一种测量精准的测温测距仪的制作方法

本实用新型涉及电力辅助设备技术领域，尤其涉及一种测量精准的测温测距仪。

背景技术：

随着科学技术的发展，红外热成像技术也从军用领域逐渐发展到了民用领域，并且从以前的制冷型红外探测器发展到了现在的非制冷型红外探测器，非制冷型红外探测器由于不需要体积很大的制冷器，所以适用范围更加广泛，目前一些商家也研发、生产了多款便携式的非制冷型红外探测器。由于红外热成像测温的特殊性，存在很多因素影响测温的准确性，其中一个很重要的因素就是设备与被测物体之间的距离。现有解决距离对测温影响的方案一般有两种，一种是操作者估计设备与被测物体之间的距离并手动输入，内部处理器将输入的距离带入算法中进行测温计算；另一种是通过加装的激光测距模组来测量与被测物体之间的距离，再将测量得到的距离传输给内部处理器，内部处理器根据测量得到的距离带入算法中进行测温计算。第一种解决方案的设备成本较低但误差较大，不能满足精确测量的要求。第二种解决方案虽然可以保证一定的测量精度，但影响设备的小型化，另外，由于激光测距模组存在一定的测距范围，不能同时满足近距离测试要求和远距离测试要求。

技术实现要素：

为了解决上述现有技术中存在的缺点和不足，本实用新型提供了一种结构简单且测量精准的测温测距仪。

为了实现上述技术目的，本实用新型提供的测量精准的测温测距仪，包括微处理器、红外测温模块和显示模块，红外测温模块连接于微处理器的输入端，显示模块连接于微处理器的输出端，所述测温测距仪还包括测距模块和识别模块，测距模块包括光源单元和成像单元，成像单元包括成像镜片和光斑显示屏，光斑显示屏通过识别模块连接于微处理器的输入端。

优选的，所述测距模块还包括用于调节光源单元朝向的微型马达，微型马达包括转轴，光源单元连接于转轴。

优选的，所述光源单元可转动连接于转轴。

优选的，所述微型马达设有用于测量转轴旋转角度的角度传感器，角度传感器连接于微处理器的输入端。

优选的，所述测温测距仪还包括外壳，成像单元可滑动设于外壳上。

优选的，所述外壳上设有用于表示光源单元和成像单元之间中心间距的刻度。

优选的，所述测温测距仪还包括供电模块，微处理器电连接于供电模块。

优选的，所述红外测温模块为红外传感器。

优选的，所述显示模块为液晶显示屏。

优选的，所述测温测距仪还包括按键模块，按键模块连接于微处理器的输入端。

采用上述技术方案后，本实用新型提供的测温测距仪具有如下优点：

1、本实用新型提供的测温测距仪，对现有的测温测距仪进行了改进，光源单元发出的光束照射在被测物体上形成光斑，光斑通过成像镜片后投射在光斑显示屏上，识别模块对投射的光斑与光斑显示屏中心点之间的像素个数进行识别并将识别的数据发送给微处理器，微处理器根据接收的数据和已知的参数计算与被测物体之间的距离，从而通过加设的测距模块和识别模块实现测距的目的。

进行测温时，红测温模块将测得的信号传送给微处理器，同时，微处理器根据识别模块传输的数据计算出与被测物体之间的距离，并利用该距离在计算温度时进行补偿运算，从而能有效提高测温的准确度。另外，由于微处理器根据投射光斑的像素点位置计算与被测物体之间的距离，测距模块能很好的同时满足近距离测试要求和远距离测试要求。

2、通过微型马达带动光源单元调节朝向，进而调节光源单元与成像镜片中心线之前的夹角，便于根据被测物体进行适应性调节，提高设备的通用性。进一步的，光源单元可转动连接于转轴，能进一步提高设备的通用性。

3、微型马达上设置角度传感器，角度传感器感应转轴的旋转角度并将数据传送给微处理器，便于微处理器获得计算与被测物体之间距离的参数，提高测量设备的智能化程度。

4、成像单元可滑动设于外壳上，外壳上还设置用于表示光源单元和成像单元之间中心间距的刻度，成像单元和光源单元之间的间距可以根据被测物体的特性进行调整，便于更好的满足使用要求。

5、通过供电模块向各用电元件进行供电，采用无线供电方式，无需外接电源，提高设备使用的便捷性。

6、测温测距仪还设置了按键模块，可以在已知设备与被测物体之间距离的情况下手动输入数据，提高设备的适用范围，更好的满足使用要求。

附图说明

图1为本实用新型测温测距仪实施例一的示意图；

图2为本实用新型测温测距仪实施例一中测距单元的示意图；

图3为本实用新型测温测距仪实施例一中各参数的对应示意图；

图4为本实用新型测温测距仪实施例一中投射的光斑在光斑显示屏上的示意图。

图中，10-微处理器，20-红外测温模块，30-显示模块，40-测距模块，41- 光源单元，42-成像单元，421-成像镜片，422-光斑显示屏，43-微型马达，431- 转轴，44-销轴，50-识别模块，60-供电模块，70-按键模块，100-被测物体。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。需要理解的是，下述的“上”、“下”、“左”、“右”、“纵向”、“横向”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示方位或位置关系的词语仅基于附图所示的方位或位置关系，仅为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置/ 元件必须具有特定的方位或以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

实施例一

如图1、图2所示，本实用新型实施例一提供的测量精准的测温测距仪，包括微处理器10、红外测温模块20和显示模块30，红外测温模块连接于微处理器的输入端，显示模块连接于微处理器的输出端。测温测距仪还包括测距模块 40和识别模块50，测距模块包括光源单元41和成像单元42，成像单元包括成像镜片421和光斑显示屏422，光斑显示屏通过识别模块50连接于微处理器10 的输入端。

光源单元发出的光束照射在被测物体100上形成光斑，光斑通过成像镜片后投射在光斑显示屏上，识别模块对投射的光斑与光斑显示屏中心点之间的像素个数进行识别并将识别的数据发送给微处理器，微处理器根据接收的数据和已知的参数计算与被测物体之间的距离，从而通过加设的测距模块和识别模块实现测距的目的。进行测温时，红测温模块将测得的信号传送给微处理器，同时，微处理器根据识别模块传输的数据计算出与被测物体之间的距离，并利用该距离在计算温度时进行补偿运算，从而能有效提高测温的准确度。

本实施例中，红外测温单元20采用红外传感器，显示模块30采用液晶显示屏。光源单元41采用激光发射器，且发出的光源为冷光源。测距模块40还包括用于调节光源单元41朝向的微型马达43，微型马达包括转轴431，光源单元通过销轴44可转动的设于转轴的顶端。微型马达43还设有用于测量转轴旋转角度的角度传感器，角度传感器连接于微处理器10的输入端。通过微型马达 43调节光源单元41投射出的光束相对于成像单元42的视场角中心线偏移的角度，角度传感器在微型马达工作过程中感应转轴431相对于绝对零角度时偏转的角度，并将该角度值发送给微处理器10，以便微处理器计算与被测物体100 之间的距离。销轴44的轴向与转轴431的轴向垂直，通过销轴可以使光源单元 41在调节到位后相对于转轴上下转动，使射出的光束能投射至被测物体100上。

测温测距仪还包括外壳，成像单元42可滑动设于外壳上，成像单元与外壳之间采用紧配合，移至某一位置时可以相对于外壳保持固定。为了便于获知成像单元42和光源单元41之间的中心间距，外壳上设有刻度。

测温测距仪还包括供电模块60，微处理器10、红外测温模块20、显示模块 30、测距模块40及识别模块50均电连接于供电模块。本实施例中，供电模块 60采用蓄电池，采用无线供电方式，无需外接电源，提高设备使用的便捷性。

测温测距仪还包括按键模块70，按键模块连接于微处理器10的输入端。可以在已知设备与被测物体之间距离的情况下手动输入数据，提高设备的适用范围。本实施例中，按键模块70采用现有的按键结构。

结合图3、图4，利用本实施例的测温测距仪进行测距时，先通过微型马达 43调节光源单元41相对于成像单元42视场角中心线的朝向，然后调节光源单元与转轴的轴向之间的夹角，使光源单元射出的光束能照射在被测物体100上，角度传感器将转轴431相对于绝对零角度偏转的角度值α发送给微处理器10。光源单元41发出的光束照射在被测物体100上形成光斑，光斑经成像镜片421 的作用后在光斑显示屏422上形成投射的光斑，识别模块50对投射的光斑与光斑显示屏422中心点之间的像素个数进行识别并将识别的数据发送给微处理器 10，微处理器根据接收的数据和已知的参数计算与被测物体之间的距离，从而通过加设的测距模块和识别模块实现测距的目的。

具体的，图4中的点A表示光源单元41的中心点，点B表示成像单元42 的中心点，点A与点B之间的中心距D可以根据外壳上的刻度线获知。角度值α由角度传感器测得，为已知参数。图4中，点C为光斑显示屏422的中心点，光斑显示屏422的输出图像分辨率为a*b，且a、b为已知数据。点P为投射的光斑，x表示投射的光斑点P在光斑显示屏422上的行数位置，y表示投射的光斑点P在光斑显示屏上的列数位置。

根据图3、图4可得出以下公式，

γ＝D/(D+H)＝(a/2-x)/b (1)，

L1/(L1+L2)＝D/(D+H) (2)，

tanα＝D/L1 (3)，

由上述公式(1)、(2)、(3)可知，若x、α、a、b、D为已知参数即可算出 L2。其中，x可由识别模块50测得，α可由角度传感器测得，D可通过观看刻度线后通过按键模块70输入获得，将各参数代入上述公式即可计算出需要测量的距离L2。例如，当α为5°，D为20cm，光斑显示屏422的图像分辨率为800*400，投射的光斑在第326行、第200列时，

γ＝(800/2-326)/400＝0.185 (11)，

L1/(L1+L2)＝0.185 (21)，

tan5°＝0.2/L1＝0.087 (31)，

通过上述公式(11)、(21)、(31)即可计算得到L2＝10.13m，并将计算的距离显示在显示模块上。

利用本实施例的测温测距仪进行测温时，红外测温模块20将测得的红外信号传输给微处理器10，微处理器根据获得的红外信号计算温度，同时，微处理器进行上述距离计算，并利用该距离进行温度补偿计算，从而获得被测物体的温度值，并将该温度值发送给显示模块以显示。

可以理解的是，本实施例中成像镜片421的视场角可以选用45°或60°。

可以理解的是，本实施例中微处理器10根据红外信号和距离进行温度计算的算法参考现有技术。

可以理解的是，本实施例中的光源单元41也可以固定安装在转轴431的顶端。

可以理解的是，本实施例中的成像单元42也可以固定安装在外壳上，此时 D为定值，可以预先输入。

可以理解的是，本实施例中的微处理器10可以采用PLC处理器。

除上述优选实施例外，本实用新型还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本实用新型作出各种改变和变形，只要不脱离本实用新型的精神，均应属于本实用新型权利要求书中所定义的范围。