RU2421695C2 - Method for noncontact measurement of thermal characteristics of moving object - Google Patents
Method for noncontact measurement of thermal characteristics of moving object Download PDFInfo
- Publication number
- RU2421695C2 RU2421695C2 RU2007101895/28A RU2007101895A RU2421695C2 RU 2421695 C2 RU2421695 C2 RU 2421695C2 RU 2007101895/28 A RU2007101895/28 A RU 2007101895/28A RU 2007101895 A RU2007101895 A RU 2007101895A RU 2421695 C2 RU2421695 C2 RU 2421695C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- parameter
- signal
- signals
- receivers
- moving object
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области бесконтактного измерения тепловых данных движущегося объекта и может быть использовано в измерительной технике, метрологии, дистанционном зондировании.The invention relates to the field of non-contact measurement of thermal data of a moving object and can be used in measurement technology, metrology, remote sensing.
Известно устройство бесконтактного измерения температуры (А.с. 1803747, МПК5 G01J 5/60, 1987 г.), содержащее оптическую систему, приемник излучения, дифференциатор, два амплитудных детектора, оптический гетеродин, перестраиваемый оптический модулятор, устройство смешения оптических пучков, резонансный усилитель и блок деления.A device for non-contact temperature measurement (A.S. 1803747, IPC5
Известен спектральный пирометр (патент US 4605314, МПК4 G01J 5/24, 1986 г.), состоящий из электрического модуля и оптического модуля, который содержит передающий блок, блок спектрального разложения и блок детектора.Known spectral pyrometer (patent US 4605314, IPC4
Недостатками известных устройств являются ограниченность числа измеряемых параметров объекта (только температура) и зависимость измерений от угла направления на движущийся источник излучения, так как при изменении этого угла изменяется положение изображения спектра излучения на поверхности детектора спектра излучения.The disadvantages of the known devices are the limited number of measured parameters of the object (temperature only) and the dependence of the measurements on the angle of direction to a moving radiation source, since when changing this angle, the position of the image of the radiation spectrum on the surface of the radiation spectrum detector changes.
Наиболее близким к предлагаемому решению является способ, реализованный в устройстве бесконтактного измерения температуры движущегося объекта (патент RU 2213942, МПК7 G01J 5/60, 2003 г.), заключающийся в оптическом приеме сигнала теплового излучения объекта, спектральном разложении сигнала, формировании изображения спектра излучения на поверхности матрицы приемников, сигналы с выходов которых обрабатываются процессорным блоком, выполненным с возможностью поиска максимального значения выходного сигнала приемника по матрице приемников, возможностью определения максимального значения производной выходных сигналов приемников по матрице приемников и возможностью вычисления температуры по отношению максимального значения производной выходных сигналов по матрице приемников к максимальному значению выходного сигнала приемника по матрице приемников.Closest to the proposed solution is a method implemented in a device for non-contact measurement of the temperature of a moving object (patent RU 2213942, IPC7 G01J 5/60, 2003), which consists in optical reception of the signal of thermal radiation of the object, spectral decomposition of the signal, image formation of the radiation spectrum on the surface of the matrix of receivers, the signals from the outputs of which are processed by a processor unit configured to search for the maximum value of the output signal of the receiver from the matrix of receivers, Stu determining the maximum value of the derivative of output signals from the matrix of receivers and receivers to calculate relative temperature maximum value of the derivative of the output signals from the matrix of receivers to the maximum value of the output signal of the receiver array of receivers.
Недостатком этого способа является ограниченность числа измеряемых параметров движущегося объекта (только температура) и точности измерений (так как при процессорной обработке для определения максимального значения сигнала по матрице приемников используется энергия только одного приемника, выработавшего максимальный сигнал).The disadvantage of this method is the limited number of measured parameters of a moving object (temperature only) and the accuracy of measurements (since during processing, the energy of only one receiver that generated the maximum signal is used to determine the maximum signal value from the receiver matrix).
Задачей изобретения является повышение числа измеряемых параметров движущегося объекта и точности измерений параметров.The objective of the invention is to increase the number of measured parameters of a moving object and the accuracy of measurement of parameters.
Решение задачи достигается тем, в способ бесконтактного измерения тепловых данных движущегося объекта, заключающийся в оптическом приеме сигнала теплового излучения объекта, спектральном разложении сигнала, формировании изображения спектра излучения на поверхности матрицы приемников, сигналы с выходов которых обрабатываются процессорным блоком, вводится процессорная обработка, состоящая в инвариантной к виду параметра объекта аппроксимации сигналов матрицы приемников аппроксимантами банка данных каждого параметра объекта, выборе по каждому параметру объекта наиболее точной аппроксиманты и выводе соответствующего ей значения параметра и погрешности его определения.The solution to the problem is achieved by the fact that in the method of non-contact measurement of thermal data of a moving object, which consists in optical reception of the signal of thermal radiation of the object, spectral decomposition of the signal, forming an image of the radiation spectrum on the surface of the matrix of receivers, the signals from the outputs of which are processed by the processor unit, processor processing is introduced, consisting of invariant to the type of the object parameter, approximation of the receiver matrix signals by the approximants of the data bank of each object parameter, the choice f for each parameter of the object of the most accurate approximation and the derivation of the corresponding parameter value and the error of its determination.
Технический результат состоит в том, что повышается число измеряемых параметров движущегося объекта за счет введения процессорной обработки, инвариантной к виду параметра, и точности измерений параметров за счет использования для процессорной обработки энергии всех приемников матрицы приемников.The technical result consists in increasing the number of measured parameters of a moving object by introducing processor processing that is invariant to the type of parameter and the accuracy of parameter measurements by using the energy of all receivers in the receiver matrix for processor processing.
Способ может быть реализован в соответствии со структурной схемой, представленной на фиг.1, а техническая конструкция поясняется на фиг.2.The method can be implemented in accordance with the structural diagram shown in figure 1, and the technical design is illustrated in figure 2.
Структурная схема содержит оптическую систему 1, блок 2 спектрального разложения, матрицу 3 приемников, процессорный блок 4 и банки 5 данных параметров.The block diagram contains an optical system 1, a
Способ бесконтактного измерения тепловых данных движущегося объекта реализуется следующим образом. От источника 6 излучения тепловой сигнал поступает через оптическую систему 1 на блок 2 спектрального разложения, которым формируется изображение спектра излучения на поверхности матрицы 3 приемников, сигналы с выходов которых обрабатываются процессорным блоком 4, причем процессорная обработка состоит в инвариантной к виду параметра объекта аппроксимации сигналов матрицы 3 приемников аппроксимантами, хранящимися в банках 5 данных каждого параметра объекта, выборе по каждому параметру объекта наиболее точной аппроксиманты и выводе соответствующего ей значения параметра Pi и погрешности его определения δPi.The method of non-contact measurement of thermal data of a moving object is implemented as follows. From the
Например, для параметра "температура объекта", аппроксиманты которого хранятся, например, в цифровой форме в виде множества функций Планка для различных температур в банке 5 данных 1-го параметра "температура объекта", процессорная обработка состоит в выборе функции Планка, наиболее точно аппроксимирующей сигналы матрицы 3 приемников и выводе соответствующего этой функции значения температуры Т и погрешности аппроксимации δТ.For example, for the parameter “object temperature”, the approximants of which are stored, for example, in digital form as a set of Planck functions for various temperatures in the
Для параметра "материал объекта", аппроксиманты которого хранятся, например, в цифровой форме в виде множества функций зависимости излучательной способности материала (Fe, Ni, Co и др.) от длины волны излучения [1, стр.104, рис.60] для различных материалов в банке 5 данных 2-го параметра "материал объекта", процессорная обработка состоит в выборе соответствующей функции, наиболее точно аппроксимирующей сигналы матрицы 3 приемников и выводе соответствующего этой функции названия материала, например, "Fe", и погрешности аппроксимации при использовании тех же алгоритмов процессорной обработки, что и в предыдущем примере.For the parameter “material of the object”, the approximants of which are stored, for example, in digital form in the form of many functions of the dependence of the emissivity of the material (Fe, Ni, Co, etc.) on the radiation wavelength [1, p. 104, Fig. 60] for of different materials in the
При взаимном перемещении источника 6 излучения и измерительной системы результаты измерений так же, как и в прототипе, не изменяются.When the mutual movement of the
Элементы устройства могут быть выполнены из известных модулей и на элементной базе, применяемых в измерительной технике и метрологии. Конструктивное выполнение блоков 1…4 может совпадать с аналогичными блоками прототипа. Конструкция блока 5 памяти очевидна из уровня техники. Программное обеспечение процессорной обработки типовое.The elements of the device can be made of well-known modules and on an elemental base used in measurement technology and metrology. Constructive execution of blocks 1 ... 4 may coincide with similar blocks of the prototype. The design of the
ЛитератураLiterature
1. Брамсон М.А. Инфракрасное излучение нагретых тел. - М.: Наука, 1964. - 224 с.1. Bramson M.A. Infrared radiation of heated bodies. - M .: Nauka, 1964 .-- 224 p.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007101895/28A RU2421695C2 (en) | 2007-01-18 | 2007-01-18 | Method for noncontact measurement of thermal characteristics of moving object |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007101895/28A RU2421695C2 (en) | 2007-01-18 | 2007-01-18 | Method for noncontact measurement of thermal characteristics of moving object |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007101895A RU2007101895A (en) | 2008-07-27 |
| RU2421695C2 true RU2421695C2 (en) | 2011-06-20 |
Family
ID=39810492
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007101895/28A RU2421695C2 (en) | 2007-01-18 | 2007-01-18 | Method for noncontact measurement of thermal characteristics of moving object |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2421695C2 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4256924A (en) * | 1978-11-22 | 1981-03-17 | Nippon Electric Co., Ltd. | Device for recognizing an input pattern with approximate patterns used for reference patterns on mapping |
| US4605314A (en) * | 1983-01-13 | 1986-08-12 | Lars Stenmark | Spectral discrimination pyrometer |
| RU2166U1 (en) * | 1995-02-20 | 1996-05-16 | Государственный научный центр РФ государственное предприятие "Научно-производственное объединение "Орион" | IR IMAGE CONVERTER |
| RU2115887C1 (en) * | 1994-09-27 | 1998-07-20 | Московский государственный университет леса | Method of vegetation type identification |
| RU2213942C1 (en) * | 2002-12-27 | 2003-10-10 | Бодров Владимир Николаевич | Device for contact-free measurement of temperature |
-
2007
- 2007-01-18 RU RU2007101895/28A patent/RU2421695C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4256924A (en) * | 1978-11-22 | 1981-03-17 | Nippon Electric Co., Ltd. | Device for recognizing an input pattern with approximate patterns used for reference patterns on mapping |
| US4605314A (en) * | 1983-01-13 | 1986-08-12 | Lars Stenmark | Spectral discrimination pyrometer |
| RU2115887C1 (en) * | 1994-09-27 | 1998-07-20 | Московский государственный университет леса | Method of vegetation type identification |
| RU2166U1 (en) * | 1995-02-20 | 1996-05-16 | Государственный научный центр РФ государственное предприятие "Научно-производственное объединение "Орион" | IR IMAGE CONVERTER |
| RU2213942C1 (en) * | 2002-12-27 | 2003-10-10 | Бодров Владимир Николаевич | Device for contact-free measurement of temperature |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2007101895A (en) | 2008-07-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6050722A (en) | Non-contact passive temperature measuring system and method of operation using micro-mechanical sensors | |
| US5021980A (en) | Remote measurement of temperature | |
| CN106979832B (en) | Optical fiber spectroscopic temperature measurement system and temperature measurement method thereof | |
| CN110487134B (en) | A kind of explosive flame burning speed and temperature measuring device and measuring method | |
| CN111458044B (en) | Transient temperature measurement device and method based on snapshot spectral imaging technology | |
| CN106663913B (en) | System for adjusting the phase of a large number of laser sources | |
| Carter et al. | Livermore imaging Fourier transform infrared spectrometer (LIFTIRS) | |
| CN113588115B (en) | A temperature measurement method based on multispectral colorimetry | |
| CN113566971B (en) | Multispectral high-temperature transient measurement system based on neural network | |
| CN105806491A (en) | Three-wavelength two-dimensional temperature field measuring device and method | |
| US20210270676A1 (en) | Infrared image sensor | |
| CN113390507B (en) | Spectrum information acquisition method and spectrum detection device | |
| RU2421695C2 (en) | Method for noncontact measurement of thermal characteristics of moving object | |
| Carelli et al. | A fast terahertz spectrometer based on frequency selective surface filters | |
| RU2213942C1 (en) | Device for contact-free measurement of temperature | |
| CN109029727A (en) | Highly sensitive Terahertz superconduction spectrum imaging system and system imaging method based on code aperture | |
| Bergstrom et al. | Noise properties of a corner-cube Michelson interferometer LWIR hyperspectral imager | |
| CN103822713A (en) | Method and device for detecting spectral resolution of spectral imager | |
| RU2396525C2 (en) | Method for remote measuring temperature of moving object | |
| FR2775084A1 (en) | PASSIVE TELEMETER | |
| RU2324152C1 (en) | Thermal imaging technique and device | |
| US7259861B1 (en) | Using a fixed-frequency of oscillation in an FTS system to measure scene inhomogeneity | |
| JP2004219114A (en) | Multicolor infrared imaging device and data processing method | |
| US11150137B2 (en) | Thermal imaging with an integrated photonics chip | |
| Wang et al. | Performance of a long-wave infrared Fourier Transform imaging spectrometer using a corner-cube Michelson interferometer and an uncooled microbolometer array |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110605 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20120827 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140119 |