紅外測(cè)溫原理目前已經(jīng)相對(duì)成熟,短期內(nèi)在原理上的創(chuàng)新可能性不大。因此,在設(shè)計(jì)過程中上需要從兩個(gè)方面入手:一是良好的光學(xué)系統(tǒng)和軟硬件設(shè)計(jì),二是分析影響精度的因素,極大可能的減少誤差,提高儀器精度、穩(wěn)定性和抗干擾能力。在信號(hào)的采集和處理環(huán)節(jié),無論是探測(cè)器選型、光學(xué)系統(tǒng)的選型和設(shè)計(jì)、信號(hào)處理和軟件算法等,都有可能對(duì)紅外測(cè)溫儀進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)和創(chuàng)新。紅外測(cè)溫儀在哪些方面的設(shè)計(jì)突出?
1、光學(xué)設(shè)計(jì)方面
在光學(xué)設(shè)計(jì)方面,可以根據(jù)具體需求采用合適的光學(xué)系統(tǒng)。以雙色測(cè)溫儀為例,當(dāng)前主流的方案有光學(xué)分光和調(diào)制盤結(jié)構(gòu)。目前,國(guó)內(nèi)的成熟產(chǎn)品使用調(diào)制盤/斬波器結(jié)構(gòu),但驅(qū)動(dòng)調(diào)制盤所用的步進(jìn)電機(jī)增加儀器的體積和結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,并削弱儀器的抗震性。此外,除傳統(tǒng)的光學(xué)分光系統(tǒng)外,近幾年涌現(xiàn)分叉光纖系統(tǒng)以及棱鏡分光系統(tǒng)。通過取消濾波片的使用,可以消除濾波片對(duì)光路不一致帶來的影響。在探測(cè)器方面,目前,國(guó)外的紅外探測(cè)器已經(jīng)發(fā)展到第四代焦平面技術(shù),探測(cè)器在小型化的同時(shí),性能也不斷提升。
2、電路和軟件設(shè)計(jì)方面
在電路設(shè)計(jì)方面,針對(duì)不同的光學(xué)系統(tǒng)和不同類型的探測(cè)器輸出的信號(hào)類型,電路方面雖然略有不同,但總的宗旨是提高信號(hào)處理的精度和可靠性。在軟件設(shè)計(jì)方面,主要涉及數(shù)據(jù)處理。在嵌入式微處理器性能日益強(qiáng)大的今天,原先很多只能在電腦上進(jìn)行運(yùn)算的高等級(jí)算法,如動(dòng)態(tài)補(bǔ)償算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法等逐漸開始應(yīng)用于紅外測(cè)溫儀的數(shù)據(jù)處理中。
紅外測(cè)溫儀是隨著紅外探測(cè)技術(shù)發(fā)展來的。較早的測(cè)溫儀是亮度高溫計(jì),靠肉眼識(shí)別。從早期只覆蓋可見光到近紅外范圍,工作電壓幾百上千伏的光電管、光電倍增管,到近些年來響應(yīng)范圍、精度和穩(wěn)定性等參數(shù)越來越好的各類光子探測(cè)器和熱探測(cè)器。