100
温度检测与校准技术计测技术!2010年第30卷增刊使用红外热像仪应注意的问题
乐逢宁,蔡静,马兰,张学聪
(中航工业北京长城计量测试技术研究所,北京 100095)
摘 要:热像仪作为一种红外成像仪器,以其非接触、快速、可对运动目标和微小目标测温等优势在军事和民用方面得到了广泛的应用。
本文就红外热像仪的使用及在使用中需要注意的问题进行阐述。
关键词:热像仪;红外辐射;非接触;发射率
中图分类号:TH744 41 文献标识码:B 文章编号:1674-5795(2010)S0-0100-02
0 引言
红外热像仪作为一种红外成像仪器,在军事应用和民用领域发挥着重要的作用。
红外热像仪既有一般红外测温仪器的优点,同时还有测温迅速、可对运动目标和微小目标测温、携带和使用方便等独特优势,除此之外还有以下特点:
1)可直观显示被测物体表面的温度场。
同一般的红外测温仪只能显示个点或个别区域的温度值相比,热像仪可以同时显示被测物体表面各点温度的高低,并可以以图像形式反映。
2)可以对测温结果的图像进行多种处理。
由于热像仪输出的信号中包含了被测物体的大量信息,可以采用多种处理方法以不同的方式显示:既可以对图像进行伪彩色处理,使不同颜色表示不同的温度;又可以对图像进行模数转换,以数字形式显示被测物体不同点的温度值。
3)温度分辨力高。
一般的红外测温仪只能分辨0 1∀的温差,对于热像仪,由于是同时显示被测物体表面两点间的温度值,温差最高可以达到0 01∀。
1 红外热像仪的工作原理
红外热像仪是利用红外探测器、光学成像物镜和光机扫描系统(目前先进的焦平面技术则省去了光机扫描系统)接受被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元件上,在光学系统和红外探测器之间,有一个光机扫描机构对被测物体的红外热像进行扫描,并聚焦在单元或分光探测器上,由探测器将红外辐射能转换成电信号,经放大处理、转换或标准视频信号通过电视屏或监测器显示红外热像图。
这种热像图与物体表面的热分布场相对应,实质上是被测物体各部分红外辐射的热像分布图。
实际上为了增加图像的层次感和立体感,也为了更好判断被测物体的整体温度分布,常常采用增加图像亮度、对比度等手段来提高图像的质量和实用性。
2 红外热像仪的使用及注意问题
红外热像仪的测温范围通常在-20~2000∀,响应波段为8~14 m。
为了尽可能减少环境因素的影响,环境温度通常在(23#5)∀,湿度要求为小于85% RH。
红外热像仪在实际使用中,需要经过参数设置、对焦、设置温度水平和跨度、设置混合水平条等步骤后才能进行测温。
红外热像仪在使用过程中,需要注意以下问题:
1)焦距的调整。
为了保证第一时间操作的正确性,尽量避免被测物体本身或周围背景的过热或过冷的反射影响到目标测量的准确性,应该在红外图像存储前调整焦距或测量方位。
2)发射率的设定。
在测温之前务必设定发射率的值,一般发射率的值都设定在0 95以上。
3)选择正确的测温范围。
在测温时,务必设置正确的测温范围,这时对热像仪的温度跨度进行微调将得到最佳的图像质量,否则将会影响温度曲线的质量和测温精度。
4)确定最大的测量距离。
测量时务必知道精确测温读数的最大测量距离。
因为通过热像仪光学系统的目标图像必须占到9个像素,或者更多。
如果热像仪距离测温目标过远,测温结果将无法正确反映被测物体的真
第十三届中国湿度与水分学术交流会暨国防科技工业热工、流量技术交流会论文集 101
5)工作背景尽量单一。
在户外进行检测工作时,被测物体很有可能接近环境温度,因此必须考虑太阳反射和吸收对图像和测温的影响。
6)测温过程中仪器应尽量平稳。
热像仪在拍摄图像中,仪器移动可能会引起图像模糊。
在冻结和记录图像的时候,热像仪应该尽量保持平稳。
同时,在按下存储按钮时,尽量要轻缓和平滑。
3 结论
本文就红外热像仪的优点和工作原理做了阐述,同时介绍了红外热像仪在使用中存在的问题和注意点。
红外热像仪在社会生产生活中的应用将会越来越广泛,避免误区,并正确使用红外热像仪可以更好地为生产生活服务。
参考文献
[1]张建奇,方小平.红外物理[M].西安:西安电子科技大
学出版社,2004.
[2]国防科工委科技与质量司.热学计量[M].北京:原子能
出版社,2002.
[3]王魁汉.温度测量实用技术[M].北京:机械工业出版社,
2007.
[4]刘鸿雁,王一平,袁兵,等.标定红外热像仪的一种新型
黑体辐射源[J].仪器仪表学报,2006,27(5):533-535.
[5]F l uke.红外热像仪的技术手册[Z].
基于Lab V IE W的线性拟合系统虚拟设计
张勇,褚剑凯,杜明秋
(中航工业天津航空机电有限公司,天津 300308)
摘 要:在实际测量过程中,常常会用到任意标称点的修正值,而这些无法在实际校准过程中一一给出,所以开发线性拟合分析软件成为必要。
本文基于Lab V I E W的图像化软件开发平台,采用虚拟仪器技术实现有限次测量的线性化。
关键词:L ab V I E W;最小二乘;校准测量;线性拟合
中图分类号:T P319 文献标识码:B 文章编号:1674-5795(2010)S0-0101-02
0 引言
LabV I E W是美国N I公司推出的一个图形化软件开发环境,与其它软件平台相比,它的最大优势在于测量系统的开发。
使用者采用图标与连线的方式,可以像画电路板一样编写程序,不仅形象直观,而且也便于修改和移植。
作为测量领域的专业软件,它能将各种数据处理功能封装成一个个V I函数,用户利用V I函数可以迅速地实现所需的功能。
因此,在Lab V I E W软件开发平台环境下,研究开发线性拟合分析软件,充分体现其方便性和快捷性。
1 前面板设计
前面板是在LabV I E W中用户操作的界面,是程序与用户交流的窗口。
前面板主要由控件构成,用户通过操作前面板上的控件来进行参数设置,进而实现线性拟合的工作。
前面板设计包括输入和输出两部分。
1 1 输入部分
输入部分主要包括四个控件。
标准值和测量值采用的是数值输入控件加数组控件,目的是为了将参与线性拟合的数据放入两个一维数组中进行数据分析,如图1所示;为了进行数据分析时提供实际的输入数据组数,数据组数采用数值输入控件;输入标准值采用的也是数值输入控件,它是最后拟合成线性后,所求点的标准输入值。
1 2 输出部分
输出部分主要包括六个控件。
输出测量值、测量值的不确定度和相关系数均采用的是数值输出控件,目的是显示供用户进行分析判断的数据;拟合直线方程采用的是字符串显示控件,给用户提供所拟合的直线方程;。