机械扫描式红外测温成像系统的设计与实现
随着红外技术的发展,红外热成像仪因其具有操作简单、响应速度快、结果显示明了等特点在工农业生产领域显示出了其独特的优势。目前,红外热成像仪主要采用的是红外焦平面阵列探测器,其价格昂贵,限制了它的推广应用。本文提出了一种温度分辨率较高成本低的机械扫描式红外测温成像系统,能够完成对静止发热物体进行测量并可以形红外图像。它是由红外探测器、机械扫描装置、计算机图像处理系统三部分组成。本系统采用单个红外探测器对某一小区域进行单点测量,得出该点的温度值,测温的精确度能够达到0.5℃,再通过控制器的串行口把测得的数据传输给计算机。红外探测器通过机械扫描装置带动对被测物体进行连续的扫描,把数据传输给计算机,最终由计算机进行数据处理,形成红外图像。
本文主要研究内容是对在静止状态下发热物体的监测,能够实时监测发热体的温度,并且能够通过计算机处理形成红外图像。主要内容主要包括以下几个方面:
1.对红外探测器的选择以及红外装置做了详细的介绍。红外探测器选用了高精度的红外温度传感器,通过恒温控制装置对该红外探测器的工作温度做了一定的补偿,以提高其精确度;同时对探测器的视场也进行了限制,使其能够达到实验要求。
2.详细地介绍了系统硬件的设计以及实现方法。包括系统恒温装置、串行口通信以及步进电机驱动的设计与实现。
3.详细地描述了机械扫描部分的设计与实现。机械扫描装置由X轴和Y中方向的两个步进电机以及丝杠组成。机械扫描装置的控制是通过Mach3数控软件实现的,Mach3应用方便灵活,并且控制精度高。通过编写的G代码在Mach3中的运行,可以高效的实现机械扫描的控制意图。
4.最后编写了上位机控制程序,对系统进行分模块调试以及整机调试,并且在实验室内进行了验证性试验。
机械扫描式;红外测温成像;系统设计;响应速度;数据处理;控制程序
中国海洋大学
硕士
光学工程
亓夫军
2011
中文
O434.3;TH811.9
72
2011-11-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）