距離及視場角對近紅外熱像儀精度影響的研究.pdf

1、近紅外熱像儀由于成本低、響應(yīng)快、能夠提供溫度場信息等特點，已成為近年來高溫檢測領(lǐng)域的研究熱點。但是，現(xiàn)有近紅外熱像儀的光路系統(tǒng)難以實現(xiàn)在同一臺儀器上接收不同波長的溫度場圖像，因此不能在線實現(xiàn)多波長測溫或比色測溫，故不能同時測出物體發(fā)射率與真溫，抗干擾能力差;此外，現(xiàn)有的熱像儀沒有補償因?qū)嶋H安裝與標定時目標距離和視場角不一致所引起的誤差，使用精度比較低。
　　本文針對上述問題，建立了一套可以實現(xiàn)多路信號采集的近紅外面陣CCD測溫儀光

2、路系統(tǒng)，對影響測量精度的目標距離和視場角兩個因素建立了誤差補償模型，并對模型進行了實驗驗證。首先基于輻射測溫的基本原理，利用法蘭盤分光技術(shù)，對一套近紅外面陣CCD測溫儀的光路系統(tǒng)的各組成部分進行了詳細的分析，并對系統(tǒng)的各部分器件進行了選型。然后為提高測溫精度，本文依據(jù)幾何光學(xué)和紅外輻射測溫理論，分析研究了目標距離和視場角對測溫的影響，推導(dǎo)出溫度測量誤差與目標距離和視場角之間的關(guān)系式，從而能夠?qū)y量中由目標距離和視場角引起的誤差進行補償。

3、最后，結(jié)合搭建的光學(xué)實驗平臺對該補償模型進行了驗證，通過計算補償后的測量誤差，驗證了模型的正確性。
　　通過分析，利用法蘭盤和近紅外面陣CCD組成的測溫系統(tǒng)可以實現(xiàn)短時間采集多路信號的目的;對色溫為1160K左右的被測物進行實驗時，目標距離補償模型在0.5m-2.5m的物距范圍內(nèi)可將溫度相對誤差的絕對值控制在0.10％以內(nèi);對色溫為1293K左右的被測物進行實驗時，視場角補償模型在0°-5°的測試范圍內(nèi)可將溫度相對誤差的絕對值控制