发明名称 一种红外辐射精确测温方法
摘要 本发明公开了一种红外辐射精确测温方法,其特征在于包括如下步骤:步骤1:测出环境反射温度T<sub>u</sub>;步骤2:利用温度计测出环境大气温度T<sub>α</sub>,再根据被测物体与红外辐射测温设备之间的距离计算出大气透射率τ<sub>α</sub>;步骤3:利用红外辐射测温设备测出被测物体的辐射温度T<sub>r</sub>;步骤4:确定被测物体的发射率ε<sub>n</sub>反射率ρ<sub>n</sub>、发射率与反射率之和α,α≤1;步骤5:将测量值T<sub>α</sub>、T<sub>u</sub>、T<sub>r</sub>输入红外辐射测温设备计算出环境大气温度信号I(T<sub>α</sub>)、环境反射温度信号I(T<sub>u</sub>)和被测物体的辐射温度信号的值I(T<sub>r</sub>),代入实际物体红外测温公式<img file="DDA0000395958800000011.GIF" wi="1060" he="141" />计算得到红外辐射测温信号I(T<sub>0</sub>);步骤6:根据红外热像仪的标定公式,由红外辐射测温信号的值I(T<sub>0</sub>)换算出物体的真实温度T<sub>0</sub>。
申请公布号 CN103604504B 申请公布日期 2016.06.29
申请号 CN201310481620.7 申请日期 2013.10.15
申请人 中国人民解放军海军工程大学 发明人 杨立;杨桢;寇蔚;杜永成;吕事桂
分类号 G01J5/00(2006.01)I 主分类号 G01J5/00(2006.01)I
代理机构 武汉开元知识产权代理有限公司 42104 代理人 黄行军
主权项 一种红外辐射精确测温方法,其特征在于包括如下步骤:步骤1:测出环境反射温度T<sub>u</sub>;步骤2:利用温度计测出环境大气温度T<sub>α</sub>,再根据被测物体与红外辐射测温设备之间的距离计算出大气透射率τ<sub>α</sub>;步骤3:利用红外辐射测温设备测出被测物体的辐射温度T<sub>r</sub>;步骤4:确定被测物体的发射率ε<sub>n</sub>、反射率ρ<sub>n</sub>、发射率与反射率之和α,α≤1;具体步骤包括:步骤4.21:选取被测物体,将该物体加热至预设温度T<sub>1</sub>;步骤4.22:测量环境反射温度为T<sub>u</sub>,将温度为T<sub>1</sub>的被测物体放入该环境,被测物体受到环境温度的辐射,在环境反射温度T<sub>u</sub>下测出物体的辐射温度T<sub>r1</sub>;步骤4.23:改变被测物体温度为T<sub>2</sub>,待其稳定后,测出物体的辐射温度T<sub>r2</sub>;步骤4.24:将测量数据T<sub>u</sub>、T<sub>1</sub>、T<sub>r1</sub>、T<sub>2</sub>、T<sub>r2</sub>代入红外辐射测温设备得到环境反射温度信号I(T<sub>u</sub>),被测物体温度信号I(T<sub>1</sub>)、I(T<sub>2</sub>),物体辐射温度信号I(T<sub>r1</sub>)、I(T<sub>r2</sub>),将所得值代入计算公式<maths num="0001"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>&epsiv;</mi><mi>n</mi></msub><mrow><mo>(</mo><msub><mi>T</mi><mn>0</mn></msub><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mfrac><mrow><mi>I</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>T</mi><mrow><mi>r</mi><mn>2</mn></mrow></msub><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mi>I</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>T</mi><mrow><mi>r</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mo>)</mo></mrow></mrow><mrow><mi>I</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>T</mi><mn>2</mn></msub><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mi>I</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>T</mi><mn>1</mn></msub><mo>)</mo></mrow></mrow></mfrac></mrow>]]></math><img file="FDA0000946213820000011.GIF" wi="581" he="167" /></maths><maths num="0002"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>&rho;</mi><mi>n</mi></msub><mrow><mo>(</mo><msub><mi>T</mi><mn>0</mn></msub><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mfrac><mrow><mi>I</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>T</mi><mrow><mi>r</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mo>)</mo></mrow><mi>I</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>T</mi><mn>2</mn></msub><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mi>I</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>T</mi><mrow><mi>r</mi><mn>2</mn></mrow></msub><mo>)</mo></mrow><mi>I</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>T</mi><mn>1</mn></msub><mo>)</mo></mrow></mrow><mrow><mo>&lsqb;</mo><mi>I</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>T</mi><mn>2</mn></msub><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mi>I</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>T</mi><mn>1</mn></msub><mo>)</mo></mrow><mo>&rsqb;</mo><mi>I</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>T</mi><mi>u</mi></msub><mo>)</mo></mrow></mrow></mfrac></mrow>]]></math><img file="FDA0000946213820000012.GIF" wi="836" he="167" /></maths><maths num="0003"><math><![CDATA[<mrow><mi>&alpha;</mi><mo>=</mo><msub><mi>&epsiv;</mi><mi>n</mi></msub><mo>+</mo><msub><mi>&rho;</mi><mi>n</mi></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><mi>I</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>T</mi><mrow><mi>r</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mo>)</mo></mrow><mo>&lsqb;</mo><mi>I</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>T</mi><mn>2</mn></msub><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mi>I</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>T</mi><mi>u</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mo>&rsqb;</mo><mo>-</mo><mi>I</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>T</mi><mrow><mi>r</mi><mn>2</mn></mrow></msub><mo>)</mo></mrow><mo>&lsqb;</mo><mi>I</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>T</mi><mn>1</mn></msub><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mi>I</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>T</mi><mi>u</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mo>&rsqb;</mo></mrow><mrow><mo>&lsqb;</mo><mi>I</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>T</mi><mn>2</mn></msub><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mi>I</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>T</mi><mn>1</mn></msub><mo>)</mo></mrow><mo>&rsqb;</mo><mi>I</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>T</mi><mi>u</mi></msub><mo>)</mo></mrow></mrow></mfrac></mrow>]]></math><img file="FDA0000946213820000021.GIF" wi="1403" he="175" /></maths>计算得到被测物体的发射率ε<sub>n</sub>、反射率ρ<sub>n</sub>、发射率与反射率之和α;步骤5:将测量值T<sub>α</sub>、T<sub>u</sub>、T<sub>r</sub>输入红外辐射测温设备计算出环境大气温度信号I(T<sub>α</sub>)、环境反射温度信号I(T<sub>u</sub>)和被测物体的辐射温度信号的值I(T<sub>r</sub>),将ε<sub>n</sub>、α、τ<sub>α</sub>、I(T<sub>α</sub>)、I(T<sub>u</sub>)和I(T<sub>r</sub>)的值代入实际物体红外测温公式<maths num="0004"><math><![CDATA[<mrow><mi>I</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>T</mi><mn>0</mn></msub><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mfrac><mn>1</mn><mrow><msub><mi>&tau;</mi><mi>a</mi></msub><msub><mi>&epsiv;</mi><mi>n</mi></msub></mrow></mfrac><mi>I</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>T</mi><mi>r</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>-</mo><mfrac><mi>a</mi><msub><mi>&epsiv;</mi><mi>n</mi></msub></mfrac><mo>)</mo></mrow><mi>I</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>T</mi><mi>u</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><mfrac><mn>1</mn><msub><mi>&epsiv;</mi><mi>n</mi></msub></mfrac><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>-</mo><mfrac><mn>1</mn><msub><mi>&tau;</mi><mi>a</mi></msub></mfrac><mo>)</mo></mrow><mi>I</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>T</mi><mi>a</mi></msub><mo>)</mo></mrow></mrow>]]></math><img file="FDA0000946213820000022.GIF" wi="1259" he="167" /></maths>计算得到红外辐射测温信号I(T<sub>0</sub>);步骤6:根据红外热像仪的标定公式,由红外辐射测温信号的值I(T<sub>0</sub>)换算出物体的真实温度T<sub>0</sub>。
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