红外测温精度的影响因素及补偿方法的研究

为了减少红外测温仪的测量误差,提高红外测温仪的测温精度,分析了距离、发射率和外界环境温度等因素对红外测温仪测温的影响;建立了红外测温实验系统采集测温数据,并对采集到的实验数据进行了分析验证,通过分析验证可得距离因素对红外辐射测温精度有较大的影响,并且存在一定的关系,从而为提高红外测温精度的提供了依据;设计了一套提高红外测温仪测量精度的系统,该系统能够测出被测物与红外测温仪之间的距离,根据测出的结果得到距离补偿公式,然后依据公式得出温度的距离补偿,从而得到物体的实际温度。最后分析可得,红外测温仪的测量精度能够大幅提高。     

补偿强反光体表面红外测温误差的算法研究

针对运动强反光体表面温度实时测量困难、精度低这一难点,本文从红外测温原理入手,分析并揭示了红外测温精度易受到被测物体反射率、测量距离、测量环境、红外入射角等因素的影响。根据铝板材加工设备轧辊表面测温实际需要设计了一种利用红外传感器实现对强反光体表面温度点对点测量的方案。通过对测量数据的研究分析建立了一种基于斯忒藩定律的红外入射角度补偿算法,以此减小因红外入射角度变化产生的测温误差。实验结果证明本方法能较好地弥补红外入射角度变化产生的测温误差,提高测温精度。该补偿算法运算简单,适应性强,为改善入射角度变化对测温精度影响提供了新的方法。     

基于图像灰度的大范围辐射温度反演

为解决高温辐射源和环境温度对红外测温的影响,提高极端工况下红外热像仪的测温精度,以红外辐射理论以及红外热像仪测温原理为基础,提出了一种将红外图像灰度与目标温度、环境温度和积分时间相结合的综合辐射温度反演方法,该方法实现了环境(镜头)温度与场景温度参量解耦,可以独立预估各参量变化所产生的探测器响应变化。首先对红外热像仪进行数据标定,标定时一般采用高精度面源黑体,之后通过计算面源黑体辐射亮度,利用黑体辐亮度和黑体灰度的线性关系,对黑体温度与黑体图像灰度值两组数据之间关系进行拟合,建立全环境温度和全积分时间的大范围温度反演匹配模型。最后在实验室环境下,分别用热像仪和基于灰度的温度反演模型对探测目标进行测温。经过实验验证,该反演模型在实验室环境下取得了较为良好的效果。     

基于DSP处理器的红外测温系统的设计

通过对传统的红外热像仪测温采用拟合曲线及单向查表的算法分析,针对测温精度低,并且在不同环境温度下温度整体偏移等缺点,提出了一种双向查找表的测温算法。依据普朗克定律,利用标准面源黑体对热像仪进行标定,定标出温度查找表和环境温度补偿表,并且将两个定标表格存入测温系统存储器中。对目标物体进行温度测量时,根据目标物体的热像图灰度值和热像仪热电偶反馈的当前环境温度值,计算出目标物体的温度值和环境温度补偿值,利用环境温度补偿值对目标物体进行测温误差补偿,能够准确地测量出当前环境下的目标物体实际温度。实测结果表明,该方法测温精度可达到0.5℃,并且在不同测温环境温度下温度测量值稳定性较好。     

基于回转窑表面的红外双波段测温方法研究

回转窑是水泥熟料生产中的重要煅烧设备。在生产过程中,需要通过对回转窑的表面温度进行测量来监测窑体内部的生产状态。传统方法使用单波段红外测温对回转窑的表面温度进行监测,但是这种方法的测温精度不高,无法获取准确的测温数据。为了提高回转窑表面测温精度,提出了一种红外双波段测温方法。首先对传统的回转窑测温方法进行了理论分析,包括影响测温的几种主要因素;然后介绍了双波段测温原理,并推导出了基于回转窑的双波段测温模型;最后对其进行了实验验证。结果表明,与传统的单波段测温方法相比,本文方法在温度测量方面具有更高的精度。     

距离对不同强度热源红外测温影响及补偿

距离是影响热红外测温精度的主要因素。为研究不同距离下不同热源强度的热红外测温精度,设计野外实验,布设460 K和505K两个热源温度,分别在20 m的距离以间隔为1 m的测温距离采集温度数据,通过函数拟合,分析不同距离下测温值与真实值之间的变化关系。结论如下:1)随着距离的增加,红外测温值呈现先急剧下降,之后逐渐平缓至某一稳定状态的趋势,且当热源温度越高,达到这一稳定状态的距离就越长。2)通过比较多项式和指数拟合函数的相关系数,提出了基于指数函数的温度-距离拟合关系,相关系数最大为0.999。3)依据温度变化速率提出温度-距离的分段数学模型对测温数据进行误差补偿,经过补偿后红外测温值与真实值最大相对误差仅为0.59%。     

基于FPGA的高精度红外测温系统的研究与实现

针对红外测温系统测温精度受到环境影响大,拟合曲线和查找表法测量精度低和数据量大,难以在嵌入式系统中实现的缺点,提出了一种双多分段温度标定法,利用温度和灰度的对应关系.对温度和灰度首先进行分段标定,再分别进行多分段标定,并在FPGA上实现了该方法.经实验证明,该方法可以有效地克服测量精度低和数据量大的问题,再利用温度传感器对环境温度的监测进行相应的温度补偿,可减少环境温度引起的测量误差.     

一种基于ARM的人体红外测温系统

提出了一种基于ARM处理器的人体红外测温系统.该系统由MLX90615高精度医用数字红外传感器、超声波传感器、环境温度传感器、主控CPU单元和其他外围电路组成.MLX90615采集人体额头的红外辐射温度值并将其输入CPU,经过温度补偿和距离补偿,额头温度值被转换成对应的人体温度值,并显示在液晶屏上.实验表明,与其他系统...     

目标到测试系统距离对红外测温精度的影响

为了提高红外测温精度、减小测温误差,研究了目标到红外系统的距离对红外测温的影响,采用非制冷红外焦平面阵列热像仪和标准黑体进行定标研究,实验结果表明黑体红外热图像的灰度均值随温度呈线性变化,随距离呈非线性变化的关系,利用红外热像仪探测面上照度与像方孔径角的关系,对测试距离的影响做出了合理的解释;比较了不同距离处测量温度与真实温度的差别,得出在近距离测温时,距离变化对测温影响较大,最大误差可达±5℃;在远距离测温时,测试距离在大范围内变化,对测温结果影响很小,误差在±0.02℃范围之内.实际测量距离与热像仪标定距离不同,也会引入测温误差,因此保持实际测温距离与校准距离相同以减小误差,或根据不同距离处表观温度与实际温度的差别,对表观温度修正,以提高测温精度.     

一种非制冷焦平面阵列图像漂移的双温度补偿新方法

以实验为基础,提出一种双变量线性回归模型进行图像温度漂移补偿的新方法,较好地解决了非制冷IRFPA的图像输出因漂移造成图像测温偏差大的工业应用难题.文章中研究了环境温度对漂移的影响,分别用单变量、双变量,线性和非线性回归模型对温度漂移进行补偿;结果表明,温度补偿方法能明显改善图像测温精度;各种方法中,双变量线性回归模型校正效果最好,能有效地将图像测温精度提高一个数量级.     

基于红外热像的钢水测温模型研究

基于热辐射测温原理,介绍了红外热像仪测温理论,为了提高钢水的测温精度,搭建了实验平台,经过实验获得不同温度下钢水的红外图像。利用Matlab软件提取图像的灰度均值,用最小二乘法和BP神经网络进行温度-灰度拟合曲线,从而得到红外热像测温的模型,使钢水测温误差达到了1%,最终达到测量精度和设计要求,此方法为熔融金属在线红外热像测温的研究打下了坚实的基础。     

红外人体测温精度补偿方法研究

针对现有人体测温方案测量精度低,使用条件受限等问题,研究了基于红外热成像的无接触人体测温精度补偿方法。综合考虑测温器件,测温环境对测量精度的影响,为解决常规测量方法存在的红外相机输出值随时间发生漂移,红外相机存在周期性斩波信号,温度测量距离不断变化,温度输出值存在频域噪声等多种问题,提出了综合性的温度测量精度补偿方法,有效降低了温度测量的误差。实验表明,通过本文的精度补偿方法,在不同距离下的人体温度测量误差不超过±0.2℃,可以实现人体温度的精确测量。     

距离对红外热像仪测温精度的影响及误差修正

通过分析红外热像仪测温原理,得出距离是影响测温精度的因素之一.为了提高测温精度,设计了距离对红外热像仪测温影响的实验.首先利用黑体对红外热像仪进行标定,然后在不同距离处对黑体进行测温.实验结果表明,距离的变化对测温精度有较大影响.通过整理实验数据,得出了两种温度下距离对测温精度的影响曲线,并拟合出了误差修正公式.经过误...     

一种可提高红外热像仪测温精度的算法

传统的红外热像仪测温算法具有测温精度低,测得的温度值不是目标物体的真实温度等缺点.从红外热像仪的测温原理入手,重点介绍了产生上述缺点的原因,并分析了黑体标定测温算法的不足之处.在此基础上提出了一种红外热像仪精确测温算法.通过在传统的黑体标定测温算法中引入差值查表标定、测温预处理和真实温度换算等环节,提高了热像仪的测温精...     

非线性灰度变换算法在红外测温系统中的应用

在红外测温系统中,针对传统线性灰度变换带来的测温误差,提出一种非线性灰度变换方法。该方法以探测单元非线性响应模型为基础,建立了非线性响应输出灰度值与温度值的计算公式,以解决输出动态范围小,线性灰度变换带来的测温误差大的缺点。理论分析表明:非线性灰度变换算法能够有效提高红外成像系统的测温精确度,在实际工程中具有较大的应用价值。     

基于温差扰动补偿的红外纹理生成新方法

针对传统红外视景仿真中红外纹理生成效果生硬,真实感欠缺的问题,提出了一种基于温差扰动补偿的红外纹理生成新方法。该方法以实测红外图像为数据源,模拟红外成像机理构建红外成像链路模型,解耦环境影响因素得到红外图像各像素点对应的温度值,通过建立的目标表面热平衡方程和一阶导热方程求解实测与仿真时刻表面温度均值,利用各点温度与实测时刻均值温度的差值求得表面温差扰动,最后对仿真时刻均值温度进行温差补偿,得到表面的预测温度分布,并将计算出的辐亮度数据存储为DDS(Direct Draw Surface)纹理格式,以提高纹理生成的实时性。实验结果表明,该方法充分考虑到真实红外数据源的可靠性,同时兼顾红外纹理生成效率,在红外视景仿真中具有较好的工程实用价值。