数事执本与真用
红外多光谱图像测量技术研究
孙浩
(中北大学山西省现代无损检测工程技术研究中心山西太原030051)
应用研究
摘要：通过设计一种新型的红外多光谱测量系统，对目标进择温度测量。采用的方法是设计光学系统对目标物体进行分光，使目标物体图像分成多个与原图像相同的图像。然后在通过键膜技术，将分得的多个图像各自按不同的光谱成像并被光电探测器接收到，从而得到对一个物体的多光谱图像，再对达费图像进行特征的融合，从中提取出所需温度信息。
关键调：红外多光谱分光系统图像融含
中图分类号：TP274.52 1、引言
文献标识码：A
文章编号：1007-9416(2012)12-0065-01
产生的辐射进行采集，从面得到相关信息用于温度测量。
现在所广泛使用的红外测温仪器一般有两种；红外测温仪与红外热像仪。前者通过红外传感器接受红外辐射能量，进行对温度的测量，而红外热像仪则是通过拍摄红外图像，根据图像的灰度值得到红外辐射能量的信息，进行温度的测量，上述两种方法都因为各自的特点被广泛应用，但是仍存在着一些不足。例如，成像不清晰；不能够快速地对目标进行多次测量；对测温环境的要求较高，不能有遮挡等(1-3)。面红外多光谱测量系统可以较好的解决这些所存在
的问题，使红外测温技术能够更广
10*
泛的得到应用。
10 10 +a) 10
肋单色强射 103
10 10
可见光
ASSS
zta
1667
最大羊色编射力
教长入M
图1黑体辐射能力与波长和温度的关系图
物像
光谱融合
光学系统
不风
像
光谱图
2、
红外多光谱测温理论依据
根据维恩位移定律，峰值光语辐射出射度对应的波长与绝对温度的乘积为常数。当温度升高时，峰值光谱辐射出射度对应的波长向短波长方向移动，见图1。由图1可知在温度为1667K以上时，辐射光谱范图是覆盖了可见光域与近红外光域。所以可采用对可见光及近红外光谱敏感的传感器，对在高温时所
像像
像像
镀膜透镜
图2多光谱测量系统流程图
经过黑体辐射亮度计算，当温度在800℃至2000℃C，波长小于 1.1μm时，维恩公式代替普朗克公式的相对误差≤0.1%。但随温度变化，发射率较难准确获得，为了避免发射率的求取，对不同波长入，和入在同时测相同温度点发出的辐射能M，和M，，对于灰体物质将两者相比并取对数得该点的温度为：
11 c,
T=-
MA7，此公式被称为比色测温公式。
含+n-5ln=
M
3、红外多光谱测温系统设计方法
红外多光谱测量系统的主要设计思路为，通过设计一个光学系统将被测物体的像分成四个。然后，利用镀膜透镜使分得的四个图像各显示所要求波段的被测物体的像，并使得四幅图像可以被光电探测器接收，并存储起来网，最后，在利用这些图像进行红外多光特征融合，从中提取出所需信息。系统框图如图2所示，通过所得函像的灰度值可以知道对应波长光入，、入，、入，、入4的辐射能M7、 M、M，、M，两两带人比色测温公式，可以得到六个温度值 T,、T、T、TT、T。对这六个值进行数学处理得到一个最后的温
度值T，这个温度值即为所求温度。 4、结语
本文对比了现有红外测温技术，依据黑体辐射学基本原理，设计了一套基于分光光学系统的红外多光谱图像测温系统，并对比色测温法理论公式进行了推导，给出了红外多光谱图像测温系统的系统结构图，为系统的实现措建了理论平台，为下一步对该系统平台
的研究奠定了基础。参考文献
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作者简介：孙浩，1986年1月，男，颈士研究生；研究方向：通信与信息系统。
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