8)，計算出示值誤差；
[0053] 使用已校準的熱像儀11，將熱像儀11的發(fā)射率調(diào)為1，鏡頭對準裝置的圓形中屯、孔 內(nèi)3,獲得被測物體表面11紅外福射溫度；同時，I號和III號銷電阻測量獲得物體表面接觸 溫度；使用室內(nèi)溫度計對環(huán)境溫度進行測量，獲得環(huán)境溫度。利用上述步驟獲得的環(huán)境溫 度、物體表面福射溫度及物體表面接觸溫度計算得到被測物體表面發(fā)射率。
[0054] 通過獲取現(xiàn)場被測物體表面的發(fā)射率，調(diào)節(jié)熱像儀11發(fā)射率可得到相對準確的紅 外溫度，在后續(xù)的溫度測量中可直接使用已校準的熱像儀得到表面溫度。
[0055] 實施例如下：
[0056] 本發(fā)明使用Fluke Ti25熱像儀和數(shù)顯恒溫加熱平臺作為試驗對象，對間隔一段時 間未使用的Fluke Ti25熱像儀進行示值誤差校準，并測量恒溫加熱平臺表面在不同溫度范 圍內(nèi)的發(fā)射率。本發(fā)明使用的涂層涂料是保賜利耐高溫自動噴漆，型號是B-1939,發(fā)射率為 0.97，顏色黑色，耐溫550°C，具有速干性和良好密實性。
[0化7] FlukeTi25熱像儀，測溫范圍-20。C-350。C，準確度±2%，有發(fā)射率修正功能，熱 靈敏度小于0. TC。
[005引數(shù)顯恒溫加熱平臺溫度能在(TC-400°C內(nèi)自動調(diào)節(jié)溫度，其控制方式是智能溫控 表加快速反應固態(tài)系統(tǒng)，使用環(huán)境溫度在-15°C-60°C內(nèi)，使用環(huán)境濕度在50-85%畑內(nèi)，控 溫精度±0.8°C，平臺尺寸400mm*300mm巧0mm，設備功率800W;恒溫加熱平臺表面是拋光光 滑侶制材料，其發(fā)射率極低，小于0.2。
[0059]現(xiàn)場校準Fl址e Ti25熱像儀11，將熱像儀置于點溫度測量模式，發(fā)射率調(diào)為0.97， 熱像儀當前量程在30°c-15(rc，選擇校準溫度點為30°C、75°C和150°C。將裝置10緊貼恒溫 加熱平臺表面12,并與溫度儀表14連接。在每個校準溫度點，進行不少于4次測量。測量時， 記錄銷電阻7測量涂層表面接觸溫度值和被校熱像儀示值。接觸溫度值心5為:30. TC、30.0 °C、30.rC、30.2°C、30.rC;75.rC、75.2°C、75.(TC、74.9°C、74.9°C;150.2°C、150.(rC、 149.9°C、149.9°C、150. TC ;被校熱像儀示值trf為：31.4°C、31.2°C、31.2°C、31.3°C、31.3 °C;76.5°C、76.4°C、76.5°C、76.4°C、76.3°C;149.6°C、149.7°C、149.6°C、149.6°C、149.7 °(：;各計算出平均值為：1。= 30.1°(：、75.021：、150.02°(：;心=31.28°(：、76.421：、149.64°(：; 因此，在S個被校溫度點，熱像儀的示值誤差分別為1.18°C、1.4°C、-0.38°C。
[0060] 現(xiàn)場測量恒溫加熱平臺表面在不同溫度范圍內(nèi)的發(fā)射率，在30°C-90°C、90°C-150 °C兩個溫度區(qū)間選取2個溫度點60°C和120°C作為發(fā)射率測量點。將裝置10緊貼恒溫加熱平 臺表面12,并與溫度儀表14連接，設定恒溫加熱平臺溫度先后分別為60°C和120°C。使用已 校準的化UKE Ti25熱像儀11對準測量裝置圓形中屯、孔3內(nèi)恒溫加熱平臺表面，獲得恒溫加 熱平臺表面紅外福射溫度t'巧為48.8 °C、49. TC，48.9 °C、49. TC、49.0 °C ; 87.3 °C、87.4°C、 87.2°C、87 . TC、87.3°C ; W及獲得銷電阻7測量恒溫加熱平臺表面接觸溫度Us為61.5°C、 61.4°C、61.6°C、61.4°C、61.3°C;118.6°C、118.7°C、118.5°C、118.8°C、118.6°C;各計算出 平均值為t' r = 48.98 °C、87.26°C ; t。= 61.44°C、118.64°C。使用室內(nèi)溫度計測得環(huán)境溫度tu 為14.3°C，利用環(huán)境溫度、恒溫加熱平臺表面接觸溫度及紅外福射溫度計算得到恒溫加熱 平臺表面在不同溫度范圍內(nèi)的發(fā)射率。
[0061 ]對FLUKE Ti25熱像儀，n值為5.33。
[0062] 當 t'r = 48.98°C、t〇 = 61.44°C，e' =0.2984;
[0063] 當1', = 87.26。(：、心=118.64。(：，6'=0.1945。
[0064] 調(diào)節(jié)熱像儀的發(fā)射率分別為0.2984和0.1945,測量恒溫加熱平臺表面溫度分別為 58.37和114.23，由此提高了紅外測溫精度。
[0065] 由此，本發(fā)明實現(xiàn)了在工業(yè)現(xiàn)場對熱像儀的初始校準和現(xiàn)場被測物體表面發(fā)射率 的測量，具有攜帶方便、操作簡單、精度較高等優(yōu)點，且裝置的設計實現(xiàn)了兩種測溫方法在 時域和空間域上的統(tǒng)一，具有一定的普適性。
[0066] 本發(fā)明能夠在工業(yè)現(xiàn)場通過校準熱像儀，測量在不同溫度范圍內(nèi)物體表面發(fā)射 率，修正熱像儀發(fā)射率參數(shù)，得到相對準確的紅外溫度，從而提高紅外測溫精度。
[0067] 上述【具體實施方式】用來解釋說明本發(fā)明，而不是對本發(fā)明進行限制，在本發(fā)明的 精神和權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)，對本發(fā)明作出的任何修改和改變，都落入本發(fā)明的保護范 圍。
【主權(quán)項】
1. 一種提高工業(yè)現(xiàn)場熱像儀測溫精度的裝置，其特征在于:分為頂層和底層兩層，底層 是主要由嵌有鉑電阻(7)的導熱鋁片（1)制成的貼片式溫度傳感器，頂層是在底層上均勻噴 涂一層厚度小于50μπι的涂層(9)，涂層(9)涂覆在導熱鋁片（1)和部分鉑電阻(7)的表面。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高工業(yè)現(xiàn)場熱像儀測溫精度的裝置，其特征在于:所述 的導熱鋁片（1)為圓環(huán)形，導熱鋁片（1)邊緣沿圓周間隔均布地開有四個用于放置鉑電阻 (7) 的通槽(2)，每個通槽(2)均安裝有鉑電阻（7)，每個鉑電阻（7)的兩端引出通過連接線 (8) 外接溫度儀表。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種提高工業(yè)現(xiàn)場熱像儀測溫精度的裝置，其特征在于： 所述的鉑電阻(7)其中相對稱的兩個鉑電阻(7)的薄膜表面與現(xiàn)場待測物體表面接觸， 另外相對稱的兩個鉑電阻(7)的薄膜表面朝向?qū)徜X片（1)的一側(cè)并涂覆有涂層(9)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高工業(yè)現(xiàn)場熱像儀測溫精度的裝置，其特征在于:所述 的涂層(9)涂料發(fā)射率已知且隨溫度變化幅度在±5%，將其噴涂于貼片式溫度傳感器的一 側(cè)，貼片式溫度傳感器的另一側(cè)通過耐熱硅膠緊貼于工業(yè)現(xiàn)場被測物體表面(12)。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種提高工業(yè)現(xiàn)場熱像儀測溫精度的裝置，其特征在于:還包 括溫度儀表（14)和朝向工業(yè)現(xiàn)場被測物體表面（12)的熱像儀（11)，四個鉑電阻(7)兩端分 別連接到溫度儀表(14)進行溫度顯示。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高工業(yè)現(xiàn)場熱像儀測溫精度的裝置，其特征在于:所述 的導熱鋁片（1)與鉑電阻(7)的厚度相同。7. -種提高工業(yè)現(xiàn)場熱像儀測溫精度的方法，采用權(quán)利要求1-6任一所述裝置，其步驟 如下： Stepl:以所述裝置作為輻射校準源，對熱像儀進行現(xiàn)場示值誤差校準； Step2:現(xiàn)場測量物體表面發(fā)射率，將示值誤差校準后的熱像儀鏡頭對準裝置的圓形中 心孔(3)，獲得被測物體表面的紅外輻射溫度，同時通過其中相對稱的兩個鉑電阻（7)測量 獲得物體表面接觸溫度； Step3:在待測物體表面進行多次測量，測量時，記錄物體表面接觸溫度toi、被測物體表 面的紅外輻射溫度V "和現(xiàn)場環(huán)境溫度tu，采用以下公式計算得到被測物體表面發(fā)射率^ :式中：η為紅外探測器系數(shù)，η的取值根據(jù)熱像儀探測器的不同取值不同，w表示測量的 總次數(shù)。 Step4:調(diào)節(jié)熱像儀發(fā)射率為被測物體表面發(fā)射率，對被測物體表面溫度進行溫度測 量。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種提高工業(yè)現(xiàn)場熱像儀測溫精度的方法，其特征在于:所述 步驟Stepl具體為： Stepl. 1:現(xiàn)場校準熱像儀示值誤差時，將所述裝置用耐熱硅膠緊貼于現(xiàn)場被測物體表 面，將所述裝置的連接線(8)與溫度儀表連接，其中相對稱的兩個鉑電阻(7)測量獲得涂層 表面的接觸溫度測量值，通過溫度儀表進行溫度顯示； Stepl.2:將被校熱像儀的發(fā)射率調(diào)為已知涂層發(fā)射率，被校熱像儀對準裝置涂層(9)， 獲得裝置表面上涂層(9)的示值溫度； Stepl. 3:在熱像儀的量程中選取3-4個校準溫度點，在每個校準溫度點，重復上述步驟 Stepl. 1和Stepl. 2進行不少于四次測量，同時記錄每次測量的涂層表面的接觸溫度測量值 被校熱像儀示值溫度再分別采用以下公式計算涂層表面接觸溫度平均值〖"和 被校熱像儀示值平均值tri :(1) 式中：tciJ一一在第i個校準溫度點，涂層表面的第j個接觸溫度測量值； ΠΗ--在第i個持準占的姍骨汝數(shù)，mi 2 4。(2) 式中:tri，j--在第i個校準溫度點，被校準熱像儀的第j個;^值； Stepl .4:再計算獲得第i個校準溫度點被校準熱像儀示值誤差Λ tl: A tri - tri_tci (i 一 1，2，· · ·，Π ) Stepl. 5:根據(jù)被校準熱像儀示值誤差△ t對熱像儀進行校準。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種提高工業(yè)現(xiàn)場熱像儀測溫精度的裝置與方法。分為頂層和底層兩層，底層是主要由嵌有鉑電阻的導熱鋁片制成的貼片式溫度傳感器，頂層是在底層上均勻噴涂涂層；導熱鋁片為圓環(huán)形，導熱鋁片上沿外圓周間隔均布地開有四個通槽，每個通槽均安裝有鉑電阻，四個鉑電阻兩端引出連接線外接溫度儀表；現(xiàn)場使用時，裝置作為輻射校準源，調(diào)節(jié)為涂層發(fā)射率誤差校準；利用鉑電阻和已校準熱像儀測量被測物體表面溫度計算得到被測物體表面發(fā)射率；調(diào)節(jié)為被測物體表面發(fā)射率進行測量。本發(fā)明能為工業(yè)現(xiàn)場提供便攜式熱像儀示值誤差校準裝置，通過測量不同溫度范圍內(nèi)被測物體表面發(fā)射率，實現(xiàn)現(xiàn)場物體表面紅外溫度的測量，從而提高工業(yè)現(xiàn)場熱像儀測溫的準確性。
【IPC分類】G01J5/00
【公開號】CN105716723
【申請?zhí)枴緾N201610209882
【發(fā)明人】陳樂 , 吾云霞, 富雅瓊, 張雪英
【申請人】中國計量學院
【公開日】2016年6月29日
【申請日】2016年4月5日