三波段红外辐射精确测温方法

摘要

本发明公开了一种三波段红外辐射精确测温方法，在无需得到物体表面发射率的情况下可精确测量物体的表面温度，同时还可测出物体表面三个波段的发射率。本发明的基本思路是建立实际物体红外测温模型，针对多波段热像仪或单波段红外热像仪进行多波段处理，利用在一个很窄波段内光谱发射率与反射率随波长近似线性变化的关系，推导出一种红外热像仪多波段测温的变谱法测温模型和计算算法，再迭代计算得到被测物体真实温度,从而在无需得到物体表面发射率的情况下可准确测量物体的表面温度，提高红外热像仪测温的准确性。

主权项

一种三波段红外辐射精确测温方法，其特征在于包括如下步骤： 步骤1：确定三个红外线波段，所述三个红外线波段各不相同； 步骤2：利用红外热像仪，通过对黑体辐射源的标定分别得到所述三个红外线波段的红外热像仪测温标定公式： 其中I_i(T_ri)为温度信号，Δλ为所在红外线波段的宽度，L_bλ_i为所在红外线波段的黑体辐射亮度值； 步骤3：利用标定后的红外热像仪在所述三个红外线波段中的任一波段下测出被测物体表面的环境反射温度T_u； 步骤4：利用标定后的红外热像仪分别测出被测物体表面在所述三个红外线波段下的辐射温度T_ri(i＝1，2，3)； 步骤5：预设被测物体表面温度为T₀，将所述预设被测物体表面温度T₀代入所述三个红外线波段的红外热像仪测温标定公式，得到被测物体表面在三个红外线波段下的预设被测物体表面温度信号I_i(T₀)，将所述被测物体表面的环境反射温度T_u代入所述三个红外线波段的红外热像仪测温标定公式得到被测物体表面在三个红外线波段下的环境反射温度信号I_i(T_u)、分别将所述被测物体表面在三个红外线波段下的辐射温度T_ri代入对应波段的红外热像仪测温标定公式，得到被测物体表面在三个红外线波段下的辐射温度信号I_i(T_ri)，(i＝1，2，3)； 步骤6：根据所述被测物体表面在三个红外线波段下的预设被测物体表面温度信号I_i(T₀)、所述被测物体表面在三个红外线波段下的环境反射温度信号I_i(T_u)和所述被测物体表面在三个红外线波段下的辐射温度信号I_i(T_ri)(i＝1，2，3)，分别计算出被测物体表面在三个红外线波段下的环境反射温度信号I_i(T_u)与预设物体表面温度信号I_i(T₀)的差值b_i、环境反射温度信号I_i(T_u)与辐射温度信号I_i(T_ri)差值d_i， b_i＝I_i(T₀)‑I_i(T_u),d_i＝I_i(T_ri)‑I_i(T_u)(i＝1，2，3)； 步骤7：分别确定所述三个红外线波段的中心波长，所述每个红外线波段的中心波长值为所在红外线波段的中心值； 步骤8：分别计算所述三个红外线分波段的无量纲波长Λ_i，所述无量纲波长Λ_i为所在红外线波段的中心波长与所述三个红外线波段中最小波长之差与所述三个红外线波段中最大波长与最小波长之差的比值； 步骤9：根据公式 (Λ₃^*‑Λ₂^*)d₁d₃b₂b₃+(Λ₂^*‑Λ₁^*)d₃²b₁b₂+(Λ₁^*‑Λ₃^*)d₂d₃b₁b₃＝0或 (Λ₃^*‑Λ₁^*)d₁d₂b₁b₃+(Λ₁^*‑Λ₂^*)d₁d₃b₁b₂+(Λ₂^*‑Λ₃^*)d₁²b₂b₃＝0或 (Λ₃^*‑Λ₁^*)d₂²b₁b₃+(Λ₂^*‑Λ₃^*)d₁d₂b₂b₃+(Λ₁^*‑Λ₂^*)d₂d₃b₁b₂＝0， 通过迭代求解修正所述预设被测表面温度信号I_i(T₀)(i＝1，2，3)， 步骤10：利用红外热像仪，根据修正后的所述预设被测物体表面温度信号I_i(T₀)(i＝1，2，3)，得到精确的被测物体表面温度T。