本發(fā)明涉及紅外熱像測溫技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種紅外線掃描測溫修正方法。

背景技術(shù)：

為了對焦化加熱爐進行科學(xué)的運行和管理，需要對爐管表面的溫度場分布進行實時監(jiān)測，精確的側(cè)臉爐膛內(nèi)任意點的爐管表面溫度，分析爐管表面溫升和溫差的變化來判斷爐管內(nèi)部結(jié)焦的趨勢以及結(jié)焦的狀態(tài)并對可視場范圍內(nèi)的爐管進行高溫、低溫超限預(yù)警。

現(xiàn)在一般采用紅外測溫技術(shù)對爐管表面的溫度場分布進行實時監(jiān)測，但是現(xiàn)有的紅外測溫技術(shù)仍存在明顯的缺陷：如圖1所示，紅外線掃描儀1在通過視窗鏡片測量被測目標3的溫度時(被測目標3實際溫度為400度)，由于紅外線掃描儀1與被測目標3之間的距離、視窗鏡片的散射、折射以及邊沿效應(yīng)等因素的影響，所測量的溫度分布如圖2所示，圖2中紅外線掃描儀所測量的溫度呈波峰溫度形式分布，即視窗中心的溫度高，視窗兩邊的溫度逐漸降低，而且視窗中心的溫度和視窗兩邊的溫度與被測目標的實際溫度相差較大。因此紅外線掃描儀所測溫度不準確，與被測目標本身的溫度存在較大的誤差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種紅外線掃描測溫修正方法，以解決現(xiàn)有的紅外線掃描儀所測溫度不準確的問題。

為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：提供一種紅外線掃描測溫修正方法，包括：

分別獲取紅外線掃描儀掃描信息和被測目標的尺寸信息，所述紅外線掃描儀掃描信息包括掃描視場的測溫像素點信息及紅外線掃描儀相對被測目標的安裝位置信息；

根據(jù)所述測溫像素點信息，基于預(yù)設(shè)的溫度修正模型，修正紅外線掃描儀所測的溫度；

其中，所述的溫度修正模型是：

其中，A、x_c、y₀、w₁、w₂、w₃、b為常量，β為紅外線掃描儀掃描視場角度的范圍，X為紅外線掃描儀到被測目標所在面的距離，Y為紅外線掃描儀到被測目標上邊緣所在水平面的距離，d_min為紅外線掃描儀到被測目標之間有效測溫的最小距離，i為紅外線掃描儀測溫像素點且1≤i≤n。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明存在以下技術(shù)效果：通過預(yù)設(shè)的溫度修正模型，對紅外線掃描儀掃描視場的每個測溫像素點的溫度進行修正，糾正視窗角度和距離對紅外線掃描儀測量的溫度的影響，使紅外線掃描儀測量的溫度更加精確的接近被測目標的溫度，提高了紅外線掃描儀掃測量溫度的精確性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明背景技術(shù)中的紅外線掃描儀測溫過程示意圖；

圖2是本發(fā)明背景技術(shù)中的未經(jīng)修正的紅外線掃描儀測量的溫度分布示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例中的紅外線掃描儀測溫修正方法的流程圖；

圖4是本發(fā)明實施例中的紅外線掃描儀測量黑體熱源溫度的過程示意圖；

圖5是本發(fā)明實施例中的紅外線掃描儀所測溫度與視窗角度的關(guān)系示意圖；

圖6是本發(fā)明實施例中的紅外線掃描儀所測溫度與掃描儀到黑體熱源間的距離的關(guān)系示意圖；

圖7是本發(fā)明實施例中的紅外線掃描儀到黑體熱源間不同的距離與所測溫度的關(guān)系示意圖；

圖8是本發(fā)明實施例中通過修正模型修正后的紅外線掃描儀所測溫度的分布示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合圖1至圖8，對本發(fā)明做進一步詳細敘述。

如圖1所示，本實施例公開了一種紅外線掃描儀測溫修正方法，包括如下步驟S1至S2：

S1、分別獲取紅外線掃描儀掃描信息和被測目標的尺寸信息，所述紅外線掃描儀掃描信息包括掃描視場的測溫像素點信息及紅外線掃描儀相對被測目標的安裝位置信息；

S2、根據(jù)所述測溫像素點信息，基于預(yù)設(shè)的溫度修正模型，修正紅外線掃描儀所測的溫度；

其中，所述的溫度修正模型是：

其中，A、x_c、y₀、w₁、w₂、w₃、b為常量，β為紅外線掃描儀掃描視場角度的范圍，X為紅外線掃描儀到被測目標所在面的距離，Y為紅外線掃描儀到被測目標上邊緣所在水平面的距離，d_min為紅外線掃描儀到被測目標之間有效測溫的最小距離，i為紅外線掃描儀測溫像素點且1≤i≤n。

通過本實施例中的溫度修正模型對紅外線掃描儀測量的溫度進行修正，糾正視窗角度和距離對紅外線掃描儀測量的溫度的影響，提高了紅外線掃描儀測量的溫度的精確性。

具體地，在應(yīng)用本實施例中的紅外線掃描測溫修正方法之前需要計算出溫度修正模型，過程如下：

將影響紅外掃描儀測量溫度的因素即距離、散射、折射、邊沿效應(yīng)等因素分為兩類：一類是散射、折射、邊沿效應(yīng)等因素，另一類是距離因素。

因為黑體熱源的溫度是可控的，因此用黑體熱源2(溫度為400度)代替被測目標3來分析紅外線掃描儀測量的溫度與其影響因素之間的關(guān)系：

(1)將散射、折射、邊沿效應(yīng)等因素抽象為視窗角度β，即分析紅外線掃描儀與視窗角度β之間的關(guān)系：

如圖4所示，以紅外線掃描儀1與黑體熱源2之間的有效測溫的最小距離d_min為基準值，在保持基準值d_min不變的情況下，通過紅外線掃描儀1測量黑體熱源2每個測溫像素點的溫度T₁`,T<sub>2</sub>`,····,T_n`，T<sub>1</sub>`,T₂`,····,T<sub>n</sub>`與測溫像素點i的關(guān)系示意圖如圖5所示，其中每個像素點i的視窗角度是固定的，因此紅外線掃描儀1測量溫度T₁`,T<sub>2</sub>`,····,T_n`與視窗角度的關(guān)系和圖5所示的關(guān)系相同，其變化符合Asym2sig函數(shù)模型，即：

根據(jù)紅外線掃描儀1測量溫度值T₁`,T<sub>2</sub>`,····,T_n`及視窗角度值，按照Asym2sig函數(shù)模型進行擬合，得到紅外線掃描儀1測量溫度與視窗角度的函數(shù)關(guān)系式如下：

其中，A、x_c、y₀、w₁、w₂、w₃為常量，i為紅外線掃描儀測溫像素點且1≤i≤n。

(2)分析紅外線掃描儀測量溫度與紅外線掃描儀到被測黑體熱源之間的距離的關(guān)系：

如圖6所示，將黑體熱源2等效為一點，以保持紅外線掃描儀視窗角度不變，并以紅外線掃描儀1與黑體熱源2之間的有效測溫的最小距離d_min為基準值，利用紅外線掃描儀1測量得到黑體熱源2的溫度T_dmin；改變基準值d_min至d₁,d₂,…,d_j,…,d_n，并利用紅外線掃描儀1測量得到與d₁,d₂,…,d_j,…,d_n相對應(yīng)的溫度T₁,T₂,…,T_j,…,T_n；根據(jù)與之間的關(guān)系如圖7所示，紅外線掃描儀1測量的溫度隨距離呈線性變化，符合y＝ax^b模型。

根據(jù)紅外線掃描儀1測量的溫度值T₁,T₂,…,T_j,…,T_n及距離d₁,d₂,…,d_j,…,d_n，按照模型y＝ax^b進行擬合，得到紅外線掃描儀1測量溫度與紅外線掃描儀1到黑體熱源2的水平距離的函數(shù)關(guān)系式如下：

其中，a，b，d_min為常量。

(3)根據(jù)上述步驟(1)、(2)中得到的紅外線掃描儀測量溫度與視窗角度的函數(shù)關(guān)系式、紅外線掃描儀測量溫度與距離的函數(shù)關(guān)系式可得到：

如圖2所示，可以得到d_j與i之間的關(guān)系式如下：

根據(jù)d_j與i之間的關(guān)系式以及上述步驟(3)中的公式T(d_j,i)，可以得到紅外線掃描儀測量溫度的修正模型如下：

利用本實施例中的溫度修正模型進行修正后的溫度分布示意圖如圖8所示，將圖8和圖2相比可直觀的看出：紅外線掃描儀測量的溫度未經(jīng)溫度修正模型修正時，呈波峰分布，波峰處即視窗中心處的溫度接近380度，視窗兩邊測溫像素點的溫度均低于380度，因此測量的溫度與被測目標的實際溫度400度還存在很大的誤差。而通過本實施例中的溫度修正模型進行修正之后，如圖8所示，各個測溫像素點的溫度均非常接近被測黑體熱源的溫度(400度)。因此采用本實施例公開的紅外線掃描測溫修正方法修正后的各個測溫像素點的溫度值均接近于被測黑體熱源2的實際溫度400度，使紅外線掃描儀測量的溫度更加精確。