一种降低环境背景辐射噪声的红外辐射测温方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113654667A(43)申请公布日2021.11.16(21)申请号202111025831.0(22)申请日2021.09.02(71)申请人哈尔滨工业大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号(72)发明人魏艳秀孙晓刚孙博君(74)专利代理机构哈尔滨华夏松花江知识产权代理有限公司23213代理人杨晓辉(51)Int.Cl.G01J5/06(2006.01)G01J5/00(2006.01)权利要求书5页说明书11页附图3页(54)发明名称一种降低环境背景辐射噪声的红外辐射测温方法(57)摘要一种降低环境背景辐射噪声的红外辐射测温方法，涉及红外辐射测温技术，为了解决现有的红外辐射测温过程中，标定工作量大、标定耗时长以及测量精度差的问题。本发明对红外辐射测温系统进行第一组实验标定，求解出增益常数和偏置常数；对红外辐射测温系统进行第二组实验标定，得到第二组实验标定系统输出电压响应；求解第二组实验标定辐射亮度响应，判断第二组实验标定函数拟合优度是否满足预先设定阈值；进而确定拟合阶数，建立发射率模型；结合增益常数和偏置常数以及发射率模型，得到理论标定函数；根据理论标定函数，结合普朗克公式与朗伯辐射定律，求解出目标的真实温度。有益效果为降低了标定的工作量以及减少了标定耗时时间，测量精度高。CN113654667ACN113654667A权利要求书1/5页1.一种降低环境背景辐射噪声的红外辐射测温方法，其特征在于，该红外辐射测温方法包括以下步骤：步骤一、采用标定装置对红外辐射测温系统(1)进行第一组实验标定，并基于红外辐射测温基本公式，求解出红外辐射测温系统(1)的第一组实验标定函数的增益常数和偏置常数；步骤二、采用标定装置对红外辐射测温系统(1)进行第二组实验标定，得到第二组实验标定系统输出电压响应；步骤三、根据步骤二得到的第二组实验标定系统输出电压响应求解第二组实验标定辐射亮度响应，判断以第二组实验标定辐射亮度响应为自变量，第二组实验标定系统输出电压响应为因变量的第二组实验标定函数拟合优度是否满足预先设定阈值；进而确定第二组实验标定函数的拟合阶数；步骤四、根据步骤三确定的第二组实验标定函数的拟合阶数，建立发射率模型；步骤五、结合步骤一求解出的红外辐射测温系统(1)第一组实验标定函数的增益常数和偏置常数、步骤四得到的第二组实验标定函数以及步骤四建立的发射率模型，得到理论标定函数；步骤六、根据步骤五得到的理论标定函数，并结合普朗克公式与朗伯辐射定律，求解出目标的真实温度。2.根据权利要求1所述一种降低环境背景辐射噪声的红外辐射测温方法，其特征在于，步骤一中采用的标定装置与步骤二中采用的标定装置相同；所述步骤一中采用的标定装置包括实物靶标(2)、实物靶标铂电阻(3)、升降支架(4)、高低温试验箱铂电阻(5)、实物靶标PID温控器(6)、高低温试验箱(7)和高低温试验箱PID温控器(8)；所述实物靶标(2)、实物靶标铂电阻(3)、升降支架(4)、高低温试验箱铂电阻(5)和实物靶标PID温控器(6)均设置在高低温试验箱(7)内；高低温试验箱(7)用于构建环境温度可控的标定实验场景；所述实物靶标(2)包括靶面(2‑1)和半导体制冷片组(2‑2)；半导体制冷片组(2‑2)通过导热硅脂粘贴在靶面(2‑1)的背面；所述红外辐射测温系统(1)承载在升降支架(4)上，以调整红外辐射测温系统(1)所处的高度，使红外辐射测温系统(1)与靶面(2‑1)的正面相对；所述实物靶标铂电阻(3)设置在靶面(2‑1)内，并且实物靶标铂电阻(3)连接至实物靶标PID温控器(6)，通过实物靶标PID温控器(6)设定实物靶标(2)的温度；所述高低温试验箱铂电阻(5)悬设在实物靶标(2)的正上方，并且高低温试验箱铂电阻(5)连接至高低温试验箱PID温控器(8)；通过高低温试验箱PID温控器(8)设定高低温试验箱(7)内的温度。3.根据权利要求2所述一种降低环境背景辐射噪声的红外辐射测温方法，其特征在于，步骤一中求解出红外辐射测温系统(1)的第一组实验标定函数的增益常数和偏置常数的具体步骤为：步骤一一、控制实物靶标温度与高低温试验箱温度相等，并对红外辐射测温系统(1)进行第一组实验标定；2CN113654667A权利要求书2/5页步骤一二、通过第一组实验标定，得到第一组实验标定系统输出电压响应；步骤一三、利用红外辐射测温系统(1)输出辐射亮度响应公式对第一组实验标定输入温度进行求解，求解出第一组实验标定辐射亮度响应；步骤一四、利用实物靶标温度与高低温试验箱温度相等的条件，对红外辐射测温基本公式进行转换，得到第一组实验标定函数；步骤一五、将步骤一三求解出的第一组实验标定辐射亮度响以及步骤