1.一種基于輔助調(diào)頻光源的彩色成像溫度場測量裝置,其特征在于,包括:輔助調(diào)頻光源和彩色圖像光電傳感器;
所述輔助調(diào)頻光源用于在開啟狀態(tài)下照射待測物體表面;
所述彩色圖像光電傳感器用于在所述輔助調(diào)頻光源開啟狀態(tài)下,采集所述待測物體表面的第一彩色圖像;其中,所述第一彩色圖像的每個像素的紅、綠、藍(lán)色度值分別對應(yīng)三個光譜通道的第一輻射強(qiáng)度;
所述彩色圖像光電傳感器還用于在所述輔助調(diào)頻光源關(guān)閉狀態(tài)下,采集所述待測物體表面的第二彩色圖像;其中,所述第二彩色圖像的每個像素的紅、綠、藍(lán)色度值分別對應(yīng)三個光譜通道的第二輻射強(qiáng)度;
其中,所述第一彩色圖像和第二彩色圖像的每個像素與待測物體表面的每個位置一一對應(yīng);所述待測物體的指定位置的溫度是根據(jù)對應(yīng)像素的任一光譜通道的所述第一輻射強(qiáng)度、第二輻射強(qiáng)度以及所述輔助調(diào)頻光源在開啟狀態(tài)下自身的輻射強(qiáng)度確定的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置,其特征在于,所述彩色圖像光電傳感器的采集頻率是所述輔助調(diào)頻光源的調(diào)制頻率的偶數(shù)倍;
其中,所述輔助調(diào)頻光源的調(diào)制頻率為所述輔助調(diào)頻光源開啟或關(guān)閉的頻率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置,其特征在于,所述輔助調(diào)頻光源為可見光光源,所述彩色圖像光電傳感器為可見光彩色圖像光電傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置,其特征在于,所述三個光譜通道的測溫范圍不重疊;所述彩色圖像光電傳感器的測溫范圍為所述三個光譜通道的測溫范圍之和。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置,其特征在于,所述輔助調(diào)頻光源的數(shù)量為多個,多個輔助調(diào)頻光源設(shè)置在以所述待測物體為直徑的半球表面。
6.一種基于輔助調(diào)頻光源的彩色成像溫度場測量方法,其特征在于,包括:
開啟照射待測物體表面的輔助調(diào)頻光源,通過彩色圖像光電傳感器采集所述待測物體表面的第一彩色圖像;其中,所述第一彩色圖像的每個像素的紅、綠、藍(lán)色度值分別對應(yīng)三個光譜通道的第一輻射強(qiáng)度;
關(guān)閉所述輔助調(diào)頻光源,通過彩色圖像光電傳感器采集所述待測物體表面的第二彩色圖像;其中,所述第二彩色圖像的每個像素的紅、綠、藍(lán)色度值分別對應(yīng)三個光譜通道的第二輻射強(qiáng)度;
根據(jù)指定像素的任一光譜通道的所述第一輻射強(qiáng)度、第二輻射強(qiáng)度以及所述輔助調(diào)頻光源在開啟狀態(tài)下自身的輻射強(qiáng)度確定所述待測物體的對應(yīng)位置的溫度;
其中,所述第一彩色圖像和第二彩色圖像的每個像素與待測物體表面的每個位置一一對應(yīng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法,其特征在于,所述根據(jù)指定像素的任一光譜通道的所述第一輻射強(qiáng)度、第二輻射強(qiáng)度以及所述輔助調(diào)頻光源在開啟狀態(tài)下自身的輻射強(qiáng)度確定所述待測物體的對應(yīng)位置的溫度,具體采用以下公式進(jìn)行計(jì)算:
其中,T是任一像素所對應(yīng)的待測物體測量位置的溫度,為所求量;λR,λG,λB分別代表彩色圖像光電傳感器R、G、B三個光譜通道的等效光譜波長;ηR,ηG,ηB分別代表三個光譜通道的傳感器增益;分別代表三個光譜通道的儀器因子;VR,1,VG,1,VB,1分別表示在輔助調(diào)頻光源關(guān)閉狀態(tài)下,R、G、B三個光譜通道測量輸出的有效輻射強(qiáng)度信號,即第二輻射強(qiáng)度;VR,2,VG,2,VB,2分別表示在輔助調(diào)頻光源開啟狀態(tài)下,R、G、B三個光譜通道測量輸出的有效輻射強(qiáng)度信號,即第一輻射強(qiáng)度;εR,εG,εB分別表示在R、G、B三個光譜通道即三個等效光譜波長的物體表面測量位置區(qū)域的發(fā)射率;Ib(λR,T)、Ib(λG,T)、Ib(λB,T)分別表示在與物體表面測量位置區(qū)域具有相同溫度、三個等效光譜波長下的黑體輻射強(qiáng)度;Ie(λR),Ie(λG),Ie(λB)是輔助調(diào)頻光源開啟狀態(tài)時在三個等效光譜波長下的輻射強(qiáng)度。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法,其特征在于,所述彩色圖像光電傳感器的采集頻率是所述輔助調(diào)頻光源的調(diào)制頻率的偶數(shù)倍;
其中,所述輔助調(diào)頻光源的調(diào)制頻率為所述輔助調(diào)頻光源開啟或關(guān)閉的頻率。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法,其特征在于,所述輔助調(diào)頻光源為可見光光源,所述彩色圖像光電傳感器為可見光彩色圖像光電傳感器。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法,其特征在于,所述三個光譜通道的測溫范圍不重疊;所述彩色圖像光電傳感器的測溫范圍為所述三個光譜通道的測溫范圍之和。