红外测温原理目前已经相对成熟,短期内在原理上的创新可能性不大。因此,在设计过程中上需要从两个方面入手:一是良好的光学系统和软硬件设计,二是分析影响精度的因素,极大可能的减少误差,提高仪器精度、稳定性和抗干扰能力。在信号的采集和处理环节,无论是探测器选型、光学系统的选型和设计、信号处理和软件算法等,都有可能对红外测温仪进行进一步的改进和创新。红外测温仪在哪些方面的设计突出?
1、光学设计方面
在光学设计方面,可以根据具体需求采用合适的光学系统。以双色测温仪为例,当前主流的方案有光学分光和调制盘结构。目前,国内的成熟产品使用调制盘/斩波器结构,但驱动调制盘所用的步进电机增加仪器的体积和结构的复杂性,并削弱仪器的抗震性。此外,除传统的光学分光系统外,近几年涌现分叉光纤系统以及棱镜分光系统。通过取消滤波片的使用,可以消除滤波片对光路不一致带来的影响。在探测器方面,目前,国外的红外探测器已经发展到第四代焦平面技术,探测器在小型化的同时,性能也不断提升。
2、电路和软件设计方面
在电路设计方面,针对不同的光学系统和不同类型的探测器输出的信号类型,电路方面虽然略有不同,但总的宗旨是提高信号处理的精度和可靠性。在软件设计方面,主要涉及数据处理。在嵌入式微处理器性能日益强大的今天,原先很多只能在电脑上进行运算的高等级算法,如动态补偿算法、神经网络算法等逐渐开始应用于红外测温仪的数据处理中。
红外测温仪是随着红外探测技术发展来的。较早的测温仪是亮度高温计,靠肉眼识别。从早期只覆盖可见光到近红外范围,工作电压几百上千伏的光电管、光电倍增管,到近些年来响应范围、精度和稳定性等参数越来越好的各类光子探测器和热探测器。