距離及視場(chǎng)角對(duì)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(chǎng)信息等特點(diǎn)，已成為近年來(lái)高溫檢測(cè)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。但是，現(xiàn)有近紅外熱像儀的光路系統(tǒng)難以實(shí)現(xiàn)在同一臺(tái)儀器上接收不同波長(zhǎng)的溫度場(chǎng)圖像，因此不能在線實(shí)現(xiàn)多波長(zhǎng)測(cè)溫或比色測(cè)溫，故不能同時(shí)測(cè)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(bǔ)償因?qū)嶋H安裝與標(biāo)定時(shí)目標(biāo)距離和視場(chǎng)角不一致所引起的誤差，使用精度比較低。
　　本文針對(duì)上述問題，建立了一套可以實(shí)現(xiàn)多路信號(hào)采集的近紅外面陣CCD測(cè)溫儀光

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

3、最后，結(jié)合搭建的光學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)該補(bǔ)償模型進(jìn)行了驗(yàn)證，通過計(jì)算補(bǔ)償后的測(cè)量誤差，驗(yàn)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(cè)溫系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)短時(shí)間采集多路信號(hào)的目的;對(duì)色溫為1160K左右的被測(cè)物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，目標(biāo)距離補(bǔ)償模型在0.5m-2.5m的物距范圍內(nèi)可將溫度相對(duì)誤差的絕對(duì)值控制在0.10％以內(nèi);對(duì)色溫為1293K左右的被測(cè)物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，視場(chǎng)角補(bǔ)償模型在0°-5°的測(cè)試范圍內(nèi)可將溫度相對(duì)誤差的絕對(duì)值控制