[发明专利]一种用于对煤垛表面进行远距离红外测温的方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用对煤垛表面进行远距离红外测温的方法及系统。

背景技术

红外成像测温技术的实质是：由于红外目标（如，煤垛）在不断地向外辐射和反射能量，其辐射和反射的能量经过大气辐射传输，到达红外成像系统，红外成像系统利用红外探测器和光学成像物镜接收红外目标的辐射图像，并将辐射能量转换为电信号，然后通过后续成像电子学系统转换成与红外目标辐射分布相对应的数字图像，再经过红外辐射亮度与温度的转换，则可计算得到红外目标的表面温度。

目前的红外成像测温技术往往关注于红外成像系统本身的特性，以及关注于对数字红外图像的处理，而当成像距离较大，进行远距离成像测温时，如大于10米时，随着红外辐射传输的路径的加长，天候对红外成像测温的影响将变大。

发明内容

本发明旨在提供一种用于对煤垛表面进行远距离红外测温的方法及系统，用以降低天候条件对煤垛表面温度测量结果的影响，提高煤垛表面温度测量精度。

本发明的一方面提供一种用于对煤垛表面进行远距离红外测温的方法，所述方法包括下述步骤1.1至1.5：

步骤1.1：拍摄被测煤垛的红外辐射亮度图；

步骤1.2：计算拍摄时刻被测煤垛的反射强度、大气程辐射亮度和大气透过率；

步骤1.3：根据步骤1.2的结果，从红外亮度图中去除被测煤垛的反射成分和大气程辐射成分，以得到去除天候效应后的红外辐射亮度图；

步骤1.4：确定所述拍摄时刻被测煤垛的发射率数据；和

步骤1.5：根据所述发射率数据以及去除天候效应后的红外辐射亮度图确定煤垛的表面温度。

本发明的另一方面提供一种用于对煤垛表面进行远距离红外测温的系统，包括:

一个拍摄设备，其拍摄被测煤垛的红外辐射亮度图；

一个发射率测量仪器，其用于确定所述拍摄时刻被测煤垛的发射率数据；

一个计算设备，其计算拍摄时刻被测煤垛的反射强度、大气程辐射亮度和大气透过率，从红外亮度图中去除被测煤垛的反射成分和大气程辐射成分，以得到去除天候效应后的红外辐射亮度图；并根据拍摄时刻被测煤垛的发射率数据和去除天候效应后的红外辐射亮度图来计算煤垛的表面温度。

由于本发明考虑了测温时刻的天候条件下，煤垛自身发射率特性及大气传输特性对测温准确度的影响，因此，提高了煤垛测温结果的准确度，同时，本发明还兼具红外测温技术中与物体无接触、可全天候工作、可实现夜视等突出优点，并且可以通过调整测量距离，实现全煤垛测温，这些对于进行煤垛表面温度实时探测，长期变化规律分析以及煤垛内热源查找极为有效。

附图说明

图1示出了根据本发明的用于对煤垛表面进行远距离红外测温的方法。

具体实施方式

以下结合具体实施例及附图来对本发明作进一步的说明，这些说明不用来限制本发明的范围。

图1示出了根据本发明一个实施方案的用于对煤垛表面进行远距离红外测温的方法。如图1所示，所述方法包括下述步骤1.1至1.5：

步骤1.1：拍摄被测煤垛的红外辐射亮度图L0；

步骤1.2：计算拍摄时刻被测煤垛的反射强度L_f、大气程辐射亮度L_C和大气透过率τ；

步骤1.3：根据步骤1.2的结果，从红外亮度图中去除被测煤垛的反射成分和大气程辐射成分，以得到去除天候效应后的红外辐射亮度图L_M；该步骤1.3包括下述步骤3.1至3.3，其中步骤3.1为：将红外辐射亮度图L₀逐像素减去所述大气程辐射亮度L_c，从而得到第一红外辐射亮度图L₁；步骤3.2为：将所述第一红外辐射亮度图L₁逐像素除以大气透过率，得到第二红外辐射亮度图L₂；步骤3.3为：将所述第二红外辐射亮度图L₂逐像素减去所述煤垛反射强度L_f，从而得到去除天候效应后的红外辐射亮度图L_M；

步骤1.4：确定所述拍摄时刻被测煤垛的发射率数据；

步骤1.5：根据所述发射率数据以及去除天候效应后的红外辐射亮度图L_M确定煤垛的表面温度。