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不同非均匀性校正温度的红外测温技术

张晓龙 刘英 王健 周昊 孙强

张晓龙, 刘英, 王健, 周昊, 孙强. 不同非均匀性校正温度的红外测温技术[J]. 中国光学, 2014, 7(1): 150-155. doi: 10.3788/CO.20140701.0150
引用本文: 张晓龙, 刘英, 王健, 周昊, 孙强. 不同非均匀性校正温度的红外测温技术[J]. 中国光学, 2014, 7(1): 150-155. doi: 10.3788/CO.20140701.0150
ZHANG Xiao-long, LIU Ying, WANG Jian, ZHOU Hao, SUN Qiang. Infrared thermometry technology with different nonuniformity correction temperatures[J]. Chinese Optics, 2014, 7(1): 150-155. doi: 10.3788/CO.20140701.0150
Citation: ZHANG Xiao-long, LIU Ying, WANG Jian, ZHOU Hao, SUN Qiang. Infrared thermometry technology with different nonuniformity correction temperatures[J]. Chinese Optics, 2014, 7(1): 150-155. doi: 10.3788/CO.20140701.0150

不同非均匀性校正温度的红外测温技术

doi: 10.3788/CO.20140701.0150
基金项目: 

吉林省与中国科学院合作长吉图开发开放先导区科技创新合作专项资金资助项目(No.2011CJT0004);吉林省科技发展计划资助项目(No.20106015,No.20125092)

详细信息
    作者简介:

    张晓龙(1986—),男,山东潍坊人,博士研究生,2009年于青岛科技大学获得学士学位,主要从事红外辐射定标、光学设计等方面的研究。E-mail:long1986lucky@163.com

    通讯作者: 刘英,E-mail:liuy613@163.com
  • 中图分类号: TN219

Infrared thermometry technology with different nonuniformity correction temperatures

  • 摘要: 为使制冷型中波红外热像仪在不同环境温度下经过非均匀性校正后保持较高的测温精度,研究了考虑非均匀性校正温度效应的中波红外热像仪标定模型。利用不同温度的面源黑体对热像仪进行非均匀性校正,然后对黑体目标进行测温实验,获得了不同校正温度下热像灰度与黑体辐射亮度之间的变化关系,建立了目标的测温数学计算模型,最后对测温结果进行误差分析。结果表明:在不同校正温度下,热像灰度相对非均匀校正辐亮度的漂移可做线性化处理,且与目标温度变化无关。在非均匀性较低的测温范围内热像仪的测温误差小于0.22 ℃,极大减小了制冷型中波红外热像仪在不同校正温度下非均匀性校正后的测温误差。
  • [1] 陈世伟, 杨小冈, 张胜修, 等. 基于变积分时间的红外焦平面非均匀性校正算法研究[J]. 光子学报, 2013, 42(4):475-479. CHEN SH W, YANG X G, ZHANG SH X, et al.. Research on nonuniformity correction algorithm of IRFPA based on adjusting integral time[J]. Acta Photonica Sinica, 2013, 42(4):475-479.(in Chinese) [2] 曹扬, 金伟其, 刘崇亮, 等. 红外焦平面阵列的自适应非均匀性校正及硬件实现[J]. 光学 精密工程, 2011, 19(12):2985-2991. CAO Y, JIN W Q, LIU CH L, et al.. Adaptive nonuniformity correction and hardware implementation of IRFPA[J]. Opt. Precision Eng., 2011, 19(12):2985-2991.(in Chinese) [3] 白俊奇, 陈钱, 钱惟贤, 等. 基于环境温度的红外焦平面阵列非均匀性校正[J]. 红外与毫米波学报, 2010, 29(1):49-52. BAI J Q, CHEN Q, QIAN W X, et al.. Nonuniformity correction for infrared focal plane arrays based on environmental temperature[J]. J. Infrared Millim. Waves, 2010, 29(1):49-52.(in Chinese) [4] DONG L Q, LIU X H, ZHAO Y J, et al.. Scene-based nonuniformity correction algorithm for MEMS-based un-cooled IR image system[J]. SPIE, 2009, 74190Y:1-12. [5] 杨词银, 张建萍, 曹立华. 基于大气透过率比例校正的目标辐射测量[J]. 光学 精密工程, 2012, 20(7):1626-1635. YANG C Y, ZHANG J P, CAO L H. Infrared radiation measurement based on proportional corrected atmospheric transmittance[J]. Opt. Precision Eng., 2012, 20(7):1626-1635.(in Chinese) [6] 孙志远, 王 晶, 乔彦峰. 环境对中波红外探测器测温精度的影响[J]. 中国光学与应用光学, 2010, 3(6):659-664. SUN ZH Y, WANG J, QIAO Y F. Influence of environment on temperature measurement precision based on middle-wave IRFPA[J]. Chinese J. Opt. and Appl. Opt., 2010, 3(6):659-664.(in Chinese) [7] 孙志远, 朱 玮, 乔彦峰. 红外测温过程中灰度值漂移的修正[J]. 中国光学与应用光学, 2010, 3(4):391-396. SUN ZH Y, ZHU W, QIAO Y F. Amendment of gray drift of in infrared temperature measurement[J]. Chinese J. Opt. Appl. Opt., 2010, 3(4):391-396.(in Chinese) [8] GEORGE M W, ARCHIE B. Dual-band MWIR/LWIR radiometer for absolute temperature measurements[J]. SPIE, 2006, 62050M:4-13. [9] 陆子凤. 红外热像仪的辐射定标和测温误差分析[D].长春:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 2010. LU Z F. Calibration and the measurement error analysis of infrared imaging system for temperature measurement[D]. Changchun:Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics, Chinese Academy of Sciences, 2010.(in Chinese) [10] 李宁, 杨词银, 曹立华, 等. 3~5 μm红外焦平面阵列的辐射定标[J]. 光学 精密工程, 2011, 19(10): 2319-2325. LI N, YANG C Y, CAO L H, et al.. Radiance calibration for 3~5 μm infrared focal plane array[J]. Opt. Precision Eng., 2011, 19(10):2319-2325.(in Chinese)
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-10-11
  • 修回日期:  2013-12-13
  • 刊出日期:  2014-01-25

不同非均匀性校正温度的红外测温技术

doi: 10.3788/CO.20140701.0150
    基金项目:

    吉林省与中国科学院合作长吉图开发开放先导区科技创新合作专项资金资助项目(No.2011CJT0004);吉林省科技发展计划资助项目(No.20106015,No.20125092)

    作者简介:

    张晓龙(1986—),男,山东潍坊人,博士研究生,2009年于青岛科技大学获得学士学位,主要从事红外辐射定标、光学设计等方面的研究。E-mail:long1986lucky@163.com

    通讯作者: 刘英,E-mail:liuy613@163.com
  • 中图分类号: TN219

摘要: 为使制冷型中波红外热像仪在不同环境温度下经过非均匀性校正后保持较高的测温精度,研究了考虑非均匀性校正温度效应的中波红外热像仪标定模型。利用不同温度的面源黑体对热像仪进行非均匀性校正,然后对黑体目标进行测温实验,获得了不同校正温度下热像灰度与黑体辐射亮度之间的变化关系,建立了目标的测温数学计算模型,最后对测温结果进行误差分析。结果表明:在不同校正温度下,热像灰度相对非均匀校正辐亮度的漂移可做线性化处理,且与目标温度变化无关。在非均匀性较低的测温范围内热像仪的测温误差小于0.22 ℃,极大减小了制冷型中波红外热像仪在不同校正温度下非均匀性校正后的测温误差。

English Abstract

张晓龙, 刘英, 王健, 周昊, 孙强. 不同非均匀性校正温度的红外测温技术[J]. 中国光学, 2014, 7(1): 150-155. doi: 10.3788/CO.20140701.0150
引用本文: 张晓龙, 刘英, 王健, 周昊, 孙强. 不同非均匀性校正温度的红外测温技术[J]. 中国光学, 2014, 7(1): 150-155. doi: 10.3788/CO.20140701.0150
ZHANG Xiao-long, LIU Ying, WANG Jian, ZHOU Hao, SUN Qiang. Infrared thermometry technology with different nonuniformity correction temperatures[J]. Chinese Optics, 2014, 7(1): 150-155. doi: 10.3788/CO.20140701.0150
Citation: ZHANG Xiao-long, LIU Ying, WANG Jian, ZHOU Hao, SUN Qiang. Infrared thermometry technology with different nonuniformity correction temperatures[J]. Chinese Optics, 2014, 7(1): 150-155. doi: 10.3788/CO.20140701.0150
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