非制冷紅外熱成像測溫系統(tǒng)關鍵技術和算法研究.pdf

1、盡管紅外測溫技術具有測溫范圍寬、不改變被測物體溫度場分布、能遠距離非接觸測溫等優(yōu)點,但這項高精尖技術的復雜性延緩了它的發(fā)展進程和應用范圍,目前還有相當多的疑難問題未完全解決,精確測量目標表面的真實溫度則顯得更加困難。本論文在非制冷紅外熱成像測溫實現和測溫精度的提高方面做了大量的研究,特別在紅外測溫精度的提高方面下足了功夫。
　　本論文結合熱輻射理論和紅外熱像儀的內部結構,建立了紅外測溫物理模型,得到了紅外輻射測溫方程,然后對測溫方

2、程進行了相關討論。通過分析相關因素對非制冷紅外熱像儀測溫的影響,得到了表面發(fā)射率、環(huán)境溫度、大氣透射率和大氣溫度引起相對誤差的計算公式。在此基礎上,著重點分析了物體表面發(fā)射率對測溫精度的影響,提出了四種測量物體表面發(fā)射率的方法,滿足在各種應用場合下進行物體表面發(fā)射率的測量需要。
　　通過前述分析,設計實現了紅外熱像儀測溫軟硬件系統(tǒng),搭建了紅外測溫實驗平臺。探討了非制冷紅外焦平面陣列的非均勻性的產生機理,得到了適合測溫實現的非均勻性

3、校正算法。設計實現了輻射定標的方法,得到了紅外熱像儀的輸出電壓和參考黑體源溫度的擬合公式,結合測溫方程可計算被測物體的表面溫度。
　　根據相關測試結果,分析了引起非制冷紅外熱像儀溫度漂移的原因,具體測試分析了環(huán)境溫度、電源波動、吸收紅外輻射的變化對非制冷紅外焦平面陣列輸出電壓的影響。提出了進一步減少紅外熱像儀溫度漂移的兩種方法,一是進行硬件電路的改進:采用熱穩(wěn)定性好、功耗低和精度高的元器件,采用高精度、低壓差、低溫漂集成穩(wěn)壓元件構