
技术摘要:
本发明提供一种小型化高精度红外面阵测温热像仪,解决现有红外测温热像仪体积较大,需要调试黑体炉与待测目标位于同一个视场内,使用方式较为繁琐,在不能放置黑体炉的场合测温精度较低的问题。该热像仪包括红外热成像系统和校准成像系统,红外热成像系统包括壳体和同轴 全部
背景技术:
任何物体只要它的温度高于热力学零度,就会向周围辐射进行红外辐射。红外辐 射本质上是热辐射,物体的温度越高,辐射出来的能量就越多。 红外成像测温装置就是利用红外光学系统将物体辐射出来的能量进行聚集,聚焦 到探测器上,使探测器内某一参数产生变化。检测其中的参数变化,便可以探测出辐射能 量,进而测量出物体表面的温度。 红外成像测温装置的用处主要有两方面,一方面是工业测温,对工业设备的状态 进行监测,监测其中的异常发热点,从而进行隐患定位;另一方面是人体测温,可作为公共 场合的体温筛查或者人体病症探测。前者对温度范围要求较宽,对精度要求较低,一般是% 2或者±2℃;后者对精度要求较高,一般的要求为±0.5℃,高精度的要求为±0.3℃。 测温精度越高,对测量目标的温度信息提供的越准确越可靠。目前,对于高精度测 温热像仪,主要采用黑体炉和红外热成像系统组合在一起的方式,测温精度可达到±0.3℃ 的精度要求。使用方式是将黑体炉安装在三脚架上进行通电,并与待测目标放置在红外热 成像系统的同一个视场内,用黑体炉作参考热源,红外热成像系统同时测量黑体炉和待测 目标的温度,根据黑体炉温度和测量的黑体炉温度之差,实时校正热像仪的精度漂移。这种 方式需要黑体炉和三脚架的配合使用,并且只能测量与黑体炉处于同一个方向的待测目标 温度,同时需要调试黑体炉与待测目标在同一个视场内,使用方式较为麻烦,对于一些不能 在待测目标处放置黑体炉的场合,测量精度较低达不到高精度测温的要求。另外,现有红外 测温热像仪涉及到的部件较多,总体积较大,并且难以进行小型化设计。
技术实现要素:
为了解决现有红外测温热像仪体积较大,难以进行小型化设计,以及需要调试黑 体炉与待测目标位于同一个视场内,使用方式较为繁琐,尤其在不能放置黑体炉的场合测 温精度较低的技术问题,本发明提供了一种小型化高精度红外面阵测温热像仪。 为实现上述目的,本发明提供的技术方案是: 一种小型化高精度红外面阵测温热像仪,包括红外热成像系统,所述红外热成像 系统包括壳体和同轴依次设置的非制冷热像仪机芯、长波红外镜头、第一快门、第二快门、 密封窗口,密封窗口位于壳体上,非制冷热像仪机芯、长波红外镜头、第一快门、第二快门均 位于壳体内,其特殊之处在于:还包括设置在壳体内的校准成像系统; 所述校准成像系统包括参考热源、校准红外镜头和折转组件; 参考热源的出射光束依次经过校准红外镜头准直、折转组件改变传输方向、第一 快门透过后,入射至长波红外镜头,并进入到非制冷热像仪机芯内。 3 CN 111579090 A 说 明 书 2/4 页 进一步地,所述折转组件包括第一反射镜和第二反射镜,第一反射镜和第二反射 镜的反射面相向设置且镜面夹角为90°; 所述第二反射镜位于校准红外镜头的出射光路上; 所述第一反射镜处在第二反射镜的折射光路上,且位于第一快门和第二快门之 间,第一反射镜与长波红外镜头的光轴夹角为45°,且位于长波红外镜头光轴的一侧;第一 反射镜的反射面尺寸投影到长波红外镜头的横向尺寸小于长波红外镜头直径的1/2。 进一步地,所述参考热源为具有控温效果的小型化面热源。 进一步地,所述第一反射镜和第二反射镜均镀增反膜。 进一步地,所述第一反射镜镀半透半反膜,第二反射镜镀增反膜。 进一步地,所述第一快门的有效遮挡尺寸大于长波红外镜头的视场在第一快门位 置的尺寸; 所述第二快门的有效遮挡尺寸大于长波红外镜头的视场在第二快门位置的尺寸。 进一步地,所述密封窗口的材料为锗,外表面镀硬碳膜,内表面镀增透膜。 进一步地,所述折转组件为斜方棱镜或者分光斜方棱镜; 所述斜方棱镜或者分光斜方棱镜位于校准红外镜头的出射光路上,且位于第一快 门和第二快门之间,斜方棱镜或者分光斜方棱镜的出射光束位于长波红外镜头光轴的一 侧。 与现有技术相比,本发明的优点是: 1、本发明测温热像仪在现有红外热成像技术的基础上,直接将参考热源集成在壳 体内,不需要在待测目标附近放置黑体炉,同时在测温过程中,不需要调试参考热源(现有 的黑体炉)与待测目标位于同一视场内,只要热像仪观察到目标就可进行测温,操作方式极 为方便。 2、本发明测温热像仪将黑体炉更换成小型化面热源,校准成像系统的总体积比现 有黑体炉小很多,因此本发明测温热像仪在满足高精度测温要求的基础上,具备体积小、集 成度高的特点。 3、本发明测温热像仪可测量待测目标附近不能放置黑体炉的场合,例如待测目标 为炼钢厂的钢炉、高压电线、具有危险气体的化工设备等,本发明测温热像仪因无需在待测 目标旁放置参考热源,完全可对这些特种场合的目标进行测量。 4、为了进一步减小测温热像仪的体积,折转组件包括两个反射镜,将参考光源的 出射光束折转180°。 附图说明 图1为本发明小型化高精度红外面阵测温热像仪的结构示意图。 其中,附图标记如下: 1-非制冷热像仪机芯,2-长波红外镜头,3-快门组件,31-第一快门,32-第二快门, 4-折转组件,41-第一反射镜,42-第二反射镜,5-校准红外镜头,6-参考热源,7-壳体,71-密 封窗口。 4 CN 111579090 A 说 明 书 3/4 页