3D 在线式红外成像测温预警系统
3D在线式红外成像测温预警系统中国南方电网有限责任
公司科技项目申请书及可行性研究报告申请单位：
海南电网公司信息通信分公司起止时间：
2019年1月至2019年12月项目负责人：
联系电话：
申请日期：
2019年 7 月1填写说明一、请严格按照要求填写各项。
二、专业类别根据项目所属专业种类从发电（能源）、输电、变电一次、配电一次、电力建设、系统运行、继保自动化、电网规划
设计技术、通信及信息技术、计量营销、智能电网新技术、综合研究
共12 类技术中选择。
三、项目摘要应简要说明项目研究内容和预期成果，字数要求 500 字以内。
四、项目申请单位指提出项目建议与申请的单位或部门，如总部各部门、直属机构、各分子公司及其所属基层单位等。
五、项目分工应主要描述项目申请单位与协作单位的任务划分，项目计划进度安排应按时间段列出研究推进计划，并明确各阶段
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交付物及标志性里程。
六、科技经费预算支出科目具体解释见附件 1 。
2 3 4 编写要求：
1. 列出分时间段计划研究内容；
2.分时间段提供成
果的内容和形式，要求具有可检查性。
5一、目的和意义变电站设施在电力系统中有着
极其重要的地位，一旦出现故障，就会影响供电的质量和稳定性，会造成巨大财产损失及不良社会影响等严重后果。
但过流、过载、老化、接触不良、漏电、设备内部缺陷或其他内部异常导致的发热等故障现象并不能通过简单的人工观察就能发现。
实践表明，通过对被测目标的红外温度测量，能够对目标的工作状态、有无故障隐患等进行监控，并且通过特定的算法就可以对设备的健康与否进行预警。
红外测温具有快捷、方便、灵敏度高、非接触性远距离测量、无需使被测设备停运或解体等优点，因此，红外测温技术在电力系统中有着广泛的应用，能为故障诊断、设备检修等提供理论依据，使缺陷处理更具针对性，为开展设备状态维修创造条件，有效地预防一些事故的发生，从而提高设备运行的可靠性。
变电站对电力设施温度的监测方式目前是安排工作人员定期使用
手持式红外测温仪对电力设备进行巡检。
该方式下，工作人员须在规定的距离内将红外测温仪对准被测节点，调整焦距，进而测得目标的温度值，在完成上一个节点测量后再
进行下一个节点的测量。
人工巡检测温方式存在以下问题：
◆ 人工操作，浪费人力并且温度测量准确度人为因素影响
较大；◆单点测温，测温点多时操作时间过长；6◆
人工巡查，不能自动报警，可靠性差；◆ 数据只能存储在红外测温仪的存储卡中，安全性差；◆ 存储的数据量有限，不利于工作人员做报表；◆ 安全漏洞大，两次巡检周期之间存在较大故障隐患。
7二、项目研究的背景 1.项目国内外现状及趋势红外技术应用于非接触测温已经得到大量的推广，目前国外
从事红外热像仪研制和生产的公司主要有美国的FLIR 和FLUKE，这两个公司的红外热像仪主要瞄准的是通用红外热像仪市场，以手持式测温仪为主，尚未进入在线式红外测温领域。
国内开发红外的公司主要有武汉高德、广州飒特、浙江大立、深
圳键桥，其中前三家公司的产品也以手持式红外热像仪为主，而深圳键桥通讯技术股份有限公司主要瞄准的是变电站在线式红外测温领
域，在这个细分领域有丰富的工程和理论经验。
手持式红外热像仪的测试结果依赖于操作者的经验，测试结果因此有很大偏差，未来红外热像仪的发展趋势是专用化、自动化、智能化。
专用化指的是机器的用途相对专用，而不是一款通用化的仪器，
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它的特点与应用场合的需求相似。
自动化指的是使用操作基本是自动的，无需人工干预。
智能化则是指测试结果的判断具有较强的智能判断标准。
2.海南电网在线式红外测温应用场景海南地处我国最南边，全年平均气温较高，因此变电设施的热工作环境更加恶劣，
传统的人工巡检工作量更大，尽管有完善的巡检流程，但巡检周期之间的监管空挡还是无法规避。
同时为了建设智能化电网的目标，海南电网迫切需要在变电站实
时在线温度监测方面结合自己的环境特点进行项目研究，以制定一套符合海南电网的实时在线红外监测检修流程，从而进行全省电网推广应用，提高变电站在线监测智能化水平。
3. 传统测温技术的现状与发展8 常规的测温手段主要包括以下几种：
3.1 接触式测温：
采用传统的温度传感器，与被测设备进行直接接触来进行测温。
此方式由于是直接接触的，每个测温点均需要安装一个测温装置，尽管每个测温点的测温装置价格仅为2019 元左右，但对于每个变电站都有上百个测温点的电力应用场合，每个变电站的投资大约需要
20多万，因此经济成本很高，而且由于可操作性差，因此在电力测
温中已基本不采用； 3.2瞄准型红外点温仪测温：
工作人员操作红外点温仪，在规定的距离内将红外点温仪对
准被测温点，调整焦距，使目标充满红外点温仪中的热传感平面，然
后需要根据被测目标的材料设定合适的热辐射率，才能得到目标的温
度。
完成一个测温点后再进行下一个测温点的测量，这是目前最常用的工业测温方式，但在电力系统已基本被淘汰，它的缺点非常明显：测试结果不具备可视化。
3.3非接触式红外成像测温：
这是目前电力系统常见的测温方法，通过使用红外热像仪，不仅能够对被测温点红外成像，而且能够得到红外热像图中的被测温
点的准确温度，目前此类进口高档红外热成像仪的价格大约在 3 ０-40 万元左右，国产的价格在 20 万左右，使用时无论是进口的还是
国产的，所有热红外成像仪只能对成像视角内的几个点进行测温，无
法满足大数量的测温点测温。
目前此方案的测温实施方法是：
工作人员手持红外成像仪对被测温点对行拍摄，然后将存储在热
成像仪中的图片导入到计算机中，然后分析出所有测温点的温度，并做成报表。
9 4.研究的技术关键与难点在线式红外成像测
温系统作为一种智能辅助决策系统，有效性是第一位考虑的，既不能
虚报、也不能漏报，为了达成这个目标，必须对下列关键技术进行重
点研究：
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4.1目标距离的自适应技术影响红外测温准确度的重要因素是目标距离。
对于手持式红外热像仪而言，目标距离是要人工输入的，但对于
在线式红外来说，目标分布在5-100 米的距离范围内，如何对目标进行距离自适应是测温准确的关键。
本项目计划采用具有俯仰、水平角度回传的高精度数字云台来作
为伺服系统，在知道红外设备与目标之间的俯仰夹角的情况下，只要知道设备的安装高度就可以通过几何公式来获取目标的距离：S=H/SIN￠S：
目标距离； H：
红外终端安装高度；￠：
红外终端的俯仰夹角 4.2目标报警决策实施策略变电站设施的发热原因各不相同，有电压致热和电流致热之分，而且还跟每种设备的材质有很大相关，因此必须为每种设备研究一套报警决策
策略。
项目研究拟将报警分为绝对值报警、前后温差报警、相间温差报
警三种，同时，每种报警又细分为一般告警、较重告警、严重告警三
种告警级别，以供决策者采取不同的检修方案及应对措施。
4.3测温目标的智能识别与动态捕捉为了准确生成数据报表，操作者首先需要将变电站内的需要监测的设备作10 为兴趣点输入到数据库，并在视频上进行标识，虽然高精度云台能够保证准确定位，但由于热胀冷缩等其他原因造成目标设备偏离原有预设
位置时，测温就会测到别的物体上。
为了防止出现这种情况，系统必须开发智能识别与动态捕捉技术，
该技术需要对原有预设设备的外形进行记忆识别，并在一定偏移范围
内能对该设施进行捕捉和重定位，以确保测试结果是目标的真实温度
数据。
4.4 3D场景与实时视频数据的匹配由于红外镜头的
视场角有限，需要云台的转动来完成对整个变电场地的覆盖，这样的图片具有离散性，不利于操作者对间隔设备的识别，因此需要将独立测
试的温度全部导入到一个根据变电站实际布置的 3D 场景图中，并与各
个目标进行温度匹配，操作者在浏览 3D 场景图时就能获得目标的实际温度。
4.5与其他系统的数据接口开发与红外成像测温系统
需要对接的其他系统有：
PMS系统、自动化系统、视频监控系统等。
通过与这些系统的对接，来达到测温数据与实际线路负载、环境
温度等匹配，并为统一监控提供必要的数据接口，因此必须开发统一
的测温数据接口、统一的视频图片接口。
别的系统调用红外的数据及图片，只需要简单的使用开发的OCX 插件就可完成。
三、项目申请单位具备的研究基础和条件11编写要求：
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1.项目负责人的情况介绍，专业、特长、工作量和在本项
目中的作用；2.项目申请单位在相关研究领域曾开展的工作、
曾取得的科研成果、曾获得的荣誉； 3. 项目申请单位在相关研究领域已有的软硬件平台、理论研究环境、实验室条件等。
12 四、项目研究内容、技术路线与实施方案 1. 项目研究内容的详细说明13 14 15 2. 技术路线：
2.1系统组网设计在线式红外成像测温系统采取下图
的组网拓扑：
16 网络结构变电站内配置一台站端服务器，负责
采集红外终端的红外图像与可见光图像，按照既定的报警检测规范对数据进行检测。
同时还将数据分发到分发列表里的正在访问该终端的客户端。
变电站内的通信采用 100M 网络，对于超过 100 米距离的则采用光纤收发器进行网络延伸。
变电站与地区内网之间的网络带宽使用 8M 带宽，或使用 4*2M 的电路捆绑。
地区内网与省局内网之间需 24M 带宽，满足 3-5 个变电站数据的同时上传。
变电站端服务器与红外成像测温终端组建一个私有局域网，红外
成像测温终端采用私有IP地址，站端服务器配置双网卡，其中一个网卡 17与红外成像测温终端连接，使用私有IP地址。
另一张网卡使用局内分配的内网IP地址，与电力局域网连接，通过传输网络与各客户端通讯。
这样的结构可以减少内网IP地址的占用，方便分布式客户端的
访问。
所有客户端的认证均由局端的认证服务器完成。
所有的图像数据存放在变电站端服务器内，客户端经过访问认证后直接调看红外终端的数据。
2.2网络管理、维护与使用单位分开在线式红外成像
测温系统是一种集计算机网络、信息处理、通信、数据库为一体的集
成系统，建设、维护都需要专业的人员来操作。
但变电站内使用者一般由变电工区工作人员来完成，因此，为了本项目的完美实施，建议网络建设、管理、与其他系统的数据交互等
由信通公司组织专门队伍来负责，而具体的使用由变电工区的工作人
员负责。
2.3项目实施方案 2.
3.1设备安装示意图18
以上图所示的变电站平面图为例说明设备安装选址及覆盖范围
3 台红外摄像头的安装位置分别为主控楼靠近220KV 变电区楼顶、
10KV 高压室 1 、10KV 高压室 2 。
主控楼房顶墙体靠近 220KV 变电区位置安装红外测温摄像机一个 , 支架固定在房顶墙上，用于集中监测 220KV 高压线区及主变压
器 1 区域，如上图橙色所示的区域 1 所示。
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此处墙体宽度测量宽度为13CM, 墙体距离房顶楼板之间距离为20CM,依据要求定制支架高度为1M, 摄像头固定在支架顶部。
红外摄像头供电要求为AC220V,电源线直接从房顶引到主控机房取电。
10KV高压室 1和高压室2分别安装红外摄像头1台，安装位置距离主控室机19房距离超过100M,需在主控楼及10KV 高压室分别安装光纤收发器 1 个。
监控区域分别为浅蓝色区域2和浅绿色区域3。
电源线 , 以太网线 , 光纤等线缆穿入PVC 管内 , 房顶与地面之间的走线一般在墙角等不易发觉的地方走线, 主控楼与 10KV 高压室之间的走线从地下走线。
此处墙体宽度为 33CM,依据要求定制支架高度为100CM,摄像头固定在支架顶部。
红外摄像头供电要求为AC220V,电源线从房顶引到高压室取电。
2.3.2项目实施计划依据本系统工程的施工特点，施
工程序可分为施工准备阶段，施工安装阶段，施工测试阶段，系统竣
工验收阶段。
施工准备阶段：
这一阶段主要做各种施工准备工作，通过充分细致的准备工作，可为工程的施工创造良好的物质和技术条件，是施工顺利进行的必要保证，运城供电分公司将从技术、物资、劳动组织、施工现场和
施工场外等各方面作好充分准备。
内容主要包括：
对图纸的深化设计、熟悉施工现场，编制工程实施总体方案，其
中含有：
各子系统相应的施工进度计划、工程劳动力需要量计划、设备材
料进出场计划等，并采购材料，安排劳动力进场，实施培训。
为下一步工程实施做好人力、物力、资料等各方面的准备工作。
施工准备阶段还包括将施工方案、施工进度等内容提交现场变电
站运行人员进行审核，确定工作安排不会影响到变电站其它正在进
行的工作。
施工安装阶段：
系统施工工作铺开。
施工进场人员办理好相关工作许可单后，施工人员、机具、材料
进场，工作应按运行单位工作票制度要求进行安全技术交底、安全措施实施和工作许可、终结。
在各方面的措施都能满足施工要求，现场方面环境、交叉施工过
20程中要在规范化管理的基础上采用总体项目并行施工，各子系统流水作业，结合现场实际情况，最大限度地合理利用劳动力资源。
施工过程中，按变电站内工作要求穿戴个人安全防护器具，服从
现场运行人员安全提示和指挥，确保工作中的人身、设备安全。
施工测试阶段：
根据要求进行系统布线测试的工作，并做好测试记录。
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保证将来有据可查。
为一次验收合格、创优良工程创造条件。
在安装和测试工作阶段，及时向现场运行人员进行本系统各设备、部件以及运用方面的技术培训并提供纸质或电子版本的培训材料。
系统竣工验收阶段：
经自检合格后，整理好工程竣工验收资料，报甲方、验收。
验收完毕后，做好工程竣工资料的制作，将完整的竣工资料交付
使用。
五、预期目标和成果形式 1.项目研究预期达到的目标、技术经济指标；21 22 23 2.提供研究成果的形式六、配套科技应用示范项目落实情况编写要求：如研究工作需开展配套科技应用示范项目工程建设，需说明工程选 24点、配套工程实施条件是否具备或条件落实情况，需跨部门或跨单位实施的应用示范项目，需出具工程依托单位（部门）
承诺提供相关条件的证明文件。
25七、项目经费预算单位：
万元26 27八、经费预算详细说明编写要求：
1.按项目经费预算表分项详细说明预算形成的依据；
分项旅费1:
人工费（详见附表
分项 4: 会议费
5 ）
分项
分项 2:材料费
5: 出版印刷 / 文献 /
分项信息
传播
3:差
/ 知识
产权事务费28 分项6 ：
技术培训费分项7: 劳务费（详见附表 5 ）分项8: 专家咨询费
分项 9:管理费29 2.应详细列明项目研发预备购置的主要
设备、仪器、软件；（详见附表 1 ） 3.未能对所需资金进行有效说明的，原则上不予以批复。
九、有关证明文件编写要求：
1.科技应用示范项目依托工程单位对项目的意见及盖章；
2.申请单位已有工作基础证明材料 ( 参与项目结题证明，荣誉证书、软硬件平台照片 ) ； 30附表1仪器、设备购置预算明细表
（平台支撑软件预算）单位：
万元附表 2 仪器、设备试制预算明细表（变电站端预算）
单位：
万元31 附表 3 现有仪器设备使用明细表（单价 5 万元以上）单位：
万元附表 4 软件购置预算明细表（单价 2 万元以上）单位：
万元 32 附表 5 外委费预算明细表单位：
万元33 附件 1 科技项目经费预算支出科目科技项目经费预算的组成包括研发费用与资本性支出两个部分。
研发费用主要包括人工费、设备费、材料费、测试化验加工费、
燃料动力费、差旅费、会议费、国家合作与交流费、出版印刷/ 文献 /
信息传播 / 知识产权事务费、技术培训费、劳务费、专家咨询费、管
理费。
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具体说明如下：
a) 人工费：
是指直接从事项目研发活动的外协单位人员费用。
b)设备费：
是指在项目研究开发阶段购置、试制的专用仪器设备件，对现有仪器设备进行升级改造而发生的费用以及现有或软仪器
设备的维修、折旧等使用费。
单价超过 30 万元的仪器和设备购置费应列入资本性支出。
c)材料费：
是指在项目研究开发过程中消耗的各种原材料、辅助材料等低值易耗品的费用。
d)测试化验加工费：
是指在项目研究开发过程中支付给外单位34 (包括项目承担单位内部独立经济核算单位）的检验、测试、化验及加工等费用。
e)燃料动力费：
是指在项目研究开发过程中相关大型仪器设备、专用科学装置等运行发生的可以单独计量的水、电、气、燃料消耗费用等。
f)差旅费：
是指在项目研究开发过程中开展科学实验（试验）、科学考察、业务调研、学术交流等所发生的外埠差旅费、市内交通费用等。
g)会议费：
是指在项目研究开发过程中为组织开展学术研讨、咨询、项
目协调、项目鉴定、评审、验收等活动而发生的会议费用。
h)国际合作与交流费：
是指在项目研究开发过程中课题研究人员出国及外国专家来华
工作的费用。
i)出版 / 文献 / 信息传播 / 知识产权事务费：
是指在项目研究开发过程中，需要支付的出版费、资料费、文献检索费、专业通信费、专利申请及其他知识产权事务等费用。
j)技术培训费：
指为提高项目研究质量而开展国内外学术交流与培训的费用k)劳务费：
是指在项目研究开发过程中支付给课题组成员中没有工资性收入的相关人员（如在校研究生）和课题组临时聘用人员35等的劳务性费用。
l)专家咨询费：
是指在项目研究开发过程中支付给临时聘请的咨询专家的费用。
专家咨询费不得支付给项目组成员与项目承担单位科技管理相关
人员。
m)管理费：
是指在项目研究开发过程中，外协单位使用其单位现有仪器设备及房屋，日常水、电、气、暖消耗，以及其它有关管理费用的补助支
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出。
资本性支出主要包括设备购置费、安装工程费与其它费用。
主要用于先进技术的推广应用类、试验能力提升类科技项目。
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红外测温方法的工作原理及测温仪 (北京化工大学信息科学与技术学院) 摘要：本文从黑体辐射原理出发分析了红外测温的工作原理，从发射率、距离系数、环境等几个方面，探讨和分析了测温误差的原因，以及基于红外测温技术的测温仪的简单的概述,并对红外测温仪的分类、性能、选择及应用简要的说明。 关键词：黑体辐射、红外测温仪、温度测量 Infrared Thermometer and the working principle of Infrared Temperature measurement (College of Science and Technology， Beijing University of Chemical Technology) Abstract: In this paper, the theory of infra-red temperature measurement was analyzed according to the principle of blackbody radiation. We discussed the main factors for measurement accuracy, such as reflectance, distance coefficient and environment.Based on infrared temperature measurement technology, we make a simple overview of infrared thermometer, and a brief description of its classification, performance, selection and application. Key words: Blackbody radiation; infrared thermometer; temperature measurement 0引言 在自然界中,当物体的温度高于绝对零度时,由于它内部热运动的存在,就会不断地向四周辐射电磁波,其中就包含了波段位于0. 75～100μm的红外线.红外测温仪就是利用这一原理制作而成的,温度是度量物体冷热程度的一个物理量，是工业生产中很普遍、很重要的一个热工参数，许多生产工艺过程均要求对温度进行监视和控制，特别是在化工、食品等行业生产过程中，温度的测量和控制直接影响到产品的质量和性能。传统的接触式测温仪表如热电偶、热电阻等，因要与被测物质进行充分的热交换，需经过一定的时间后才能达到热平衡，存在着测温的延迟现象，故在连续生产质量检验中存在一定的使用局限。目前，红外温度仪因具有使用方便，反应速度快，灵敏度高，测温范围广，可实现在线非接触连续测量等众多优点，正在逐步地得以推广应用。表1列出了常用的测温方法和特点，其中红外测温作为一种常用的测温技术显示出较明显的优势。 表1常用测温方法对比 测温方法温度传感器测温范围（°C）精度（%） 接触式热电偶-200～1800 0.2～1.0 热电阻-50～3000.1～0.5非接触式红外测温-50～33001其它示温材料-35～2000<1
毕业设计（论文） 题目非接触式红外测温仪 学生姓名：李林 指导教师：李宏升 理学院应用物理学专业061 班
非接触式红外测温仪 学生姓名：李林 所在专业：应用物理学班级：061 指导教师：李宏升 申请学位：学士 论文提交日期：20xx -xx-xx 论文答辩日期：20xx -xx-xx 学位授予单位：青岛理工大学
摘要：本文结合国内外红外技术的发展和应用，简绍了红外技术的基础理论，阐述了红外热像仪的工作原理、发展和分类。以及红外测温仪的原理和实现。 关键词：黑体辐射、红外测温仪、普朗克定律、热像仪。 目录 内容摘要 第一章概述 第二章红外基础理论 2.1 扫像仪原理 2.2热像仪的发展 2.3 热像仪分类 第三章红外测温仪的原理及实现 3.1红外测温仪的种类 3.2红外测温仪的工作原理 3.3红外测温仪的性能 第四章红外测温仪的选择 4.1确定测温范围 4.2确定目标尺寸 4.3确定距离系数（光学分辨率） 4.4确定波长范围 4.5确定响应时间 4.6 信号处理功能
4.7环境每件考虑 4.8 红外测温仪的优点 4.9 红外测温仪的缺点 4.10 使用注意事项 第五章结束语 参考文献 第一章概述 红外测温技术在生产过程中，在产品质量控制和监测，设备在线故障诊断和安全保护以及节约能源等方面发挥了着重要作用。近20年来，非接触红外测温仪在技术上得到迅速发展，性能不断完善，功能不断增强，品种不断增多，适用范围也不断扩大，市场占有率逐年增长。比起接触式测温方法，红外测温有着响应时间快、非接触、使用安全及使用寿命长等优点。非接触红外测温仪包括便携式、在线式和扫描式三大系列，并备有各种选件和计算机软件，每一系列中又有各种型号及规格。在不同规格的各种型号测温仪中，正确选择红外测温仪型号对用户来说是十分重要的。 红外检测技术是“九五”国家科技成果重点推广项目，红外检测是一种在线监测(不停电)式高科技检测技术，它集光电成像技术、计算机技术、图像处理技术于一身，通过接收物体发出的红外线(红外辐射)，将其热像显示在荧光屏上，从而准确判断物体表面的温度分
作业一红外热像检测技术综述 院（系）名称机械工程及自动化学院科目现代无损检测技术 学生姓名X X 学号XXXXXXXX 2016 年1X 月1X 日
红外热像检测技术综述 XXXX XXXX 目录 1 红外热像检测技术的原理介绍 (1) 2 红外热像检测技术的应用 (2) 2.1材料的内部制造缺陷的红外热像检测 (2) 2.3结构内部损伤及材料强度的检测 (3) 2.4在建筑节能检测中的应用 (3) 2.5建筑外外墙面饰面层粘贴质的检测 (4) 2.6在建筑物渗漏检测中的应用[13] (4) 3 红外热像检测技术国内外发展现状 (5) 3.1红外热像检测技术国外发展现状 (5) 3.2红外热像检测技术国内发展现状 (7) 4 参考文献 (10) I
1 红外热像检测技术的原理介绍 红外热成像检测技术采用主动式控制加热激发被检物内部缺陷，通过快速热图像采集和基于热波理论图像处理技术实现缺陷检测。它通过光学机械扫描系统，将物体发出的红外线辐射汇聚在红外探测器上，形成红外热图像，由此来分辨被测物体的表面温度。该技术具有检测速度快、非接触、范围广、精度高、易于实现自动化和实时观测等诸多优点，适合于裂缝、分层、积水、冲击损伤等问题的诊断。 红外线和可见光及无线电波一样是一种电磁波，红外线的波长比可见光长，比无线波短，为0.78~1000m μ，可分为近红外、中红外和远红外。任何物体只要不是绝对零度，都会因为分子的东{转和振动而发出“辐射能量”，红外辐射是其中一种。如果把物体看成是黑体，吸收所有的人射能量，则根据斯蒂芬—玻尔兹曼定律，在全波长范围内积分可得到黑体的总辐射度为: ()40 ,M M T d T λλσ∞==? (1.1) 式中:()()152121,exp 1c M T c W m m T λλμλ---??????=-???? ?????? ??? 为黑体的光谱辐射度;1c ，2c 为辐射常数，8241 3.741810c W m m μ-=???，42=1.438810c m K μ??，σ为斯蒂芬—玻尔兹曼常数，8245.6710W m K σ---=???，实际的大部分人工或天然材料都是灰体而不是黑体材料，与黑体不同，灰体材料的发射率1ε≠，灰体表面能反射一部分入射的长波()>3m λμ辐射，因此灰体表面的辐射由自身发射的和环境反射的两部分组成，用红外探测器可直接测量灰体发射和反射的总和ap M ，但无法确定各自的份额。通常假设物体表面为黑体，将ap M 称为表观辐 射度，为便于理解，一般将其转换为人们较熟悉的温度单位，称为表观温度ap T ，即: ()()()()04,,ap t l ap ap M M T M T d T λελλρλλλσ=+=? (1.2) 上述的表观温度ap T ，即为红外探测器测量所得温度。在无损检测中测量距离一般较近，可以忽瞬大气的影响，故被测物体的表面发射率。的取值是否准确是影响测量精度的关键因素。
非接触式红外测温仪设计 摘要 温度测量技术应用十分广泛，而且在现代设备故障检测领域中也是一项非常重要的技术。但在某些应用领域中，要求测量温度用的传感器不能与被测物体相接触，这就需要一种非接触的测温方式来满足上述测温需求。本论文正是应上述实际需求而设计的红外测温仪。 红外测温仪是以黑体辐射定律作为理论基础，是光学理论和微电子学综合发展的产物。与传统的测温方式相比，具有响应时间短、非接触、不干扰被测温场、使用寿命长、操作方便等一系列优点。 本文介绍了红外测温仪测温的基本原理和实现方法，提出了以STC89C51单片机为其核心控制部件的红外测温系统。详细介绍了该系统的构成和实现方式，给出了硬件原理图和软件的设计流程图。该系统主要由光学系统、光电探测器、显示输出等部分组成。光学系统汇集其视场内目标的红外辐射能量，红外能量聚焦在光电探测仪上并转变为相应的电信号。STC89C51单片机负责控制启动温度测量、接收测量数据、并按照单片机中的温度值计算算法计算出目标的温度值再通过LED把结果显示出来。 关键词: STC89C51单片机，红外测温，LED显示
THE DESIGN OF NON－CONTECT INFRARED THERMOMETER ABSTRACT The technology of temperature measurement is used widespread, and it also important in the modern equipment failure examination field. But in some application domains, we needn’t the sensor contact with the measured object which used in temperature measurement, this needs a kind of non-contact temperature measurement to satisfies the demand and the design of this infrared thermometer is also based on the demand. Infrared thermomter, it uses the blackbody radiation laws as the theories foundation, it is the outcome that the optical theories and micro-electronics learn a comprehensive development. Compared to the way of traditional temperature measurement, it has a series of merits, such as short in response time, non-contact, noninterference to temperature field, long useful time and convenient operation, etc. The paper introduces the basic principle of infrared thermometer and the method of realization, puts forward infrared trermometer system with the STC89C51 MCU as the CPU. The paper introduces the composing and the method of that system in detail, and gives the hardware principle diagram and the design flow chart of the software. The system formed by the optical system, photoelectron detector,display and output partially. The optical system collects the infrared radiation energy of the object in its field of view, the infrared energy focusing on the instrument and transforms to the corresponding electrical signal. The STC89C51 MCU is used to start the temperature survey, data receive, count the value of the object temperature based on the arithmetic with in MCU and the result is displayed on LED.
红外热成像摄象机在智能视频监控中的应用与发展 一、引言 1672年，牛顿使用分光棱镜把太阳光（白光）分解为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等各色单色光，证实了太阳光（白光）是由各种颜色的光复合而成。1800年，英国物理学家 F. W. 赫胥尔从热的观点来研究各种色光时，偶然发现放在光带红光外的一支温度计，比其他色光温度的指示数值高。经过反复试验，这个所谓热量最多的高温区，总是位于光带最边缘处红光的外面。于是他宣布:太阳发出的辐射中除可见光线外，还有一种人眼看不见的“热线”，这种看不见的“热线”位于红色光外侧，叫做红外线。这种红外线，又称红外辐射，是指波长为0.78～1000μm的电磁波。其中波长为0.78 ～1.5μm 的部分称为近红外，波长为1.5 ～10μm的部分称为中红外，波长为10～1000μm的部分称为远红外线。而波长为2.0 ～1000μm的部分，也称为热红外线。 红外线辐射是自然界存在的一种最为广泛的电磁波辐射，它在电磁波连续频谱中的位置是处于无线电波与可见光之间的区域。这种红外线辐射是，基于任何物体在常规环境下都会产生自身的分子和原子无规则的运动，并不停地辐射出热红外能量。分子和原子的运动愈剧烈，辐射的能量愈大;反之，辐射的能量愈小。 在自然界中，一切物体都会辐射红外线，因此利用探测器测定目标本身和背景之间的红外线差，可以得到不同的红外图像，称为热图像。同一目标的热图像和可见光图像不同，它不是人眼所能看到的可见光图像，而是目标表面温度分布的图像。或者可以说，它是人眼不能直接看到目标的表面温度分布，而是变成人眼可以看到的代表目标表面温度分布的热图像。运用这一方法，便能实现对目标进行远距离热状态图像成像和测温，并可进行智能分析判断。 众所周知，海湾战争已成为展示高科技武器使用先进技术的平台。在这些新科技中，红外热成像技术就是其中最为闪亮的高科技技术之一。红外热成像技术(Infrared thermal imaging technology)是利用各种探测器来接收物体发出的红外辐射，再进行光电信息处理，最后以数字、信号、图像等方式显示出来，并加以利用的探知、观察和研究各种物体的一门综合性技术。它涉及光学系统设计、器件物理、材料制备、微机械加工、信号处理与显示、封装与组装等一系列专门技术。该技术除主要应用在黑夜或浓厚幕云雾中探测对方的目标，探测伪装
目录 摘要................................................................................................................................ I Abstract .......................................................................................................................... II 第一章红外线测温仪的研发背景 . (1) 1.1红外测温仪的实际应用 (1) 1.2红外测温技术的发展历程 (1) 第二章人体红外测温仪的原理和特点 (2) 2.1人体红外线测温仪的理论依据 (2) 2.2人体红外线测温仪的性能指标及作用 (2) 2.3影响温度测量的主要因素及修正方法 (3) 2.4人体红外线测温仪的特点 (5) 第三章人体红外测温仪的硬件设计 (6) 3.1总体设计 (6) 3.1.1 整体框图设计 (6) 3.1.2 电路设计 (7) 3.2温度传感器 (8) 3.3放大电路的设计 (8) 3.4模数转换部分电路 (9) 3.5LCD1602显示电路 (10) 第四章软件设计 (12) 5.1红外测温仪的使用注意事项 (15) 5.2改进方案 (15) 5.3推广及应用 (15) 参考文献 (16) 致谢 (17) 附录1 PCB板图 (18) 附录2 3D效果图 (19) 附录3 程序 (20)
人体红外测温仪 摘要:为了克服传统温度计测量温度的主要缺点——需要测量者与被测目标近距离接触和测量不方便。在顾及仪器测量高精度前提下，以追求最低成本为原则，研制了非接触式热释电红外测温仪，实现了对物体表面温度快速准确的测量。本文也设计了红外测温仪的整体系统构架。根据热释电原理，主要针对人体体温测量进行了具体的设计开发，开发包括整体方案，硬件电路，单片机程序和主机程序。并利用设计出来的红外测温仪在环境温度30℃下对人体温度和水温进行了测量，对人体的温度测量的误差低于±0.1℃，提高了测量精度。人体测温仪的设计主要为适应人体体温快速无接触测量的需要。主要介绍热释电红外传感器的工作原理以及最适宜人体红外线检测的热释电传感器PM611的优点和等效电路，阐述了基于热释电传意器的红外测温仪的工作原理，讨论了该系统的设计与实现方法，简单介绍了测温系统的适用条件。 关键词：温度测量，热释电，A T89C51
影响红外热成像检测结果的几个因素： 1红外热成像设备的性能； 1.1距离：由于判别饰面层的脱粘空鼓状况，至少需要识别5mm的大小范 围，所以要根据仪器的具体指标来计算仪器的最大检测距离。而不能 理解在规范中的10~50m范围内就行。 1.2视角镜头的视角越小，在相同距离下，在红外热像仪中的显示越大， 物体的细节越清晰；换一种方式来说，如果显示大小相同，那么镜头 度数越小，检测距离就可以越大、 1.3精度：红外热像仪图像的温度分辨率要求较高，测温的精度及准确度 并非十分的重要。满足在建筑领域应用时，温度分辨率小于0.1。c的要 求。因为分析图片时，温度分辨率越高，分析的图片越精细； 2被检测外墙的这种干扰因素； 2.1构造不同：不同的构造会出现不同类型的干扰，在红外图片分析中， 剔除干扰，找到真正的异常区是非常重要的。构造干扰，往往呈现出 一种规则的图像，比如梁、柱呈现出规则的低温； 2.2外墙面是否干净，是否平整，又没有色差；外墙的污渍以及色差呈现 出来的干扰是不规则的，这要根据肉眼观察、数码相片、以及复查时 加以确认； 2.3施工干扰：施工中的脚手眼、外架的附墙等。这类干扰，一般在图片 中分布的较为规则。这需要检测者有现场施工的经验，发现此类问题 时检测人员可以询问委托方核实。必要时委托方出具业主、监理和施 工单位三方签字的书面证明； 2.4环境干扰：检测中太阳照射在建筑物上投射的阴影，以及周边建筑物 的辐射干扰。此类干扰要求检测人员要在检测前，对各种环境干扰要 有一个大致的判断，这样在图片分析时，才能剔除此类干扰。 2.5实例 红外照片 6F
6F 初看红外图片，可以发现规则的方形高温区，现场查看结构图，发现高温区为填充墙，低温区为剪力墙，所以正常，此异常为构造不同造成的异常； 再细看红外图片，可看见在左边的最高的两层填充墙上出现了方形的高温区。当时判断，如果是空鼓不可能如此规则，到现场进行复测发现，在上述部位施工单位涂刷了一层胶质防水材料。 3检测时的气候条件； 3.1温度：红外辐射在被探测器接收之前，必然要经过大气、成像系统等 介质，造成红外损失。根据史蒂夫——波尔兹曼定律，黑体的全辐射 率和黑体热力学温度的四次方成正比。所以温度越高，物体发射的红 外线就越强。因而在一定范围内，高温跟有利于红外检测； 3.2日照：检测墙面的最佳时间段的选取，目的是为了突出外墙饰面层脱 粘空鼓部位与正常部位的温差，一般是选择立面受日照量最大的时刻； 3.3湿度：当大气湿度大于85％的情况下，由于水气密度增加，水汽对红 外辐射吸收的增大缘故，大气对目标物体辐射的衰减急剧加大，因此， 在雾天、雨天，不适宜进行红外检测； 3.4风速：检测气候条件应为晴好的天气，且室外平均风速不大于5m/s； 3.5实例 天气影响对红外图片的对比分析实例 图A
成绩评定： 传感器技术 课程设计 题目非接触温度计
摘要 在自然界中，一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射能量。物体的红外辐射能量的大小及其按波长的分布——与它的表面温度有着十分密切的关系。因此，通过对物体自身辐射的红外能量的测量，便能准确地测定它的表面温度，这就是红外辐射测温所依据的客观基础。 光学系统汇聚其视场内的目标红外辐射能量，视场的大小由测温仪的光学零件及其位置确定。红外能量聚焦在光电探测器上并转变为相应的电信号。该信号经过放大器和信号处理电路，并按照仪器内疗的算法和目标发射率校正后转变为被测目标的温度值。除此之外，还应考虑目标和测温仪所在的环境条件，如温度、气氛、污染和干扰等因素对性能指标的影响及修正方法。 关键词：红外辐射测温红外传感器
目录 一、设计目的-------------------------- 1 二、设计任务与要求---------------------- 2 2.1设计任务-------------------------- 2 2.2设计要求-------------------------- 2 三、设计步骤及原理分析 ------------------ 3 3.1设计方法-------------------------- 3 3.2设计步骤-------------------------- 4 3.3设计原理分析----------------------- 5 四、课程设计小结与体会 ------------------ 6 五、参考文献--------------------------- 6
诱发企业安全事故的因素有众多，其Array中电气安全事故是当今企业的一个带有普 遍性的安全隐患，对用电系统的检查是每 一个企业安全风险评估必不可少的一项内 容。通常我们使用红外热像技术进行检测， 能有效地对电气设备进行预防性维护及评 估。 一、什么是红外热像技术？ 红外辐射是自然界存在的一种最为广泛的电磁波辐射，它在电磁波连续频谱中的位置是处于无线电波与可见光之间的区域，因此人的肉眼无法看见。 德国天文学家Sir William Herschel，Herschel让太阳光穿过一个棱镜并在各种颜色处放置温度计，利用灵敏的水银温度计测量每种颜色的温度，结果发现了红外辐射。Herschel发现，当越过红色光线进入他称为“暗红热”区域时，温度便会升高。 红外热成像技术是被动接收物体发出的红外辐射，其原理是基于自然界中一切温度高于绝对零度(-273℃)的物体，均会发出不同波长的电磁辐射，物体的温度越高，分子或原子的热运动越剧烈，则其中的红外辐射越强。黑颜色或表面颜色较深的物体，辐射系数大，辐射较强；亮颜色或表面颜色较浅的物体，辐射系数小，辐射较弱。红外辐射的波长在0.7μm~1mm之间，所以人眼看不到红外辐射。 通过探测物体发出的红外辐射，热成像仪产生一个实时的图像，从而提供一种景物的热 图像。并将不可见的辐射图像转变为人眼可见的、清晰的图像。热成像仪非常灵敏，能探测
到小于0.1℃的温差。 二、红外热像技术的特点： 非接触式测温 红外热像传感器无需与物体表面进行接触，即可远距离测温和成像。 热分布图像 通过将物体表面的温度值进行调色，红外热像技术可以直观地观察物体表面 热分布图像。 区域测温 红外热像测试的是物体表面整个面的温度值，可以同时测试上万个点甚至数十万个点的温度值。 三、什么是红外热像仪？ 通俗地讲红外热像仪就是将物体发出的不可见红外能量转变为可见的热图像。热图像的上面的不同颜色代表被测物体的不同温度。通过查看热图像，可以观察到被测目标的整体温度分布状况，研究目标的发热情况，从而进行下一步工作的判断。 人类一直都能够检测到红外辐射。人体皮肤内的神经末梢能够对低达±0.009°C (0.005°F) 的温差作出反应。例如，尽管人类可以凭借动物的热感知能力在黑暗中发现温血猎物，
便携式红外热像仪与在线式红外热像仪的区别_ 根据不同的使用形式，可以将红外热像仪分为在线式红外热像仪跟便携式红外热像仪。今天我们就来说说这两款热像仪以及它们之间的区别所在。 一、不同点 1、供电方式不同 便携式红外热像仪都带有电池，而在线式红外热像仪则需要外部实时供电； 2、使用方式不同 便携式红外热像仪带有手柄，使用灵活，开机即可使用，走到哪用到哪。而在线式红外热像仪需要固定安装使用，一般只能看到固定区域内的红外热图像。当然了，如果选配武汉永盛科技的云台和手动或电动调焦镜头，会观测到更大的区域。 3、应用领域不同 便携式红外热像仪一般用于不需要每天24小时连续使用的场合，如日常巡检、故障排查、品质检测、执法巡逻等等。而在线式红外热像仪一般用在需要24小时连续监测的场合，如石油炼制、化工生产、安防等等。 4、PC机数据处理软件不同 与便携式红外热像仪不同，一般在线式红外热像仪的PC软件功能更强大、
更丰富，如在线式红外热像仪不仅能实时显示红外热图，还能实时显示热图中高或低温度点变化曲线。 便携式红外热像仪是一款外形比较小巧，结构紧凑、轻巧便携的红外热像仪器，而且配有电池，可以很大程度的满足不同工作场合的使用。是建筑围护、改修和修缮、检查以及屋面应用的好工具。便携式红外热像仪这款高性能、全辐射成像仪是专门用来针对恶劣的工作环境而优化设计的，适用于电气安装、机电设备、过程设备、HVAC/R设备及其它更多应用的排障工作。能提供快速发现故障所需的清晰、锐利图像的热灵敏度可用于发现很多细微的可能预示着故障问题的温度差异。而且便携式红外热像仪的使用简单，操作直观，用一个大拇指即可轻松的实现导览，无需携带纸笔仅需讲话即可记录发现的所有细节，大大方便我们的试验操作。 在线式红外热像仪在线式热像仪不同于手持式热像仪的一点就是，在线式的要固定在被监测对象的周围，好的的在线式红外热像仪几乎可以安装在任何地方，监控关键设备或其他重要资产。它可帮助您保护生产现场，监测现场状况，使您提前发现异常情况，从而避免财产损失、停工，并保障工人的安危。在线式红外热像仪主要应用于：石油炼制及开采，石化工厂: 甲烷的处理、运输和储存、储存区域防火、监控耐火材料衬里、检查火焰、生产过程质量控制。
非接触式红外测温仪的设计 摘要 利用温度测量技术是很常见的，而且在当前问题的检测设备类仍然是一个非常重要的技术。但在某些应用中，需要使用测量与被测物体接触式温度传感器，它需要一个非接触式温度测量来满足测量要求,本文是红外测温仪的设计的实际需要。 红外测温仪是利用黑体辐射定律为基础，是光学理论和微电子学综合发展的现象。与基本的测温方式相比，具有反应时段短、非触碰、不干扰被测温场、使用寿命长、操做简便等一系列优点。 本文阐述了红外测温仪的基本原理和显示方式，指出红外测温系统的中心控制单元以STC89C51单片机。具体列举了该系统的组成和制作方法，给出了硬件理论图和软件的设计流程图。该系统基本由光学系统、光电探测器、显示输出等部份构成。光学系统的红外辐射能量采集物体的红外能量收集在光电探测器转换成相应的电信号的视野。STC89C51单片机担当节制驱动温度量取、接受量取的数据、并按照单片机中的温度值统计算法算出目的温度值再经过LCD把温度显示出来。
关键词: STC89C51单片机；红外测温；LCD显示屏
ABSTRACT The use of temperature measurement technique is common, but in the current issue of the detection device class is still a very important technology. It requires the use of measurement and the object contact temperature sensor, This is the actual need infrared thermometer designed. Infrared thermometer is the use of blackbody radiation law, based on the phenomenon of optical theory and integrated development of microelectronics. Compared with the basic temperature measurement mode, with a short response time, non-touch, no interference is temperature field, long life, easy operation to do a series of advantages. This paper describes the basic principles and display infrared thermometer, noting that the center of the infrared temperature measurement system control unit STC89C51 microcontroller. accepted amount,and calculates the temperature in accordance with the purpose of single-chip temperature values through statistical algorithms and then the temperature LCD display. Keywords: STC89C51 microcontroller；infrared temperature measurement； LCD display
红外测温仪系统 1. 引言 温度是度量物体冷热程度的一个物理量，是工业生产中很普遍、很重要的一个热工参数，许多生产工艺过程均要求对温度进行监视和控制，特别是在化工、食品等行业生产过程中，温度的测量和控制直接影响到产品的质量和性能。因此，实现对温度的实时测定就显的十分重要。然而，传统的接触式测温仪表如热电偶、热电阻等，因要与被测物质进行充分的热交换，需经过一定的时间后才能达到热平衡，存在着测温的延迟现象，故在连续生产质量检验中存在一定的使用局限。但是，在自然界中,当物体的温度高于绝对零度时,由于它内部热运动的存在,就会不断地向四周辐射电磁波,其中就包含了波段位于0. 75～100μm 的红外线.红外测温仪就是利用这一原理制作而成的。因此，红外测温仪具有使用方便，反应速度快，灵敏度高，测温范围广，可实现在线非接触连续测量等众多优点，正在逐步地得以推广应用。 图1 红外测温仪的测温图 2. 红外测温仪系统原理 2.1红外测温原理 一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射能量。物体的红外辐射能量的大小及其按波长的分布——与它的表面温度有着十分密切的关系。因此，通过对物体自身辐射的红外能量的测量，便能准确地测定它的表面温度，这就是红外辐射测温所依据的客观基础。 黑体辐射定律：黑体是一种理想化的辐射体，它吸收所有波长的辐射能量，没有能量的反射和透过，其表面的发射率为1，其它的物质反射系数小于1，称为灰体。应该指出，自然界中并不存在真正的黑体，但是为了弄清和获得红外辐射分布规律，在理论研究中必须选择合适的模型，这就是普朗克提出的体腔辐射的量子化振子模型，从而导出了普朗克黑体辐射的定律，即以波长表示的黑体光谱辐射度，这是一切红外辐射理论的出发点，故称黑体辐射定律。 由于黑体的光谱辐射功率Pb(λΤ)与绝对温度Τ 之间满足普朗克定理： ()1 ex p 251-= -T c c T P b λλλ （1） 其中，Pb(λΤ)—黑体的辐射出射度； λ—波长； T —绝对温度；
红外热成像检测技术的应用和展望 摘要：无损检测，是指在不会对材料或元件的有效性或可靠性造成损害的前提下，对其内部的异性结构(缺陷或损伤)进行探测、定位、识别及测量的一种实用性技术。红外热成像技术是在红外探测器、微电子和计算机技术的基础上发展起来的，属于综合性高新技术，该技术正朝着快速扫描、非致冷、焦平面阵列式接收、计算机图像处理的方向发展，利用便携式笔记本电脑控制的系统正日趋完善。 关键词：无损检测；热成像技术；应用；发展趋势
红外热成像无损检测技术(又称红外热波无损检测技术)，是一门跨学科的技术，它的研究和应用，对提高航空航天器，多种军、民用工业设备的安全可靠性具有重要意义。1.红外热成像检测技术的原理 红外热成像无损检测技术的基本原理是利用被检物的不连续性缺陷对热传导性能的影响，使得物体表面温度不一致，即物体表面的局部区域产生温度梯度，导致物体表面红外辐射能力发生差异。借助红外热像仪探测被检物的辐射分布，通过形成的热像图序列就可推断出内部缺陷情况。 从理论上分析可知，材料或构件因内部缺陷将导致局部力学性能的强度改变，由于材料内部结构的不连续性，这种缺陷将引起材料或构件的热传导不连续，致使材料或构件的温度梯度不同，因而显现出的红外热图像也有所不同。通过研究被检测材料的内部缺陷及结构力学性能，找出其热传导特性与红外热图像之间的关系和机理，根据显示图像的温度梯度就可以确定缺陷的位置和范围，由温度梯度随时间变化的速率可以确定缺陷的深度。 采用红外热成像技术进行检测的特点是不受材料的几何结构及材质的限制，可以实现非接触、大面积的检测。 2.红外热成像检测技术的分类 根据探测方式不同，红外热成像检测技术可划分为透射式和反射式，其中反射式更便于使用；根据引起温差的方式不同，可划分为主动式和被动式。 主动式红外热成像检测技术可以对物体表面进行快速、准确的检测，并具有直观、非接触、单次检测面积大等特点。根据主动式激励源不同，主要划分脉冲红外热成像检测技术、锁相红外热成像检测技术和超声红外热成像检测技术等。 2.1脉冲红外热成像检测技术 脉冲红外热成像技术是一种集光、机、电为一体的非接触式无损检测方法，也是目前研究最多和最成熟的方法之一。工作原理如图1所示:以高能脉冲闪光灯作为激励热源，热流在被测构件内部传导过程中，若构件内部存在缺陷或损伤，则使得物体内部热分布将存在不连续性结构，从而导致其缺陷或损伤处的表面温度与无缺陷或损伤处有明显不同。 图1冲红外热成像检测技术的工作原理 脉冲红外热成像检测方式虽然简单实用，但是也存在着一些缺点：适于检测平板类构件，对于复杂结构构件检测存在困难；对热源的均匀性要求非常高；检测构件厚度有限，
摘要： 在当今的生活中，传统的水银温度计有着很多大大小小的缺点，虽然它价格低、性能稳定，但是它精度低、测量时间长、不安全等缺点，给我们带来了众多麻烦和不便。红外线测温仪集快速、准确、安全、方便可靠等众多优点于一身，很快便被越来越多的人们所认知和接受。 本文根据红外线测温的原理，以STC89C52单片机作为核心控制部件，控制系统运行，结合TN901红外测温模块，搭配液晶显示器实现测温。本文大致介绍了这套系统的构成和实现方式，给出硬件、软件方面的设计流程。此系统主要由光电探测部分、系统运行部分和显示输出部分等组成：由TN901进行红外辐射采集，传入单片机，经由单片机处理转换为电信号，并在液晶模块中显示出来。 关键词：红外线测温 STC89C52 TN901
Abstract In today's life, the traditional mercury thermometer has many large and small faults, although its price is low, performance is stable, but its low precision, measurement time, uneasy congruent faults, brings us many troubles and inconvenience. Infrared thermometer set rapid, accurate, safe, convenient and reliable, and many other advantages in one, soon cognitive and accepted by more and more people. This paper according to the principle of infrared temperature measurement, STC89C52 single-chip computer as core control unit, control system, combined with TN901 infrared temperature measurement module, match LCD to realize temperature measuring. This paper Outlines the composition and implementation of the system, gives the hardware and software aspects of the design process. This system is mainly composed of photoelectric detection system is running, and display output sections such as: infrared radiation by TN901 collection, introduced into single chip microcomputer, processed by single-chip microcomputer is converted to electrical signals, and displayed in the LCD module. Keywords Infrared temperature measurement STC89C52 TN901
毕业设计（论文） 非接触式红外测温仪设计
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：日期：
摘要 温度测量技术应用十分广泛，而且在现代设备故障检测领域中也是一项非常重要的技术。但在某些应用领域中，要求测量温度用的传感器不能与被测物体相接触，这就需要一种非接触的测温方式来满足上述测温需求。本论文正是应上述实际需求而设计的红外测温仪。 红外测温仪是以黑体辐射定律作为理论基础，是光学理论和微电子学综合发展的产物。与传统的测温方式相比，具有响应时间短、非接触、不干扰被测温场、使用寿命长、操作方便等一系列优点。 本文介绍了红外测温仪测温的基本原理和实现方法，提出了以STC89C51单片机为其核心控制部件的红外测温系统。详细介绍了该系统的构成和实现方式，给出了硬件原理图和软件的设计流程图。该系统主要由光学系统、光电探测器、显示输出等部分组成。光学系统汇集其视场内目标的红外辐射能量，红外能量聚焦在光电探测仪上并转变为相应的电信号。STC89C51单片机负责控制启动温度测量、接收测量数据、并按照单片机中的温度值计算算法计算出目标的温度值再通过LED把结果显示出来。 关键词: STC89C51单片机，红外测温，LED显示 THE DESIGN OF NON－CONTECT INFRARED THERMOMETER
《传感器原理》课程读书报告 红外光电传感器测温仪红外测温传感器结构1 器目标制冷 前置红光学成像外
大放测探扫描系统路 同 放主处信显示号理步换录记转 红外测温仪由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等部分组成。光学系统汇聚其视场内的目标红外辐射能量，视场的大小由测温仪的光学零件及其位置确定。红外能量聚焦在光电探测器上并转变为相应的电信号。该信号经过放大器和信号处理电路，并按照仪器内的算法和目标发射率校正后转变 红外测温传感器工作原理2 在自然界中，一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射量。 根．
《传感器原理》课程读书报告 据基尔霍夫定律、普朗克定律、维恩公式这三大辐射定律，物体的红外辐射能量的大小及其按波长的分布与其表面温度有着十分密切的关系。因此，通过对物体自身辐射的红外能量的测量，便能准确地测定它的表面温度，这就是红外辐射测温所依据的客观基础。
三大辐射定律均是以“黑体”作为研究对象分析得出的。但是，自然界中存在的实际物体都不是黑体，所有实际物体的辐射量除依赖于辐射波长及物体的温度之外，还与构成物体的材料种类、制备方法以及表面状态和环境条件等因素有关。因此，为了使黑体辐射定律适用于所有实际物体，必须引入一个与材料性质及表面状态有关的比例系数，即发射率。该系数表示实际物体的热辐射与黑体辐射的接近程度，其值在0-1之间。根据辐射定律，只要知道了材料的发射率，就知道了任何物体的红外辐射特性。物体表面发射率主要决定于材料性质和表面状态（如表面氧化情况，涂层材料，粗糙程度及污秽状态等）。 当物体的温度高于绝对零度时，由于它内部热运动的存在，就会不断的向四周辐射电磁波，其中的红外线在给定的温度和波长下，物体发射的辐射能有一个最大值，这种物质成为黑体，其他的波段的最大值成为灰体。事实上，自然界中并不存在黑体，只是为了获得红外线的分布规律才提出的，从而导出了普朗克黑体辐射定律。 普朗克黑体辐射定律是用于描述在任意温度下从一个黑体中发射的电磁辐射的辐射率与电磁辐射的频率的关系公式。通过对物体自身辐射的红外能量的测量，便能准确地测定它的表面温度，这就是红外辐射测温所依据的客观基础用公式可表达为： E=δε（T-To） E是辐射出射度．单位是W／m3； δ是斯蒂芬一波尔兹曼常数，5．67x10-8W／（m2·K4）； ε是物体的辐射率： T是物体的温度（K）； To是物体周围的环境温度（K）。 红外测温仪电路比较复杂, 包括前置放大, 选频放大, 温度补偿, 线性化, 发射率ε （比辐射率）调节等。目前已有一种带单片机的智能红外测温仪, 利用单片机与软件的功能, 大大简化了硬件电路, 提高了仪表的稳定性、可靠性和准确性。 红外测温仪的光学系统可以是透射式, 也可以是反射式。反射式光学系统多采用凹面玻璃反射镜, 并在镜的表面镀金、铝、镍或铬等对红外辐射反射率很高的金属材料。 3红外测温理论基础 3.1红外辐射（红外线、红外光） 红外线是电磁波谱中，波长0.76μm-1000μm范围的电磁辐射，位于红外光与无线电波之间。与可见光的反射、折射、干涉、衍射和偏振等特性相同。同时具有粒子性。对人的眼睛不敏感，要用对红外敏感的探测器才能接收到。红外辐射的本质是热辐射，热辐射包括紫外光、可见光辐射，但是在0.76μm-40μm红外辐射热效应最大。 自然界中一切温度高于绝对零度的有生命和无生命的物体，时时刻刻都在不停地辐射红外线。辐射的量主要由物体的温度和材料本身的性质决定；特别热辐射的强度及光谱成份取决于辐射体的温度。 3.2黑体辐射规律 黑体红外辐射的基本规律揭示的是黑体发射的红外热辐射随温度及波长的定量