本(ben)發(fa)明涉及(ji)道路(lu)交(jiao)通安全氣象要(yao)素探(tan)測(ce)技術領域，具體是一種高精度(du)非接觸式(shi)路(lu)面溫度(du)測(ce)量(liang)裝置及(ji)其(qi)測(ce)量(liang)方法。

背景技術：

隨(sui)著道(dao)路交通(tong)的(de)(de)發展和車輛的(de)(de)激(ji)增，路面(mian)氣(qi)象狀態(tai)(tai)對交通(tong)運輸的(de)(de)影(ying)響也越來越廣(guang)泛，惡(e)劣(lie)的(de)(de)路面(mian)氣(qi)象狀態(tai)(tai)造成了較多(duo)的(de)(de)交通(tong)事故，甚至(zhi)威(wei)脅(xie)人們的(de)(de)生命財產安全。

路(lu)(lu)面(mian)(mian)溫(wen)(wen)度(du)(du)是路(lu)(lu)面(mian)(mian)氣(qi)象狀態中很(hen)(hen)重要的(de)(de)(de)(de)一項指標。隨著溫(wen)(wen)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)變(bian)化，路(lu)(lu)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)材料強度(du)(du)和剛(gang)度(du)(du)也會(hui)隨之發生(sheng)變(bian)化。由于路(lu)(lu)面(mian)(mian)材料熱(re)傳導性能(neng)差(cha)，溫(wen)(wen)度(du)(du)變(bian)化時(shi)(shi)，結構(gou)表(biao)面(mian)(mian)溫(wen)(wen)度(du)(du)變(bian)化迅速，結構(gou)內(nei)部溫(wen)(wen)度(du)(du)變(bian)化很(hen)(hen)小，各(ge)個部分處于不同(tong)的(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)狀態，材料的(de)(de)(de)(de)體積(ji)也會(hui)產生(sheng)膨(peng)脹和收縮，當(dang)這種膨(peng)脹和收縮受到阻礙時(shi)(shi)，會(hui)產生(sheng)很(hen)(hen)大的(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)應(ying)力，引(yin)起(qi)結構(gou)變(bian)形、開裂，進而破(po)壞道路(lu)(lu)結構(gou)，影(ying)響行車安全。同(tong)時(shi)(shi)，高溫(wen)(wen)是誘(you)發車輛“爆胎(tai)”的(de)(de)(de)(de)元兇(xiong)，夏季的(de)(de)(de)(de)地面(mian)(mian)溫(wen)(wen)度(du)(du)會(hui)達到50℃以上(shang)，汽(qi)車長時(shi)(shi)間(jian)在(zai)高溫(wen)(wen)路(lu)(lu)面(mian)(mian)行駛致使(shi)胎(tai)壓增加極易引(yin)發爆胎(tai)事故，發生(sheng)嚴重交通事故。

目(mu)前(qian)國內外(wai)對(dui)路(lu)面溫(wen)度的測(ce)(ce)量主要有接(jie)觸(chu)式和非(fei)接(jie)觸(chu)式兩種方(fang)法。前(qian)者，采用(yong)熱(re)(re)(re)(re)電偶、熱(re)(re)(re)(re)電阻等埋入(ru)路(lu)面測(ce)(ce)量，通過感知物理特性的某些變化來判斷(duan)路(lu)面溫(wen)度，該類測(ce)(ce)量裝置都需要埋入(ru)路(lu)面使用(yong)，一(yi)(yi)(yi)方(fang)面會對(dui)路(lu)面造成破壞，安裝維護(hu)也不便；另(ling)一(yi)(yi)(yi)方(fang)面，接(jie)觸(chu)式測(ce)(ce)溫(wen)需要與被測(ce)(ce)物體進行充分的熱(re)(re)(re)(re)交換，經(jing)過一(yi)(yi)(yi)定的時間后才能達到熱(re)(re)(re)(re)平衡，存在延遲(chi)現象。

非(fei)接(jie)(jie)(jie)觸式測量(liang)大多是通過紅(hong)(hong)外輻射(she)(she)(she)來反演路(lu)(lu)(lu)面(mian)溫(wen)度。基本(ben)原理是：紅(hong)(hong)外輻射(she)(she)(she)存在(zai)(zai)于自(zi)然界(jie)的任(ren)何一個角落，在(zai)(zai)自(zi)然界(jie)中，任(ren)何溫(wen)度超過零度的物體都會(hui)不(bu)斷地向周圍(wei)空間發(fa)出紅(hong)(hong)外輻射(she)(she)(she)，這種輻射(she)(she)(she)具(ju)(ju)有光反射(she)(she)(she)與折射(she)(she)(she)等一系列特征，且(qie)輻射(she)(she)(she)強(qiang)度與溫(wen)度大小存在(zai)(zai)確(que)定的關(guan)系。該類測量(liang)裝(zhuang)置可(ke)以(yi)直接(jie)(jie)(jie)安(an)裝(zhuang)在(zai)(zai)道(dao)路(lu)(lu)(lu)、橋梁、高(gao)架兩側，安(an)裝(zhuang)維(wei)(wei)護簡單，準(zhun)確(que)度高(gao)。我國高(gao)速公(gong)路(lu)(lu)(lu)承載(zai)的運輸(shu)量(liang)大，破(po)損(sun)較快，路(lu)(lu)(lu)面(mian)經常(chang)性翻新或維(wei)(wei)修，接(jie)(jie)(jie)觸式更易損(sun)壞，增加了維(wei)(wei)護成(cheng)本(ben)。此外，非(fei)接(jie)(jie)(jie)觸式測溫(wen)還具(ju)(ju)有響應速度快、測溫(wen)范圍(wei)寬、無需接(jie)(jie)(jie)觸被測物體、不(bu)干(gan)擾被測溫(wen)度場的優點(dian)。因(yin)(yin)此，非(fei)接(jie)(jie)(jie)觸式更具(ju)(ju)有應用前(qian)(qian)景(jing)。然而(er)，目前(qian)(qian)國內尚無成(cheng)熟的該類產品，國外進(jin)口產品價格昂貴，因(yin)(yin)此有必要對路(lu)(lu)(lu)面(mian)溫(wen)度狀態(tai)的非(fei)接(jie)(jie)(jie)觸式實(shi)時(shi)監測進(jin)行研究。

現(xian)有(you)技術中(zhong)，通(tong)過(guo)探(tan)(tan)測物(wu)(wu)體(ti)(ti)發出的(de)紅(hong)外輻射(she)(she)量(liang)，可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)相應的(de)算法得(de)到其(qi)相應的(de)溫度值。但(dan)是，用于(yu)路(lu)(lu)面溫度測量(liang)的(de)紅(hong)外測溫儀(yi)器(qi)(qi)(qi)，安(an)裝在野外用于(yu)長期(qi)不間斷(duan)的(de)實(shi)時測量(liang)，而外界(jie)的(de)溫度變(bian)化(hua)很大(da)(da)(da)，晝夜溫差、不同(tong)季節的(de)溫差都造(zao)成(cheng)儀(yi)器(qi)(qi)(qi)本身(shen)發生較大(da)(da)(da)溫度波動(dong)，而本身(shen)也是輻射(she)(she)體(ti)(ti)，隨著溫度的(de)變(bian)化(hua)輻射(she)(she)量(liang)也會(hui)發生變(bian)化(hua)，并且由于(yu)儀(yi)器(qi)(qi)(qi)本身(shen)距離探(tan)(tan)測器(qi)(qi)(qi)較近，對探(tan)(tan)測器(qi)(qi)(qi)測量(liang)到的(de)信號貢獻較大(da)(da)(da)，其(qi)自身(shen)輻射(she)(she)會(hui)疊加到探(tan)(tan)測器(qi)(qi)(qi)上，對實(shi)際目標物(wu)(wu)輻射(she)(she)量(liang)的(de)檢測產生影(ying)響(xiang)，影(ying)響(xiang)路(lu)(lu)面溫度的(de)反演(yan)，因(yin)此，這部分(fen)的(de)影(ying)響(xiang)因(yin)素一定要(yao)扣除(chu)。

一般(ban)的(de)(de)修正方法(fa)是通過接(jie)觸式(shi)溫(wen)度傳(chuan)感器測(ce)(ce)量儀(yi)(yi)器某部件的(de)(de)溫(wen)度后(hou)，反(fan)(fan)推出儀(yi)(yi)器的(de)(de)輻(fu)(fu)射(she)(she)量，再在(zai)測(ce)(ce)量中(zhong)扣除這(zhe)部分(fen)輻(fu)(fu)射(she)(she)量，進行(xing)目標物溫(wen)度反(fan)(fan)演。但實際上，儀(yi)(yi)器本身(shen)材料(liao)是由金屬等多種材料(liao)組成，具有不(bu)同的(de)(de)輻(fu)(fu)射(she)(she)特性，通過上述方法(fa)反(fan)(fan)推得到的(de)(de)儀(yi)(yi)器本身(shen)的(de)(de)輻(fu)(fu)射(she)(she)量是不(bu)準(zhun)確的(de)(de)；同時(shi)，在(zai)儀(yi)(yi)器中(zhong)外殼、光學透鏡(jing)甚至是腔體內的(de)(de)空氣都(dou)會產生紅(hong)外輻(fu)(fu)射(she)(she)，只用測(ce)(ce)量儀(yi)(yi)器本身(shen)某部件的(de)(de)溫(wen)度，不(bu)能全面反(fan)(fan)映出該干(gan)擾因素的(de)(de)確定值。

技術實現要素：

本(ben)(ben)發明的(de)(de)(de)目(mu)(mu)的(de)(de)(de)在于(yu)提供一(yi)(yi)種(zhong)高精度非接(jie)(jie)觸式路(lu)(lu)(lu)面溫度測(ce)量裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)及其測(ce)量方法。采(cai)用(yong)(yong)雙(shuang)探(tan)測(ce)器(qi)扣除(chu)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)本(ben)(ben)身的(de)(de)(de)輻射(she)(she)影(ying)響，即采(cai)用(yong)(yong)一(yi)(yi)個(ge)探(tan)測(ce)器(qi)直(zhi)接(jie)(jie)測(ce)量裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)本(ben)(ben)身的(de)(de)(de)紅外輻射(she)(she)量，而采(cai)用(yong)(yong)另(ling)一(yi)(yi)個(ge)探(tan)測(ce)器(qi)測(ce)量目(mu)(mu)標路(lu)(lu)(lu)面的(de)(de)(de)紅外輻射(she)(she)量和裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)本(ben)(ben)身的(de)(de)(de)紅外輻射(she)(she)量，通過扣除(chu)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)本(ben)(ben)身背景輻射(she)(she)的(de)(de)(de)方法，直(zhi)接(jie)(jie)精確測(ce)量到(dao)目(mu)(mu)標路(lu)(lu)(lu)面的(de)(de)(de)紅外輻射(she)(she)量，以(yi)保證目(mu)(mu)標路(lu)(lu)(lu)面的(de)(de)(de)實(shi)際溫度的(de)(de)(de)準確反演。

本(ben)發明的技術方(fang)案為(wei)：

一種高精度(du)(du)非(fei)接觸式路(lu)面溫度(du)(du)測量(liang)裝置(zhi)，該裝置(zhi)包(bao)括紅(hong)外(wai)光(guang)(guang)(guang)信號探(tan)(tan)(tan)測模(mo)塊(kuai)、信號調理模(mo)塊(kuai)以及信號采集與處理模(mo)塊(kuai)；所述(shu)紅(hong)外(wai)光(guang)(guang)(guang)信號探(tan)(tan)(tan)測模(mo)塊(kuai)包(bao)括紅(hong)外(wai)光(guang)(guang)(guang)透鏡、窗口(kou)(kou)(kou)濾(lv)光(guang)(guang)(guang)片、主(zhu)(zhu)探(tan)(tan)(tan)測器(qi)(qi)(qi)(qi)、副(fu)(fu)探(tan)(tan)(tan)測器(qi)(qi)(qi)(qi)、主(zhu)(zhu)探(tan)(tan)(tan)測器(qi)(qi)(qi)(qi)濾(lv)光(guang)(guang)(guang)片和副(fu)(fu)探(tan)(tan)(tan)測器(qi)(qi)(qi)(qi)濾(lv)光(guang)(guang)(guang)片；所述(shu)紅(hong)外(wai)光(guang)(guang)(guang)透鏡位(wei)(wei)于窗口(kou)(kou)(kou)濾(lv)光(guang)(guang)(guang)片的(de)前端，所述(shu)窗口(kou)(kou)(kou)濾(lv)光(guang)(guang)(guang)片位(wei)(wei)于主(zhu)(zhu)探(tan)(tan)(tan)測器(qi)(qi)(qi)(qi)濾(lv)光(guang)(guang)(guang)片和副(fu)(fu)探(tan)(tan)(tan)測器(qi)(qi)(qi)(qi)濾(lv)光(guang)(guang)(guang)片的(de)前端，所述(shu)主(zhu)(zhu)探(tan)(tan)(tan)測器(qi)(qi)(qi)(qi)濾(lv)光(guang)(guang)(guang)片位(wei)(wei)于主(zhu)(zhu)探(tan)(tan)(tan)測器(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)前端，所述(shu)副(fu)(fu)探(tan)(tan)(tan)測器(qi)(qi)(qi)(qi)濾(lv)光(guang)(guang)(guang)片位(wei)(wei)于副(fu)(fu)探(tan)(tan)(tan)測器(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)前端；

所(suo)述(shu)紅(hong)(hong)(hong)外(wai)(wai)(wai)(wai)(wai)光(guang)(guang)透鏡(jing)用(yong)(yong)于(yu)(yu)(yu)(yu)對(dui)目標(biao)路面的(de)(de)(de)紅(hong)(hong)(hong)外(wai)(wai)(wai)(wai)(wai)輻(fu)(fu)(fu)射(she)(she)(she)信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)進(jin)行(xing)聚焦(jiao)；所(suo)述(shu)窗口(kou)濾(lv)光(guang)(guang)片用(yong)(yong)于(yu)(yu)(yu)(yu)對(dui)經過紅(hong)(hong)(hong)外(wai)(wai)(wai)(wai)(wai)光(guang)(guang)透鏡(jing)聚焦(jiao)的(de)(de)(de)目標(biao)路面的(de)(de)(de)紅(hong)(hong)(hong)外(wai)(wai)(wai)(wai)(wai)輻(fu)(fu)(fu)射(she)(she)(she)信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)進(jin)行(xing)濾(lv)光(guang)(guang)；所(suo)述(shu)主(zhu)探(tan)(tan)測(ce)(ce)器(qi)(qi)(qi)濾(lv)光(guang)(guang)片和副(fu)(fu)(fu)探(tan)(tan)測(ce)(ce)器(qi)(qi)(qi)濾(lv)光(guang)(guang)片均用(yong)(yong)于(yu)(yu)(yu)(yu)對(dui)裝置(zhi)本身(shen)的(de)(de)(de)紅(hong)(hong)(hong)外(wai)(wai)(wai)(wai)(wai)輻(fu)(fu)(fu)射(she)(she)(she)信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)和透過窗口(kou)濾(lv)光(guang)(guang)片的(de)(de)(de)目標(biao)路面的(de)(de)(de)紅(hong)(hong)(hong)外(wai)(wai)(wai)(wai)(wai)輻(fu)(fu)(fu)射(she)(she)(she)信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)進(jin)行(xing)濾(lv)光(guang)(guang)，其中，目標(biao)路面的(de)(de)(de)紅(hong)(hong)(hong)外(wai)(wai)(wai)(wai)(wai)輻(fu)(fu)(fu)射(she)(she)(she)信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)在副(fu)(fu)(fu)探(tan)(tan)測(ce)(ce)器(qi)(qi)(qi)濾(lv)光(guang)(guang)片上(shang)被(bei)截止；所(suo)述(shu)主(zhu)探(tan)(tan)測(ce)(ce)器(qi)(qi)(qi)用(yong)(yong)于(yu)(yu)(yu)(yu)接(jie)收透過主(zhu)探(tan)(tan)測(ce)(ce)器(qi)(qi)(qi)濾(lv)光(guang)(guang)片的(de)(de)(de)裝置(zhi)本身(shen)的(de)(de)(de)紅(hong)(hong)(hong)外(wai)(wai)(wai)(wai)(wai)輻(fu)(fu)(fu)射(she)(she)(she)信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)和目標(biao)路面的(de)(de)(de)紅(hong)(hong)(hong)外(wai)(wai)(wai)(wai)(wai)輻(fu)(fu)(fu)射(she)(she)(she)信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)，所(suo)述(shu)副(fu)(fu)(fu)探(tan)(tan)測(ce)(ce)器(qi)(qi)(qi)用(yong)(yong)于(yu)(yu)(yu)(yu)接(jie)收透過副(fu)(fu)(fu)探(tan)(tan)測(ce)(ce)器(qi)(qi)(qi)濾(lv)光(guang)(guang)片的(de)(de)(de)裝置(zhi)本身(shen)的(de)(de)(de)紅(hong)(hong)(hong)外(wai)(wai)(wai)(wai)(wai)輻(fu)(fu)(fu)射(she)(she)(she)信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)；所(suo)述(shu)主(zhu)探(tan)(tan)測(ce)(ce)器(qi)(qi)(qi)和副(fu)(fu)(fu)探(tan)(tan)測(ce)(ce)器(qi)(qi)(qi)均用(yong)(yong)于(yu)(yu)(yu)(yu)將接(jie)收到的(de)(de)(de)紅(hong)(hong)(hong)外(wai)(wai)(wai)(wai)(wai)輻(fu)(fu)(fu)射(she)(she)(she)信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)轉換(huan)成電信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)，所(suo)述(shu)電信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)經過信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)調理(li)(li)模塊調理(li)(li)后進(jin)入信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)采集(ji)與處理(li)(li)模塊。

所述的高(gao)精度非接觸(chu)式路(lu)(lu)(lu)面溫度測量裝置，所述信(xin)號調理模(mo)塊包括前置放大電路(lu)(lu)(lu)、二級放大電路(lu)(lu)(lu)和低通(tong)濾波電路(lu)(lu)(lu)，所述信(xin)號采集(ji)與處(chu)理模(mo)塊包括溫濕度補(bu)償電路(lu)(lu)(lu)、模(mo)數(shu)轉換電路(lu)(lu)(lu)、中央處(chu)理器和信(xin)號輸出(chu)電路(lu)(lu)(lu)；

所(suo)述(shu)前置(zhi)放大(da)電(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)用(yong)于(yu)(yu)對主探測器(qi)和(he)副探測器(qi)輸(shu)出(chu)(chu)的電(dian)(dian)信號(hao)進行(xing)電(dian)(dian)流(liu)到電(dian)(dian)壓的轉換(huan)(huan)和(he)放大(da)；所(suo)述(shu)二(er)(er)級(ji)放大(da)電(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)用(yong)于(yu)(yu)對前置(zhi)放大(da)電(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)輸(shu)出(chu)(chu)的電(dian)(dian)壓信號(hao)進行(xing)二(er)(er)級(ji)放大(da)；所(suo)述(shu)低(di)通濾波電(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)用(yong)于(yu)(yu)對二(er)(er)級(ji)放大(da)電(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)輸(shu)出(chu)(chu)的電(dian)(dian)壓信號(hao)中的高頻(pin)交流(liu)干擾成分進行(xing)隔離；所(suo)述(shu)溫濕(shi)度補償電(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)用(yong)于(yu)(yu)測量大(da)氣溫度和(he)濕(shi)度并(bing)傳(chuan)(chuan)輸(shu)至中央處理器(qi)；所(suo)述(shu)模數(shu)轉換(huan)(huan)電(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)用(yong)于(yu)(yu)將低(di)通濾波電(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)傳(chuan)(chuan)輸(shu)過(guo)來(lai)的信號(hao)進行(xing)模數(shu)轉換(huan)(huan)，再傳(chuan)(chuan)輸(shu)至中央處理器(qi)；所(suo)述(shu)信號(hao)輸(shu)出(chu)(chu)電(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)用(yong)于(yu)(yu)將中央處理器(qi)處理得(de)到的測量結果輸(shu)出(chu)(chu)顯(xian)示。

所述的高精度非接觸(chu)式路面溫度測量裝置(zhi)，所述紅(hong)外光透(tou)鏡采用菲涅爾透(tou)鏡。

所述的(de)高精(jing)度非接觸式路面溫度測(ce)量裝置(zhi)，所述窗口濾(lv)(lv)(lv)光(guang)片(pian)采用(yong)(yong)主(zhu)(zhu)(zhu)要透過波長(chang)為5～8um的(de)紅外輻(fu)射信(xin)號的(de)濾(lv)(lv)(lv)光(guang)片(pian)；所述主(zhu)(zhu)(zhu)探測(ce)器濾(lv)(lv)(lv)光(guang)片(pian)采用(yong)(yong)主(zhu)(zhu)(zhu)要透過波長(chang)為5～14um的(de)紅外輻(fu)射信(xin)號的(de)濾(lv)(lv)(lv)光(guang)片(pian)；所述副(fu)探測(ce)器濾(lv)(lv)(lv)光(guang)片(pian)采用(yong)(yong)主(zhu)(zhu)(zhu)要透過波長(chang)為8～14um的(de)紅外輻(fu)射信(xin)號的(de)濾(lv)(lv)(lv)光(guang)片(pian)。

所述的高精度(du)非接(jie)觸(chu)式路面溫度(du)測(ce)量裝置，所述主(zhu)探測(ce)器和副探測(ce)器均采用熱電堆光電探測(ce)器。

一種高精(jing)度非接觸式路面溫(wen)度測量裝置(zhi)的(de)測量方法，該(gai)方法包(bao)括(kuo)以下(xia)步(bu)驟(zou)：

a、目標路面的紅外輻射信號依(yi)次經(jing)過紅外光透鏡聚(ju)焦(jiao)、窗(chuang)口濾(lv)(lv)(lv)光片濾(lv)(lv)(lv)光后在副探(tan)測(ce)(ce)器濾(lv)(lv)(lv)光片上(shang)被截(jie)止，僅經(jing)過主(zhu)探(tan)測(ce)(ce)器濾(lv)(lv)(lv)光片濾(lv)(lv)(lv)光后照(zhao)射到主(zhu)探(tan)測(ce)(ce)器上(shang)；

裝置本身的紅外(wai)輻射信(xin)號經(jing)(jing)過(guo)主探測(ce)器濾(lv)光(guang)(guang)片(pian)濾(lv)光(guang)(guang)后照射到主探測(ce)器上，經(jing)(jing)過(guo)副探測(ce)器濾(lv)光(guang)(guang)片(pian)濾(lv)光(guang)(guang)后照射到副探測(ce)器上；

b、主探測(ce)器和副探測(ce)器將(jiang)接(jie)收到的(de)紅外(wai)輻射信(xin)(xin)號(hao)轉(zhuan)換(huan)成電(dian)信(xin)(xin)號(hao)，所(suo)述電(dian)信(xin)(xin)號(hao)經過信(xin)(xin)號(hao)調理(li)模塊調理(li)后進入信(xin)(xin)號(hao)采集與處理(li)模塊；

c、信號(hao)(hao)采集與(yu)處理(li)模塊對來自于(yu)主探測(ce)(ce)器和(he)副探測(ce)(ce)器的(de)兩(liang)路(lu)信號(hao)(hao)數值按照預先標(biao)定的(de)主探測(ce)(ce)器測(ce)(ce)量(liang)(liang)的(de)裝置本身的(de)紅(hong)外(wai)輻射(she)量(liang)(liang)值與(yu)副探測(ce)(ce)器測(ce)(ce)量(liang)(liang)的(de)裝置本身的(de)紅(hong)外(wai)輻射(she)量(liang)(liang)值之間(jian)的(de)關系進行(xing)計算(suan)，得到目標(biao)路(lu)面的(de)紅(hong)外(wai)輻射(she)量(liang)(liang)值；

d、根據(ju)得到的(de)(de)目(mu)(mu)標(biao)路(lu)面(mian)的(de)(de)紅外輻(fu)射量(liang)值，從預存(cun)的(de)(de)目(mu)(mu)標(biao)路(lu)面(mian)的(de)(de)紅外輻(fu)射量(liang)值與溫(wen)度值的(de)(de)對應(ying)表中，查(cha)詢出對應(ying)的(de)(de)目(mu)(mu)標(biao)路(lu)面(mian)的(de)(de)溫(wen)度值。

所述的高精度非接(jie)觸式路面溫度測(ce)量(liang)裝置(zhi)的測(ce)量(liang)方法，步驟c中，所述主(zhu)探(tan)測(ce)器(qi)測(ce)量(liang)的裝置(zhi)本身(shen)的紅外(wai)輻射量(liang)值與副(fu)探(tan)測(ce)器(qi)測(ce)量(liang)的裝置(zhi)本身(shen)的紅外(wai)輻射量(liang)值之間的關系，通過以(yi)下步驟獲得：

c1、用(yong)黑色(se)塑料堵頭將紅(hong)(hong)外(wai)光透鏡的(de)前端完全擋住，將裝置放置于(yu)溫(wen)控箱(xiang)內，控制溫(wen)度從(cong)-20℃逐步(bu)上升(sheng)到(dao)50℃，在上升(sheng)過程(cheng)中每隔5℃記錄(lu)下(xia)主探測器(qi)、副(fu)探測器(qi)接收到(dao)的(de)紅(hong)(hong)外(wai)輻(fu)(fu)射(she)信(xin)(xin)號(hao)(hao)經過信(xin)(xin)號(hao)(hao)調理模(mo)塊調理、信(xin)(xin)號(hao)(hao)采集與(yu)處(chu)理模(mo)塊處(chu)理得到(dao)的(de)兩路(lu)信(xin)(xin)號(hao)(hao)數(shu)值L1′(n)、L2(n)，n＝0，1，2，…，14，共15組(zu)數(shu)據，其(qi)中，L1′(n)表示第n組(zu)數(shu)據中主探測器(qi)測量(liang)的(de)裝置本身(shen)的(de)紅(hong)(hong)外(wai)輻(fu)(fu)射(she)量(liang)值，L2(n)表示第n組(zu)數(shu)據中副(fu)探測器(qi)測量(liang)的(de)裝置本身(shen)的(de)紅(hong)(hong)外(wai)輻(fu)(fu)射(she)量(liang)值；

c2、采用線(xian)性內插法(fa)得到(dao)在第n組數(shu)據(ju)與第n+1組數(shu)據(ju)之(zhi)(zhi)間，即L1′(n)、L2(n)與L1′(n+1)、L2(n+1)之(zhi)(zhi)間，主探(tan)測器(qi)測量的裝置本身的紅外輻射量值L1′與副探(tan)測器(qi)測量的裝置本身的紅外輻射量值L2之(zhi)(zhi)間的函數(shu)關系：

其中，L1′(n+1)、L2(n+1)分別表示第n+1組數據中主探(tan)測器、副(fu)探(tan)測器測量(liang)的(de)裝置(zhi)本身的(de)紅外輻射(she)量(liang)值；L1′介(jie)于(yu)L1′(n)與(yu)(yu)L1′(n+1)之間，L2介(jie)于(yu)L2(n)與(yu)(yu)L2(n+1)之間；

即得到(dao)裝置溫度(du)從-20℃到(dao)50℃上L1′和(he)L2之間的分段函數：

L1′＝F₁(L2)

其(qi)中(zhong)，為以L2為自變量的(de)分(fen)段函(han)數(shu)；

步(bu)驟c中，所述(shu)目標路面(mian)的紅外輻射(she)量值通過以(yi)下公式獲得：

LC＝L1-F₁(L2)

其中，LC表(biao)(biao)示目標(biao)路(lu)面的紅外(wai)輻(fu)射(she)(she)(she)量值(zhi)，L1表(biao)(biao)示來(lai)(lai)自于(yu)主探(tan)(tan)測(ce)(ce)器(qi)的信號數值(zhi)即主探(tan)(tan)測(ce)(ce)器(qi)測(ce)(ce)量的裝置本身的紅外(wai)輻(fu)射(she)(she)(she)量值(zhi)與目標(biao)路(lu)面的紅外(wai)輻(fu)射(she)(she)(she)量值(zhi)之和(he)，L2表(biao)(biao)示來(lai)(lai)自于(yu)副探(tan)(tan)測(ce)(ce)器(qi)的信號數值(zhi)即副探(tan)(tan)測(ce)(ce)器(qi)測(ce)(ce)量的裝置本身的紅外(wai)輻(fu)射(she)(she)(she)量值(zhi)；

步(bu)驟d中，所述目標路面的紅外輻射量值與溫度值的對應表，通過以下步(bu)驟獲得：

d1、將(jiang)面積大于裝(zhuang)置視場的(de)(de)路(lu)(lu)面模擬(ni)物作為目標(biao)路(lu)(lu)面放置在溫控(kong)箱內，將(jiang)裝(zhuang)置對(dui)準(zhun)(zhun)所(suo)述目標(biao)路(lu)(lu)面以測(ce)(ce)量(liang)其紅外(wai)輻(fu)(fu)射信號，控(kong)制溫度(du)(du)從-20℃逐步上升到50℃，在上升過程中每隔5℃記錄下主探測(ce)(ce)器(qi)(qi)、副探測(ce)(ce)器(qi)(qi)接收到的(de)(de)紅外(wai)輻(fu)(fu)射信號經(jing)過信號調理(li)模塊(kuai)調理(li)、信號采集與處理(li)模塊(kuai)處理(li)得到的(de)(de)兩(liang)路(lu)(lu)信號數(shu)值(zhi)(zhi)L1(n)、L2(n)以及(ji)對(dui)應的(de)(de)溫度(du)(du)值(zhi)(zhi)T(n)，n＝0，1，2，…，14，共15組數(shu)據(ju)，L1(n)表(biao)示第(di)n組數(shu)據(ju)中主探測(ce)(ce)器(qi)(qi)測(ce)(ce)量(liang)的(de)(de)裝(zhuang)置本(ben)身的(de)(de)紅外(wai)輻(fu)(fu)射量(liang)值(zhi)(zhi)與目標(biao)路(lu)(lu)面的(de)(de)紅外(wai)輻(fu)(fu)射量(liang)值(zhi)(zhi)之和(he)，L2(n)表(biao)示第(di)n組數(shu)據(ju)中副探測(ce)(ce)器(qi)(qi)測(ce)(ce)量(liang)的(de)(de)裝(zhuang)置本(ben)身的(de)(de)紅外(wai)輻(fu)(fu)射量(liang)值(zhi)(zhi)，T(n)表(biao)示第(di)n組數(shu)據(ju)中溫控(kong)箱的(de)(de)溫度(du)(du)值(zhi)(zhi)，并將(jiang)其作為此時目標(biao)路(lu)(lu)面的(de)(de)標(biao)準(zhun)(zhun)溫度(du)(du)值(zhi)(zhi)；

d2、采用以下公(gong)式，得(de)到每(mei)組數據對(dui)應的目標路面的紅外輻射量值：

LC(n)＝L1(n)-F₁(L2(n))

其中，LC(n)表示(shi)第(di)n組(zu)數據對(dui)應的目標路面的紅外輻射量(liang)值；

d3、將(jiang)LC(n)與T(n)采用以(yi)下公式進(jin)行二(er)次(ci)多項式擬(ni)(ni)合(he),得到擬(ni)(ni)合(he)系數a、b、c：

LC(n)＝a+bT(n)+cT(n)²

進而(er)，得到目標路(lu)面的紅外輻射量值LC與溫度值T之(zhi)間(jian)的方程(cheng)式：

LC＝a+bT+cT²

d4、根(gen)據上述(shu)方程式計(ji)算出溫(wen)度值在-20℃至50℃范(fan)圍內，間隔0.1℃的(de)所有(you)溫(wen)度值對應(ying)的(de)目標路(lu)面的(de)紅外(wai)輻(fu)射(she)量值，形成(cheng)目標路(lu)面的(de)紅外(wai)輻(fu)射(she)量值與溫(wen)度值的(de)對應(ying)表(biao)。

本發明的有益(yi)效果為(wei)：

由上述技(ji)術方(fang)案可知(zhi)，本發明采用雙探測(ce)器測(ce)量系統，通(tong)過其中一個探測(ce)器直接檢(jian)測(ce)裝置(zhi)本身溫度(du)(du)引起的(de)(de)(de)紅外(wai)輻射(she)，在測(ce)量目(mu)標路(lu)(lu)(lu)面(mian)的(de)(de)(de)紅外(wai)輻射(she)時(shi)扣除其影響，準(zhun)確得到目(mu)標路(lu)(lu)(lu)面(mian)的(de)(de)(de)紅外(wai)輻射(she)量，實現目(mu)標路(lu)(lu)(lu)面(mian)溫度(du)(du)的(de)(de)(de)準(zhun)確反演，避(bi)免在外(wai)界環境(jing)溫度(du)(du)波動較大(da)的(de)(de)(de)情況下裝置(zhi)本身溫度(du)(du)變化對測(ce)量準(zhun)確性(xing)帶來的(de)(de)(de)影響。本發明的(de)(de)(de)裝置(zhi)結構(gou)簡單、調試(shi)方(fang)便、穩定性(xing)高，有(you)效地提高了路(lu)(lu)(lu)面(mian)溫度(du)(du)測(ce)量系統的(de)(de)(de)準(zhun)確性(xing)和實用性(xing)，為其它(ta)路(lu)(lu)(lu)面(mian)氣象狀態的(de)(de)(de)判斷提供了有(you)效依據。

附圖說明

圖1是(shi)本發明的(de)裝置(zhi)結構示意圖；

圖2是本發明中(zhong)窗口(kou)濾波片的光(guang)譜(pu)透(tou)過率曲線；

圖3是本發明中主探測器(qi)濾波片的光譜透過率曲線(xian)；

圖(tu)4是(shi)本發明中副探測器濾波片的光譜(pu)透過率曲線。

具體實施方式

下面結合附(fu)圖和具體(ti)實施例進(jin)一(yi)步(bu)說明本發(fa)明。

如圖1所示，一種高(gao)精度(du)非接觸式路(lu)面溫(wen)度(du)測(ce)量裝置，包(bao)括紅(hong)外光信(xin)號(hao)(hao)探(tan)(tan)(tan)(tan)測(ce)模(mo)塊100、信(xin)號(hao)(hao)調理模(mo)塊200以及信(xin)號(hao)(hao)采(cai)集與處(chu)理模(mo)塊300。紅(hong)外光信(xin)號(hao)(hao)探(tan)(tan)(tan)(tan)測(ce)模(mo)塊100包(bao)括紅(hong)外光透(tou)(tou)鏡(jing)(jing)101、窗口濾光片102、主(zhu)(zhu)探(tan)(tan)(tan)(tan)測(ce)器(qi)(qi)104、副探(tan)(tan)(tan)(tan)測(ce)器(qi)(qi)106、主(zhu)(zhu)探(tan)(tan)(tan)(tan)測(ce)器(qi)(qi)濾光片103和(he)副探(tan)(tan)(tan)(tan)測(ce)器(qi)(qi)濾光片105。信(xin)號(hao)(hao)調理模(mo)塊200包(bao)括前置放(fang)大電路(lu)201、二(er)級放(fang)大電路(lu)202和(he)低通濾波電路(lu)203。信(xin)號(hao)(hao)采(cai)集與處(chu)理模(mo)塊300包(bao)括溫(wen)濕度(du)補償電路(lu)301、模(mo)數轉(zhuan)換電路(lu)302、中(zhong)央處(chu)理器(qi)(qi)303和(he)信(xin)號(hao)(hao)輸出(chu)電路(lu)304。其(qi)中(zhong)，紅(hong)外光透(tou)(tou)鏡(jing)(jing)101采(cai)用菲(fei)涅(nie)爾透(tou)(tou)鏡(jing)(jing)，具(ju)有(you)體積小、紅(hong)外透(tou)(tou)過率(lv)高(gao)的(de)優(you)點。主(zhu)(zhu)探(tan)(tan)(tan)(tan)測(ce)器(qi)(qi)104和(he)副探(tan)(tan)(tan)(tan)測(ce)器(qi)(qi)106均采(cai)用熱(re)電堆光電探(tan)(tan)(tan)(tan)測(ce)器(qi)(qi)，具(ju)有(you)靈(ling)敏度(du)高(gao)、抗干擾能力強的(de)優(you)點。

紅(hong)(hong)(hong)外(wai)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)透(tou)鏡101位于(yu)窗(chuang)口濾(lv)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)片(pian)(pian)(pian)102的(de)前(qian)端，窗(chuang)口濾(lv)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)片(pian)(pian)(pian)102位于(yu)主(zhu)(zhu)探(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)測(ce)(ce)(ce)(ce)器(qi)(qi)(qi)(qi)濾(lv)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)片(pian)(pian)(pian)103和(he)(he)副(fu)(fu)(fu)探(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)測(ce)(ce)(ce)(ce)器(qi)(qi)(qi)(qi)濾(lv)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)片(pian)(pian)(pian)105的(de)前(qian)端，主(zhu)(zhu)探(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)測(ce)(ce)(ce)(ce)器(qi)(qi)(qi)(qi)濾(lv)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)片(pian)(pian)(pian)103位于(yu)主(zhu)(zhu)探(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)測(ce)(ce)(ce)(ce)器(qi)(qi)(qi)(qi)104的(de)前(qian)端，副(fu)(fu)(fu)探(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)測(ce)(ce)(ce)(ce)器(qi)(qi)(qi)(qi)濾(lv)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)片(pian)(pian)(pian)105位于(yu)副(fu)(fu)(fu)探(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)測(ce)(ce)(ce)(ce)器(qi)(qi)(qi)(qi)106的(de)前(qian)端。目(mu)標路(lu)面的(de)紅(hong)(hong)(hong)外(wai)輻(fu)射(she)信號經(jing)(jing)過(guo)(guo)紅(hong)(hong)(hong)外(wai)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)透(tou)鏡101聚焦后(hou)照射(she)到(dao)窗(chuang)口濾(lv)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)片(pian)(pian)(pian)102上(shang)，經(jing)(jing)過(guo)(guo)窗(chuang)口濾(lv)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)片(pian)(pian)(pian)102濾(lv)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)后(hou)照射(she)到(dao)主(zhu)(zhu)探(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)測(ce)(ce)(ce)(ce)器(qi)(qi)(qi)(qi)濾(lv)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)片(pian)(pian)(pian)103和(he)(he)副(fu)(fu)(fu)探(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)測(ce)(ce)(ce)(ce)器(qi)(qi)(qi)(qi)濾(lv)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)片(pian)(pian)(pian)105上(shang)，經(jing)(jing)過(guo)(guo)主(zhu)(zhu)探(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)測(ce)(ce)(ce)(ce)器(qi)(qi)(qi)(qi)濾(lv)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)片(pian)(pian)(pian)103濾(lv)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)后(hou)照射(she)到(dao)主(zhu)(zhu)探(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)測(ce)(ce)(ce)(ce)器(qi)(qi)(qi)(qi)104上(shang)，在副(fu)(fu)(fu)探(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)測(ce)(ce)(ce)(ce)器(qi)(qi)(qi)(qi)濾(lv)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)片(pian)(pian)(pian)105上(shang)被(bei)截止，因此，不會(hui)照射(she)到(dao)副(fu)(fu)(fu)探(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)測(ce)(ce)(ce)(ce)器(qi)(qi)(qi)(qi)106上(shang)。裝(zhuang)置本身的(de)紅(hong)(hong)(hong)外(wai)輻(fu)射(she)信號照射(she)到(dao)主(zhu)(zhu)探(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)測(ce)(ce)(ce)(ce)器(qi)(qi)(qi)(qi)濾(lv)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)片(pian)(pian)(pian)103和(he)(he)副(fu)(fu)(fu)探(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)測(ce)(ce)(ce)(ce)器(qi)(qi)(qi)(qi)濾(lv)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)片(pian)(pian)(pian)105上(shang)，經(jing)(jing)過(guo)(guo)主(zhu)(zhu)探(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)測(ce)(ce)(ce)(ce)器(qi)(qi)(qi)(qi)濾(lv)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)片(pian)(pian)(pian)103和(he)(he)副(fu)(fu)(fu)探(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)測(ce)(ce)(ce)(ce)器(qi)(qi)(qi)(qi)濾(lv)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)片(pian)(pian)(pian)105濾(lv)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)后(hou)照射(she)到(dao)主(zhu)(zhu)探(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)測(ce)(ce)(ce)(ce)器(qi)(qi)(qi)(qi)104和(he)(he)副(fu)(fu)(fu)探(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)測(ce)(ce)(ce)(ce)器(qi)(qi)(qi)(qi)106上(shang)。主(zhu)(zhu)探(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)測(ce)(ce)(ce)(ce)器(qi)(qi)(qi)(qi)104和(he)(he)副(fu)(fu)(fu)探(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)測(ce)(ce)(ce)(ce)器(qi)(qi)(qi)(qi)106對(dui)接(jie)收到(dao)的(de)紅(hong)(hong)(hong)外(wai)輻(fu)射(she)信號進行光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)電轉(zhuan)換(huan)，產(chan)生微(wei)弱電流信號。

前(qian)置(zhi)放大(da)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)201對主探測器104和副探測器106光電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)轉(zhuan)換(huan)后的(de)(de)(de)微(wei)弱電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流信(xin)號(hao)(hao)(hao)進行(xing)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流到(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)的(de)(de)(de)轉(zhuan)換(huan)和放大(da)。二級(ji)(ji)放大(da)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)202對前(qian)置(zhi)放大(da)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)201輸(shu)出的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)信(xin)號(hao)(hao)(hao)進行(xing)二級(ji)(ji)放大(da)，以滿足模(mo)數(shu)轉(zhuan)換(huan)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)302的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)范圍要求。低通濾波(bo)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)203對二級(ji)(ji)放大(da)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)202輸(shu)出的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)信(xin)號(hao)(hao)(hao)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)高(gao)頻(pin)交流干(gan)擾成分進行(xing)隔離，實(shi)現(xian)(xian)低頻(pin)信(xin)號(hao)(hao)(hao)的(de)(de)(de)通過。低通濾波(bo)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)203的(de)(de)(de)輸(shu)出端連接模(mo)數(shu)轉(zhuan)換(huan)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)302的(de)(de)(de)輸(shu)入端。模(mo)數(shu)轉(zhuan)換(huan)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)302實(shi)現(xian)(xian)模(mo)擬信(xin)號(hao)(hao)(hao)到(dao)數(shu)字(zi)信(xin)號(hao)(hao)(hao)的(de)(de)(de)轉(zhuan)換(huan)，溫(wen)濕(shi)度(du)(du)補償電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)301實(shi)現(xian)(xian)大(da)氣中(zhong)(zhong)溫(wen)度(du)(du)和濕(shi)度(du)(du)的(de)(de)(de)測量，中(zhong)(zhong)央(yang)處理器303接收模(mo)數(shu)轉(zhuan)換(huan)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)302和溫(wen)濕(shi)度(du)(du)補償電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)301的(de)(de)(de)數(shu)據，實(shi)現(xian)(xian)數(shu)字(zi)信(xin)號(hao)(hao)(hao)處理、電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)值(zhi)到(dao)實(shi)際溫(wen)度(du)(du)的(de)(de)(de)轉(zhuan)換(huan)，并通過信(xin)號(hao)(hao)(hao)輸(shu)出電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)304將測量到(dao)的(de)(de)(de)目標路(lu)(lu)(lu)面溫(wen)度(du)(du)實(shi)時輸(shu)出。

本發(fa)明的裝置采用紅外輻射測溫原理，其主探測器104接收到的紅外輻射量是(shi)：

L1＝ε(T₀)L(T₀)+ε_q(T_q)L(T_q) (1)

即目標路面的紅外輻射量和裝置本身的紅外輻射量之和。其中，L1是主探測器106接收到的紅外輻射量，T₀是目標路面的溫度，T_q是裝置本身腔體的溫度，ε(T₀)是目標路面的表面輻射率，L(T₀)是目標路面的紅外輻射量，ε_q(T_q)是裝置本身腔體的表面輻射率，L(T_q)是裝(zhuang)置本(ben)身的紅外輻射量。

本發(fa)明采用了(le)雙探測(ce)器測(ce)量的(de)設計方案(an)，濾(lv)(lv)(lv)光(guang)片(pian)(pian)(pian)的(de)設計如圖(tu)2～圖(tu)4所示，窗口濾(lv)(lv)(lv)光(guang)片(pian)(pian)(pian)102在(zai)紅(hong)外透(tou)過率(lv)(lv)大(da)于80％的(de)范圍(wei)(wei)主要(yao)在(zai)5～8um波(bo)長范圍(wei)(wei)上，主探測(ce)器濾(lv)(lv)(lv)光(guang)片(pian)(pian)(pian)103在(zai)紅(hong)外透(tou)過率(lv)(lv)大(da)于80％的(de)范圍(wei)(wei)主要(yao)在(zai)5～14um波(bo)長范圍(wei)(wei)上，副探測(ce)器濾(lv)(lv)(lv)光(guang)片(pian)(pian)(pian)105在(zai)紅(hong)外透(tou)過率(lv)(lv)大(da)于80％的(de)范圍(wei)(wei)主要(yao)在(zai)8～14um波(bo)長范圍(wei)(wei)上。

可(ke)以(yi)(yi)(yi)看出(chu)，在窗口(kou)濾光片(pian)102的(de)(de)(de)濾光作(zuo)用下，目標路(lu)面(mian)(mian)發(fa)射(she)(she)(she)的(de)(de)(de)5～8um波(bo)長范圍(wei)上(shang)的(de)(de)(de)紅(hong)(hong)外(wai)(wai)輻(fu)(fu)射(she)(she)(she)信號可(ke)以(yi)(yi)(yi)進入裝(zhuang)置(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)內部，并經(jing)過(guo)(guo)主(zhu)探(tan)(tan)測(ce)(ce)器(qi)(qi)濾光片(pian)103照(zhao)(zhao)(zhao)射(she)(she)(she)到主(zhu)探(tan)(tan)測(ce)(ce)器(qi)(qi)104上(shang)；裝(zhuang)置(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)本身(shen)發(fa)射(she)(she)(she)的(de)(de)(de)5～14um波(bo)長范圍(wei)上(shang)的(de)(de)(de)紅(hong)(hong)外(wai)(wai)輻(fu)(fu)射(she)(she)(she)信號可(ke)以(yi)(yi)(yi)經(jing)過(guo)(guo)主(zhu)探(tan)(tan)測(ce)(ce)器(qi)(qi)濾光片(pian)103照(zhao)(zhao)(zhao)射(she)(she)(she)到主(zhu)探(tan)(tan)測(ce)(ce)器(qi)(qi)104上(shang)；裝(zhuang)置(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)本身(shen)發(fa)射(she)(she)(she)的(de)(de)(de)8～14um波(bo)長范圍(wei)上(shang)的(de)(de)(de)紅(hong)(hong)外(wai)(wai)輻(fu)(fu)射(she)(she)(she)信號可(ke)以(yi)(yi)(yi)經(jing)過(guo)(guo)副(fu)探(tan)(tan)測(ce)(ce)器(qi)(qi)濾光片(pian)105照(zhao)(zhao)(zhao)射(she)(she)(she)到副(fu)探(tan)(tan)測(ce)(ce)器(qi)(qi)106上(shang)，但(dan)目標路(lu)面(mian)(mian)發(fa)射(she)(she)(she)的(de)(de)(de)紅(hong)(hong)外(wai)(wai)輻(fu)(fu)射(she)(she)(she)信號經(jing)過(guo)(guo)窗口(kou)濾光片(pian)102濾光后無法(fa)照(zhao)(zhao)(zhao)射(she)(she)(she)到副(fu)探(tan)(tan)測(ce)(ce)器(qi)(qi)106上(shang)，即副(fu)探(tan)(tan)測(ce)(ce)器(qi)(qi)106只(zhi)用于探(tan)(tan)測(ce)(ce)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)本身(shen)的(de)(de)(de)紅(hong)(hong)外(wai)(wai)輻(fu)(fu)射(she)(she)(she)量(liang)。

因(yin)此，副探(tan)測器106接收的(de)紅外輻射能量(liang)如公式(shi)(2)所示(shi)：

主探測器104測量目標路面的紅外輻射量，為第一部分即目標路面的紅外輻射量和第二部分裝置本身的紅外輻射量之和，如公式(3)所示，其中，λ₁＝5um、λ₂＝8um、λ₃＝14um：

主探(tan)測器(qi)104測量目標路面的紅外輻(fu)射(she)量是：

因此(ci)，在反(fan)演(yan)目標路面的(de)實際溫度時，需要從主探測(ce)器104測(ce)量(liang)目標路面的(de)紅外(wai)輻(fu)射量(liang)中(zhong)扣除(chu)即裝置(zhi)本身(shen)的(de)紅外(wai)輻(fu)射部分(fen)。

因此，本發明的(de)(de)測量(liang)方法目標(biao)是用副探測器(qi)(qi)106測量(liang)裝(zhuang)(zhuang)置本身(shen)(shen)的(de)(de)紅(hong)(hong)外輻射量(liang)，再(zai)計(ji)算(suan)出(chu)主探測器(qi)(qi)104測量(liang)值中裝(zhuang)(zhuang)置本身(shen)(shen)的(de)(de)紅(hong)(hong)外輻射量(liang)，扣除后得到實際的(de)(de)目標(biao)路(lu)面(mian)(mian)的(de)(de)紅(hong)(hong)外輻射量(liang)，再(zai)通過(guo)該(gai)值反演出(chu)目標(biao)路(lu)面(mian)(mian)的(de)(de)溫度值。

由于采用(yong)同樣的(de)探測(ce)器(qi)、光學系統、信(xin)(xin)號(hao)調理模塊200、信(xin)(xin)號(hao)采集(ji)與處理模塊300，副探測(ce)器(qi)106接收(shou)到的(de)紅外輻(fu)射量與主探測(ce)器(qi)106接收(shou)的(de)部分(fen)大小是相等的(de)。

因(yin)此，為了(le)得到和之(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)量值關系，對雙(shuang)探測(ce)器(qi)(qi)(qi)進行(xing)標(biao)定，目(mu)(mu)的(de)(de)(de)是對兩個探測(ce)器(qi)(qi)(qi)測(ce)量的(de)(de)(de)裝置本身的(de)(de)(de)紅外輻(fu)射(she)量進行(xing)標(biao)定，得到無(wu)目(mu)(mu)標(biao)路面(mian)的(de)(de)(de)紅外輻(fu)射(she)影(ying)響下和兩者(zhe)之(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)數(shu)值關系，以便(bian)在后續(xu)測(ce)量目(mu)(mu)標(biao)路面(mian)溫度時(shi)，通過副探測(ce)器(qi)(qi)(qi)106的(de)(de)(de)測(ce)量值來反(fan)推出主探測(ce)器(qi)(qi)(qi)104上裝置本身對其的(de)(de)(de)紅外輻(fu)射(she)量值，扣除該值后得到目(mu)(mu)標(biao)路面(mian)的(de)(de)(de)紅外輻(fu)射(she)量值。具體的(de)(de)(de)標(biao)定步驟(zou)如下：

A1、用黑(hei)色(se)塑(su)料堵頭將紅(hong)外光(guang)透鏡101的(de)前端完全(quan)擋(dang)住，在該情(qing)況下(xia)，主探(tan)測器104和副探(tan)測器106都是只近似接收裝置本(ben)身的(de)紅(hong)外輻射。

B1、將裝置(zhi)(zhi)放置(zhi)(zhi)于溫(wen)控(kong)箱內，控(kong)制(zhi)溫(wen)度從-20℃逐步上升(sheng)到(dao)(dao)50℃，在上升(sheng)過(guo)程中(zhong)每隔5℃記錄(lu)下主(zhu)探測(ce)器104、副探測(ce)器106接收(shou)到(dao)(dao)的(de)(de)紅外輻射信(xin)號(hao)經(jing)過(guo)信(xin)號(hao)調(diao)理(li)模(mo)塊(kuai)200調(diao)理(li)、信(xin)號(hao)采集(ji)與(yu)處理(li)模(mo)塊(kuai)300處理(li)得到(dao)(dao)的(de)(de)兩路信(xin)號(hao)數(shu)(shu)值(zhi)(zhi)L1′(n)、L2(n)，n＝0，1，2，…，14，共15組(zu)數(shu)(shu)據(ju)，其中(zhong)，L1′(n)表(biao)示第(di)(di)n組(zu)數(shu)(shu)據(ju)中(zhong)主(zhu)探測(ce)器104測(ce)量(liang)(liang)的(de)(de)裝置(zhi)(zhi)本(ben)身的(de)(de)紅外輻射量(liang)(liang)值(zhi)(zhi)，L2(n)表(biao)示第(di)(di)n組(zu)數(shu)(shu)據(ju)中(zhong)副探測(ce)器106測(ce)量(liang)(liang)的(de)(de)裝置(zhi)(zhi)本(ben)身的(de)(de)紅外輻射量(liang)(liang)值(zhi)(zhi)。

C1、將記錄的(de)數據存(cun)儲(chu)在(zai)中央(yang)處理(li)器(qi)303的(de)存(cun)儲(chu)單元中，采用線性(xing)內插法就能得到間隔(ge)點L1′(n)、L2(n)與L1′(n+1)、L2(n+1)之間，主探(tan)測(ce)器(qi)104測(ce)量的(de)裝(zhuang)置本(ben)身(shen)的(de)紅外(wai)輻(fu)(fu)射量值(zhi)L1′與副探(tan)測(ce)器(qi)106測(ce)量的(de)裝(zhuang)置本(ben)身(shen)的(de)紅外(wai)輻(fu)(fu)射量值(zhi)L2之間的(de)關系：

即：

其中，L1′(n+1)、L2(n+1)分別表(biao)示第n+1組數(shu)據(ju)中主(zhu)探測(ce)器(104)、副探測(ce)器(106)測(ce)量的裝置本身的紅外(wai)輻射量值；L1′介(jie)于(yu)L1′(n)與L1′(n+1)之間(jian)，L2介(jie)于(yu)L2(n)與L2(n+1)之間(jian)；

這樣得到溫(wen)度從-20℃逐步上升到50℃的分段函數公式：

即通過L2反演出L1′。

在實際(ji)測量(liang)過程中，主探(tan)測器104接收的紅(hong)外輻射量(liang)為：

因此，得到：

LC＝L1-F₁(L2) (8)

本發明測量目(mu)標(biao)(biao)(biao)路面(mian)(mian)(mian)溫(wen)(wen)度的(de)標(biao)(biao)(biao)定方(fang)法是通過將面(mian)(mian)(mian)積(ji)大(da)于裝(zhuang)置(zhi)視場的(de)柏(bo)油路面(mian)(mian)(mian)模擬物作(zuo)為(wei)目(mu)標(biao)(biao)(biao)路面(mian)(mian)(mian)放置(zhi)在(zai)溫(wen)(wen)控箱內，裝(zhuang)置(zhi)對準目(mu)標(biao)(biao)(biao)路面(mian)(mian)(mian)采(cai)集不(bu)同(tong)溫(wen)(wen)度下的(de)紅外輻射信號轉化的(de)電壓大(da)小(xiao)，再用多項(xiang)式(shi)對采(cai)集到(dao)的(de)數(shu)據(ju)進(jin)行(xing)擬合(he)，然后(hou)再進(jin)行(xing)標(biao)(biao)(biao)定，即得到(dao)目(mu)標(biao)(biao)(biao)路面(mian)(mian)(mian)的(de)紅外輻射量值和對應(ying)的(de)溫(wen)(wen)度值，通過擬合(he)公式(shi)(9)反(fan)演目(mu)標(biao)(biao)(biao)路面(mian)(mian)(mian)的(de)溫(wen)(wen)度T。

擬合方程為：

LC＝a+bT+cT²+dT³+eT⁴ (9)

二(er)次(ci)、三次(ci)和四次(ci)多項式擬合得都較好(hao)，因此在實際應用(yong)(yong)中(zhong)，運用(yong)(yong)二(er)次(ci)多項式擬合精度(du)已經足(zu)夠，得到擬合曲線(xian)后，便可根據方(fang)程求出其(qi)它點的(de)值，存入中(zhong)央(yang)處理(li)器303的(de)存儲單元供查詢使(shi)用(yong)(yong)。

具體步驟如下：

A2、將面(mian)(mian)積(ji)大(da)于裝置視(shi)場(chang)的(de)(de)路面(mian)(mian)模擬物(wu)作為目(mu)標(biao)(biao)路面(mian)(mian)放置在溫(wen)控箱內，將裝置對(dui)(dui)準所述目(mu)標(biao)(biao)路面(mian)(mian)以(yi)(yi)測(ce)(ce)(ce)(ce)量其紅(hong)(hong)外輻(fu)(fu)射(she)(she)信(xin)號(hao)，控制溫(wen)度(du)從-20℃逐步上升到(dao)50℃，在上升過(guo)程中每隔(ge)5℃記錄下主探(tan)(tan)測(ce)(ce)(ce)(ce)器104、副(fu)探(tan)(tan)測(ce)(ce)(ce)(ce)器106接(jie)收到(dao)的(de)(de)紅(hong)(hong)外輻(fu)(fu)射(she)(she)信(xin)號(hao)經(jing)過(guo)信(xin)號(hao)調(diao)理模塊200調(diao)理、信(xin)號(hao)采集(ji)與處理模塊300處理得到(dao)的(de)(de)兩(liang)路信(xin)號(hao)數(shu)值(zhi)L1(n)、L2(n)以(yi)(yi)及對(dui)(dui)應(ying)的(de)(de)溫(wen)度(du)值(zhi)T(n)，n＝0，1，2，…，14，共15組數(shu)據，L1(n)表示(shi)(shi)第n組數(shu)據中主探(tan)(tan)測(ce)(ce)(ce)(ce)器104測(ce)(ce)(ce)(ce)量的(de)(de)裝置本身的(de)(de)紅(hong)(hong)外輻(fu)(fu)射(she)(she)量值(zhi)與目(mu)標(biao)(biao)路面(mian)(mian)的(de)(de)紅(hong)(hong)外輻(fu)(fu)射(she)(she)量值(zhi)之和，L2(n)表示(shi)(shi)第n組數(shu)據中副(fu)探(tan)(tan)測(ce)(ce)(ce)(ce)器106測(ce)(ce)(ce)(ce)量的(de)(de)裝置本身的(de)(de)紅(hong)(hong)外輻(fu)(fu)射(she)(she)量值(zhi)，T(n)表示(shi)(shi)第n組數(shu)據中溫(wen)控箱的(de)(de)溫(wen)度(du)值(zhi)，并將其作為此時(shi)目(mu)標(biao)(biao)路面(mian)(mian)的(de)(de)溫(wen)度(du)值(zhi)；

B2、采用以下公式，得到(dao)每組數據對應的(de)目標(biao)路面的(de)紅外輻(fu)射量值(zhi)：

LC(n)＝L1(n)-F₁(L2(n))

其中，LC(n)表示第(di)n組數據(ju)對應的目標路面的紅外輻射量值；

C2、將LC(n)與T(n)采用以(yi)下公式(shi)進行二次多項式(shi)擬(ni)合,得到(dao)擬(ni)合系數a、b、c：

LC(n)＝a+bT(n)+cT(n)² (10)

進而，得到(dao)目標路(lu)面的紅外輻(fu)射量值(zhi)LC與溫(wen)度值(zhi)T之間的方程(cheng)式：

LC＝a+bT+cT²

D2、根據上(shang)述方(fang)程(cheng)式計算出(chu)溫度(du)值在-20℃至(zhi)50℃范圍(wei)內，間隔0.1℃的所有溫度(du)值對(dui)應(ying)的目(mu)標(biao)路(lu)面(mian)的紅外輻(fu)射量(liang)值，形成目(mu)標(biao)路(lu)面(mian)的紅外輻(fu)射量(liang)值與溫度(du)值的對(dui)應(ying)表，存(cun)儲(chu)備(bei)用。

在實際測(ce)量(liang)過程中，主探測(ce)器104、副探測(ce)器106探測(ce)的紅外輻(fu)射信號經過信號調理(li)模(mo)塊(kuai)200調理(li)、信號采集(ji)與(yu)處理(li)模(mo)塊(kuai)300處理(li)后的數字信號L1、L2，通過公式(8)計算LC，根據LC的值進行(xing)查詢，得到對應(ying)的溫度值T。

一種高精(jing)度非接觸式路面溫度測量裝置(zhi)的測量方法，包括以(yi)下步(bu)驟：

S1、目標路面的紅外(wai)輻射信號依次經過(guo)紅外(wai)光(guang)透(tou)鏡(jing)101聚焦、窗口濾(lv)(lv)光(guang)片(pian)(pian)102濾(lv)(lv)光(guang)后(hou)在(zai)副探測(ce)器(qi)濾(lv)(lv)光(guang)片(pian)(pian)105上被截止，僅經過(guo)主(zhu)探測(ce)器(qi)濾(lv)(lv)光(guang)片(pian)(pian)103濾(lv)(lv)光(guang)后(hou)照射到主(zhu)探測(ce)器(qi)104上；

裝(zhuang)置本身的紅外輻射信號經過主探(tan)測器濾(lv)光(guang)片103濾(lv)光(guang)后(hou)照射到主探(tan)測器104上，經過副探(tan)測器濾(lv)光(guang)片105濾(lv)光(guang)后(hou)照射到副探(tan)測器106上。

S2、主探(tan)測(ce)器104和(he)副探(tan)測(ce)器106將接收到的(de)紅外輻射信(xin)號(hao)(hao)轉換成電信(xin)號(hao)(hao)，所述(shu)電信(xin)號(hao)(hao)經過信(xin)號(hao)(hao)調理(li)模(mo)塊(kuai)200調理(li)后進入(ru)信(xin)號(hao)(hao)采集與處理(li)模(mo)塊(kuai)300。

S3、信號采(cai)集與(yu)處理模塊300對來自(zi)于主(zhu)探測(ce)(ce)器(qi)(qi)104和副(fu)探測(ce)(ce)器(qi)(qi)106的(de)兩路信號數(shu)值(zhi)按照預先標定的(de)主(zhu)探測(ce)(ce)器(qi)(qi)104測(ce)(ce)量(liang)(liang)的(de)裝置本身的(de)紅(hong)外(wai)輻射(she)量(liang)(liang)值(zhi)與(yu)副(fu)探測(ce)(ce)器(qi)(qi)106測(ce)(ce)量(liang)(liang)的(de)裝置本身的(de)紅(hong)外(wai)輻射(she)量(liang)(liang)值(zhi)之(zhi)間的(de)關系進行計算，得到目(mu)標路面的(de)紅(hong)外(wai)輻射(she)量(liang)(liang)值(zhi)。

S4、根據得到的(de)(de)目標路(lu)(lu)面(mian)的(de)(de)紅(hong)外輻射量值(zhi)，從預存的(de)(de)目標路(lu)(lu)面(mian)的(de)(de)紅(hong)外輻射量值(zhi)與溫度值(zhi)的(de)(de)對應表中，查詢出(chu)對應的(de)(de)目標路(lu)(lu)面(mian)的(de)(de)溫度值(zhi)。

以上所述實(shi)施(shi)方式(shi)僅僅是對(dui)本發(fa)明(ming)(ming)的(de)優(you)選實(shi)施(shi)方式(shi)進(jin)行描述，并非對(dui)本發(fa)明(ming)(ming)的(de)范圍(wei)進(jin)行限(xian)定，在不脫(tuo)離本發(fa)明(ming)(ming)設計精神(shen)的(de)前(qian)提(ti)下，本領(ling)域普通技(ji)術人員對(dui)本發(fa)明(ming)(ming)的(de)技(ji)術方案作出的(de)各種(zhong)變(bian)形和(he)改(gai)進(jin)，均應(ying)落入本發(fa)明(ming)(ming)的(de)權(quan)利要求書確定的(de)保(bao)護范圍(wei)內。