[發(fā)明專利]一種基于彩色相機芯片的高溫溫度場相機在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202011009298.4 | 申請日： | 2020-09-23 |
| 公開（公告）號： | CN112212978A | 公開（公告）日： | 2021-01-12 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 李昌立 | 申請（專利權(quán)）人： | 菲茲克光電（長春）有限公司 |
| 主分類號： | G01J5/00 | 分類號： | G01J5/00;G01J5/08 |
| 代理公司： | 北京慕達星云知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11465 | 代理人： | 符繼超 |
| 地址： | 130000 吉林*** | 國省代碼： | 吉林;22 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 基于 彩色 相機 芯片 高溫 溫度場 | ||
1.一種基于彩色相機芯片的高溫溫度場相機，其特征在于，包括：光學(xué)鏡頭(100)、溫度場相機(200)和含顯示軟件的計算機(300)；
其中，所述光學(xué)鏡頭(100)與所述溫度場相機(200)螺紋連接；所述溫度場相機(200)與所述含顯示軟件的計算機(300)通過數(shù)據(jù)線電連接；
所述溫度場相機(200)包括帶通濾光片(210)、彩色相機芯片(220)、電路及溫度圖像處理單元(230)，所述帶通濾光片(210)與所述彩色相機芯片(220)機械連接或采用光學(xué)膠粘接；
待測高溫目標發(fā)出的光輻射，經(jīng)所述光學(xué)鏡頭(100)聚焦，經(jīng)所述帶通濾光片(210)濾除帶外噪聲，成像到所述彩色相機芯片(220)上，所述彩色相機芯片(220)按照R、G、B三基色，將相應(yīng)波段的光信號轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)所述電路及溫度圖像處理單元(230)放大、AD變換，運算后，經(jīng)所述數(shù)據(jù)線傳輸?shù)剿龊@示軟件的計算機(300)，經(jīng)顯示軟件，給出待測高溫目標的溫度場分布。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于彩色相機芯片的高溫溫度場相機，其特征在于，基于比色法的測溫原理，待測目標的溫度滿足
式中，λR、λG、λB分別為相機芯片R、G、B三基色分色濾色片的中心波長；ΔλR、ΔλG、ΔλB分別指以λR、λG、λB為中心波長的光譜帶寬；TR-G為用R與G表征的目標熱力學(xué)溫度；TB-G為用B與G表征的目標熱力學(xué)溫度；C2為普朗克第二輻射常數(shù)；AR、AG和AB分別為R、G、B三基色的灰度與信號強度轉(zhuǎn)化系數(shù)，為常數(shù)；H(λR)、H(λG)、H(λB)分別為R、G、B三基色對應(yīng)的光譜灰度；ε(λR,T)、ε(λG,T)、ε(λB,T)分別為R、G、B三基色譜段內(nèi)中心波長的光譜發(fā)射率；I(λR)、I(λG)、I(λB)分別為λR、λG、λB為中心波長的強度分布函數(shù)；
在可見光范圍內(nèi)，為常數(shù)，且設(shè)
式中，IR、IG、IB為相機芯片R、G、B三基色像元對應(yīng)的強度信息；
則所以待測目標表面的輻射溫度為
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于彩色相機芯片的高溫溫度場相機，其特征在于，光學(xué)鏡頭(100)具有焦距調(diào)節(jié)和光圈調(diào)節(jié)的功能。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于彩色相機芯片的高溫溫度場相機，其特征在于，帶通濾光片(210)的帶寬為0.4μm～0.8μm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于彩色相機芯片的高溫溫度場相機，其特征在于，所述彩色相機芯片(220)為硅基CCD或CMOS彩色相機芯片。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于彩色相機芯片的高溫溫度場相機，其特征在于，所述電路及溫度圖像處理單元(230)采取如下步驟進行待測目標對應(yīng)點的溫度解析：
步驟一：所述電路及溫度圖像處理單元(230)的中央處理器采集R、G、B三基色像元強度信息IR、IG、IB；
步驟二：判讀IR、IG、IB數(shù)值，如果IR、IG均遠大于0，根據(jù)公式(3)計算待測高溫目標對應(yīng)點的溫度；如果IR接近或等于0，而IB、IG均大于0，則根據(jù)公式(4)計算待測高溫目標對應(yīng)點的溫度；在式(6)或式(7)中，若IG等于0，或者IR、IG、IB的數(shù)值有二項為0，則目標的溫度低于可判斷閾值而無法判斷溫度，均顯示最低可判斷溫度；
步驟三：將步驟二解析的各點溫度信息，通過數(shù)據(jù)線，傳輸?shù)剿龊@示軟件的計算機(300)，經(jīng)顯示軟件，構(gòu)建待測高溫目標的溫度場，給出溫度場分布信息。
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