针对成像图像中包括的每个像素计算并汇总其在当前时刻下的目标输出值；所述目标输出值包括目标温度、红外机芯组件与黑体之间的距离、环境温度和后盖湿度；所述终端设备，用于在利用红外测温设备对不同环境温度下的黑体温度进行标定时，一方面在预设的每项黑体温度下，进行目标输出值的记录；另一方面，用于根据记录数据建立测温模型，进行目标温度的计算和输出。本专利技术根据上述的一种红外测温系统的测温方法，包括：S1、将红外机芯组件放置在距离黑体L米处，启动所述红外测温设备，并利用红外测温设备对不同环境温度下的黑体温度进行标定；S2、标定的过程中包括：S21、设置n项黑体温度，相邻黑体温度值之间相差y℃；S22、终端设备中在预设的每项黑体温度值下，记录若干项对目标温度具备影响的影响因子，所述影响因子包括读取到的红外机芯组件的温度值Te、焦面的温度值Tfpa、后盖的湿度值Ts、黑体的灰度值均值Yb以及快门挡片的灰度值均值Ys；S3、终端设备中，基于记录所得的影响因子，建立测温模型，进行目标温度T0的输出，所述测温模型具体为：T0＝(p00+p10*Tfpa)+(p01+p11*Tfpa)*Ybs+(p02+p12*Tfpa)*Yb2s+p20*Te+p21*Ts+Tbb；其中，p00、p10、p01、p11、p02、p12、p20和p21均为基于所述红外测温设备将标定数据通过最小二乘法拟合得到的相关系数；Ybs＝Yb-Ys；Tbb为预设基准温度。实施本专利技术的一种红外测温系统及测温方法，具有以下有益效果：1、快门挡片上设有电热丝和温控电路板，随着环境温度的变化可以自动调节快门挡片温控值，使得挡片温度与目标温度相近，减小了标定和测温过程的误差，同时快门挡片对焦平面自动校正，提高了热像仪图像质量和测温精度；2、通过离线标定不同环境温度和湿度下的机芯参数并建立目标温度与其他影响因子的测温模型，保证了测温模型的稳定性和测温的精确性。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是本专利技术的一种红外测温系统的一个实施例的结构示意图；图2是本专利技术的一种基于红外测温系统的测温方法的第一个实施例的流程图；图3是本专利技术的一种基于红外测温系统的测温方法的黑体温度标定的流程图；图4是本专利技术的一种基于红外测温系统的测温方法的第二个实施例的流程图。具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本专利技术的具体实施方式。为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本专利技术相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。实施例1：本专利技术的一个实施例，如图1所示，一种红外测温系统，包括红外测温设备和连接到所述红外测温设备的终端设备；所述红外测温设备包括基座、用于探测和识别目标物红外信息的探测器、快门挡片、红外机芯组件和后盖；所述探测器安装在基座上，所述快门挡片安装在所述基座的前面，对所述探测器起光阑作用：所述快门挡片上设有加热片和温控电路板，所述温控电路板与加热片之间电性连接；其中，所述温控电路板包括依次电性连接的温度传感器和控制芯片，所述控制芯片用于根据温度传感器测得的快门挡片温度值，控制加热片对所述快门挡片进行加热，控制使得快门挡片温控值随着环境温度的改变进行自动调节；所述后盖上设有湿度传感器，所述湿度传感器用于对后盖的湿度值进行测量；所述红外机芯组件，用于在利用探测器识别到目标物的红外信息后，对长波红外波段光进行成像，针对成像图像中包括的每个像素计算并汇总其在当前时刻下的目标输出值；所述目标输出值包括目标温度、红外机芯组件与黑体之间的距离、环境温度和后盖湿度；所述终端设备，用于在利用红外测温设备对不同环境温度下的黑体温度进行标定时，一方面在预设的每项黑体温度下，进行目标输出值的记录；另一方面，用于根据记录数据建立测温模型，进行目标温度的计算和输出。需要说明的是，本实施例采用的是非制冷红外焦平面探测器，其为热成像系统的核心部件。非制冷红外焦平面探测器中包括热敏元件，热敏元件采用多晶硅材料制成。采用多晶硅探测器，可以从原理上降低测温误差。为了避免在近距离对准被测人员，带来设备使用者和被测者之间的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种红外测温系统，包括红外测温设备和连接到所述红外测温设备的终端设备；所述红外测温设备包括基座、用于探测和识别目标物红外信息的探测器、快门挡片、红外机芯组件和后盖；所述探测器安装在基座上，所述快门挡片安装在所述基座的前面，对所述探测器起光阑作用，其特征在于：/n所述快门挡片上设有加热片和温控电路板，所述温控电路板与加热片之间电性连接；其中，所述温控电路板包括依次电性连接的温度传感器和控制芯片，所述控制芯片用于根据温度传感器测得的快门挡片温度值，控制加热片对所述快门挡片进行加热，控制使得快门挡片温控值随着环境温度的改变进行自动调节；/n所述后盖上设有湿度传感器，所述湿度传感器用于对后盖的湿度值进行测量；/n所述红外机芯组件，用于在利用探测器识别到目标物的红外信息后，对长波红外波段光进行成像，针对成像图像中包括的每个像素计算并汇总当前时刻下的目标输出值；所述目标输出值包括目标温度、红外机芯组件与黑体之间的距离、环境温度和后盖湿度；/n所述终端设备，用于在利用红外测温设备对不同环境温度下的黑体温度进行标定时，一方面在预设的每项黑体温度下，进行目标输出值的记录；另一方面，用于根据记录数据建立测温模型，进行目标温度的计算和输出。/n...

【技术特征摘要】
1.一种红外测温系统，包括红外测温设备和连接到所述红外测温设备的终端设备；所述红外测温设备包括基座、用于探测和识别目标物红外信息的探测器、快门挡片、红外机芯组件和后盖；所述探测器安装在基座上，所述快门挡片安装在所述基座的前面，对所述探测器起光阑作用，其特征在于：
所述快门挡片上设有加热片和温控电路板，所述温控电路板与加热片之间电性连接；其中，所述温控电路板包括依次电性连接的温度传感器和控制芯片，所述控制芯片用于根据温度传感器测得的快门挡片温度值，控制加热片对所述快门挡片进行加热，控制使得快门挡片温控值随着环境温度的改变进行自动调节；
所述后盖上设有湿度传感器，所述湿度传感器用于对后盖的湿度值进行测量；
所述红外机芯组件，用于在利用探测器识别到目标物的红外信息后，对长波红外波段光进行成像，针对成像图像中包括的每个像素计算并汇总当前时刻下的目标输出值；所述目标输出值包括目标温度、红外机芯组件与黑体之间的距离、环境温度和后盖湿度；
所述终端设备，用于在利用红外测温设备对不同环境温度下的黑体温度进行标定时，一方面在预设的每项黑体温度下，进行目标输出值的记录；另一方面，用于根据记录数据建立测温模型，进行目标温度的计算和输出。


2.根据权利要求1所述的红外测温系统，其特征在于，所述探测器采用非制冷红外焦平面探测器；
所述非制冷红外焦平面探测器包括热敏元件，所述热敏元件采用对热响应一致性较好的材料制成。


3.根据权利要求1所述的红外测温系统，其特征在于，所述红外测温设备为非接触式测温设备。


4.根据权利要求1-3所述的任意一种红外测温系统的测温方法，其特征在于，包括：
S1、将红外测温设备放置在距离黑体L米处，启动所述红外测温设备，并利用红外测温设备对不同环境温度下的黑体温度进行标定；
S2、标定的过程中包括：
S21、设置n项黑体温度，相邻黑体温度值之间相差y℃；
S22、终端设备中在预设的每项黑体温度值下，记录若干项对...

【专利技术属性】
技术研发人员：卞洪林，邬昌明，闻铭，潘兰兰，王浩，杨宗仁，李红保，陆小明，高伟奇，
申请(专利权)人：武汉博宇光电系统有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42