一种红外测温仪校准装置及方法与流程

1.本发明涉及红外测温技术领域，尤其涉及一种红外测温仪校准装置及方法。


背景技术：

2.随着红外测温技术的快速发展，红外测温仪在医疗、冶炼、电力等不同领域得到了广泛应用，随着市场需求的增加，红外测温仪的产量也在逐年增加，这势必对厂家出厂测试及校准效率提出了更高的要求，同时，为了确保红外测温仪性能，测试及校准装置的可靠性也显得尤为重要。
3.传统的测试及校准装置，主要全程人工操作，测试效率低，人工劳动强度大，且容易出现未对准黑体辐射面中心位置而导致测温不准确。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种红外测温仪校准装置，所述红外测温仪校准装置的自动化程度高，以避免因人工操作引入的不确定因素，提高红外测温仪的校准效率，此外，还提供一种红外测温仪校准方法，以实现红外测温仪的自动校准。
5.为达到上述技术效果，本发明采用了以下技术方案：
6.一种红外测温仪校准装置，包括工作台，所述工作台上至少设置有一个第一安装位和一个第二安装位，所述第一安装位上固定安装有制冷型黑体，所述第二安装位上固定安装有加热型黑体；所述工作台上还通过升降杆转动连接有旋臂，所述旋臂距离每个第一安装位和每个第二安装位的距离均相等；所述旋臂远离所述升降杆的一端设置有夹持机构，所述夹持机构用于固定待校准的红外测温仪；所述工作台上还设置有控制器以及用于驱动所述升降杆转动的旋转机构，所述夹持机构、旋转机构均与所述控制器电连接。
7.进一步地，所述旋转机构包括第一电机，所述第一电机与工作台固定连接，所述第一电机的输出端设置有第一同步轮，所述第一同步轮通过同步带传动连接有第二同步轮，且所述第二同步轮的顶部固定安装有安装座，且所述安装座的上方固定安装有轴套，所述升降杆的底端套设在所述轴套的内部并可沿所述轴套上下滑动。
8.进一步地，所述制冷型黑体的辐射面朝上设置，所述加热型黑体辐射面朝下设置。
9.进一步地，所述制冷型黑体的辐射面上开设有制冷槽，所述制冷型黑体上还安装有中空的导气管，所述导气管的尾端设置有干燥空气出口且所述干燥空气出口设于制冷槽的底部。
10.进一步地，所述制冷型黑体在所述制冷槽的外部还设置有导热腔，所述导热腔内填充有液态导热介质，所述导气管的首端延伸至所述制冷型黑体的外部并连接有进气管，所述导气管的中段呈螺旋状盘绕在所述导热腔中，所述导气管的尾端由制冷槽的底部贯穿所述制冷型黑体并连通所述进气管和制冷槽。
11.进一步地，所述加热型黑体的辐射面上开设有加热槽，所述加热槽的外壁上设置有多组电加热丝，且所述加热槽的外侧还包覆有隔热层。
12.进一步地，还包括翻转机构，所述翻转机构设置在所述旋臂上用于驱动所述夹持机构上下翻转以使所述红外测温仪正对辐射面，所述翻转机构与所述控制器电连接。
13.进一步地，所述翻转机构包括安装板，所述安装板的一端与所述夹持机构固定连接，所述安装板的另一端通过法兰盘固定安装有法兰轴，所述法兰轴远离所述法兰盘的一端通过轴承与所述旋臂转动连接，所述法兰轴的外部还套设有第一齿轮，所述旋臂上固定安装有第二电机，所述第二电机的输出端设置有第二齿轮，且所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合传动。
14.进一步地，还包括升降机构，所述升降机构用于驱动所述升降杆相对于工作台上下移动以调节所述红外测温仪与辐射面之间的间距，所述升降机构与所述控制器电连接。
15.进一步地，所述升降机构包括固定安装在所述安装座上的第三电机，所述第三电机的输出端设置有第三齿轮，所述升降杆的下部固定安装有升降齿条，且所述升降齿条与所述第三齿轮啮合，所述第三电机与所述控制器电连接。
16.进一步地，所述第一安装位和第二安装位在靠近所述升降杆的一侧均设置有行程开关，所述行程开关与所述控制器电连接。
17.进一步地，所述控制器通讯连接有上位机。
18.一种红外测温仪校准方法，包括采用上述红外测温仪校准装置对红外测温仪校准装置进行校准。
19.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
20.第一方面，本发明通过在机架上设置旋转机构、升降机构用于驱动悬臂的转动，并通过伸缩机构驱动所述夹持机构进行位置调整、翻转机构用于翻转所述夹持机构使得待校准的红外测温仪进行翻转，此外，通过上位机对该装置进行自动控制和运行，包括温度采集、曲线拟合、温度校准等步骤均由测试软件自动控制完成，进一步提高测试效率，并确保准确性，特别适合批量性的红外测温仪检测；此外，通过行程开关的反馈使得其定位迅速准确，避免了因人工操作引入的不确定因素，提高测试效率及可靠性。
21.第二方面，本发明通过在制冷型黑体的底部设置干燥空气出口，并通过在输送过程中对干燥气体降温使得该干燥气体的温度与制冷型黑体的辐射面的温度接近，以改善制冷型黑体辐射面的温度均匀性并有效防止辐射面结霜结露。
22.第三方面，本发明通过将加热型黑体辐射面向下设计，起到有效改善均匀性及稳定性的效果。
附图说明
23.图1为本发明一实施例提供的一种红外测温仪校准装置的整体结构示意图；
24.图2为本发明一实施例提供的一种红外测温仪校准装置中的制冷型黑体的剖面结构示意图；
25.图3为本发明一实施例提供的一种红外测温仪校准装置中的加热型黑体的剖面结构示意图；
26.图4为本发明一实施例提供的一种红外测温仪校准装置中的安装座以及悬臂的结构示意图；
27.图5为本发明一实施例提供的图4中a部分的局部放大结构示意图；
28.附图标记为：10，工作台，11，行程开关，20，旋臂，21，固定臂，22，伸缩臂，23，刚性外壳，24，丝杆轴，241，第四电机，242，滑块，30，夹持机构，40，制冷型黑体，40a，第一安装位，41，制冷槽，42，导气管，421，干燥空气出口，43，进气管，44，液态导热介质，50，加热型黑体，50a，第二安装位，51，加热槽，52，温度传感器，53，隔热层，54，加热丝，60，控制器，61，行程开关，71，第一电机，72，第一同步轮，73，第二同步轮，74，同步带，75，安装座，751，轴套，752，安装孔，81，第三电机，82，第三齿轮，83，升降杆，831，升降齿条，90，安装板，91，法兰盘，92，法兰轴，921，第一齿轮，93，第二电机，931，第二齿轮。
具体实施方式
29.下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
30.如图1
‑
5所示，本实施例提供的一种红外测温仪校准装置，包括工作台10，所述工作台10上设置有旋臂20，所述旋臂20通过升降杆83与所述工作台10转动连接。所述工作台10上还设置有多个安装位用于安装标准黑体。具体地，所述安装位包括三个第一安装位40a和两个第二安装位50a，每个所述第一安装位40a上固定安装有制冷型黑体40，每个所述第二安装位50a上固定安装有加热型黑体50，且所述制冷型黑体40和加热型黑体50的温度按照依次递增的顺序进行排列。所述第一安装位40a和第二安装位50a均以所述升降杆83为圆心呈弧形状态分布，使得每个所述第一安装位40a至升降杆83的间距、第二安装位50a至升降杆83的间距均相等，且所述间距等于该旋臂20的长度。所述旋臂20在远离所述升降杆83的一端设置有夹持机构30，所述夹持机构30用于固定待校准的红外测温仪。具体地，所述夹持机构30包括多种可替换的类型，适用于不同种类的红外测温仪的安装固定，为便于使用和夹持，本实施例选用现有技术中的三爪卡盘作为夹持机构30实现对红外测温仪的夹持。同时，所述工作台10上还设置有所述工作台10上还设置有控制器60以及用于驱动所述升降杆83转动的旋转机构，所述夹持机构30、旋转机构均与所述控制器60电连接。在具体实施时，可由所述控制器60控制该升降杆83转动以驱动该升降杆83转动，实现旋臂20的运动，以便于带动所述红外测温仪运动至不同的安装位正对，使得该红外测温仪依次与安装位上的标准黑体正对以便于对红外测温仪进行校正。
31.在本实施例中，为驱动所述升降杆83转动，所述旋转机构包括第一电机71，所述第一电机71与工作台10固定连接，且所述第一电机71的输出端设置有第一同步轮72，所述第一同步轮72通过同步带74传动连接有第二同步轮73，所述第二同步轮73的顶部通过转轴固定连接有安装座75，且所述转轴的底部通过轴承座与所述工作台10转动连接。所述安装座75的上方固定安装有轴套751，所述安装座75在轴套751的正下方还设置有安装孔752，所述升降杆83的底端套设在所述轴套751和安装孔752的内部并可沿所述轴套751和安装孔752上下滑动。在具体实施时，由所述控制器60控制该第一电机71启动，通过第一电机71启动以带动所述第一同步轮72转动，以所述第一同步轮72驱动第二同步轮73带动该安装座75进行转动。
32.在本实施例中，所述第一安装位40a和第二安装位50a在靠近所述升降杆83的一侧均设置有行程开关6111，所述行程开关6111与所述控制器60电连接，具体地，所述行程开关
6111为非接触式红外开关。在具体实施时，由所述行程开关6111探测并向控制器60发送红外测温仪的位置信号，通过所述控制器60控制该旋转机构的运动，以便于所述旋臂20带动所述夹持机构30使得红外测温仪与辐射面正对。
33.在本实施例中，所述控制器60通讯连接有上位机，所述上位机内安装有控制软件。在具体实施时，通过所述上位机向所述控制器60发出指令，以所述控制器60控制该旋转机构驱动所述旋臂20进行旋转，以便于将所述红外测温仪依次送至设置不同温度的标准黑体的辐射面位置处，由所述红外测温仪自动采集温度，生成温度偏差曲线，进而进行温度校准，以实现红外测温仪的自动校准。
34.在本实施例中，所述制冷型黑体40的辐射面朝上设置，所述加热型黑体50辐射面朝下设置。
35.在本实施例中，为解决现有技术中的制冷型黑体40表面发生的结霜结露问题，所述制冷型黑体40的辐射面上开设有制冷槽41，所述制冷型黑体40上还安装有中空的导气管42，所述导气管42的尾端设置有干燥空气出口421且所述干燥空气出口421设于制冷槽41的底部，以降低腔体内部的相对湿度。具体地，所述制冷型黑体40在所述制冷槽41的外部还设置有导热腔，所述导热腔内填充有液态导热介质44，在具体实施时，所述液态导热介质44与所述制冷槽41进行热量交换，以降低制冷槽41的温度并使得该制冷槽41的温度恒定在预设值。所述导气管42的首端延伸至所述制冷型黑体40的外部并连接有进气管43，且所述进气管43上设置有电磁阀，所述电磁阀与所述控制器60电连接。所述导气管42的中段呈螺旋状盘绕在所述导热腔中，所述导气管42的尾端由制冷槽41的底部贯穿所述制冷型黑体40并连通所述进气管43和制冷槽41。在具体实施时，通过所述控制器60控制所述电磁阀开启以便于向所述导气管42中通入干燥空气，干燥空气由导气管42的首端输送至尾端的过程中与所述液态导热介质44发生热量交换，使得干燥空气转变为干燥冷空气且其温度逐渐趋近于导热介质温度的，最后通过导气管42的尾端进入制冷槽41的底部，工该，低温干燥气体由于密度较大，会从黑体腔体底部逐步向上填充腔体，有效降低该制冷槽41内的相对湿度，解决辐射面低温结霜结露问题，同时也有效抑制制冷槽41与外部常温空气热交换造成的不均匀性及影响发射率的问题，以降低该制冷型黑体40的温度波动，使校准结果更加准确。
36.在本实施例中，所述加热型黑体50的辐射面上开设有加热槽51，所述加热槽51的外侧还包覆有隔热层53，且所述加热槽51与隔热层53之间还设置有多组加热丝54，所述加热丝54与控制器60电连接。所述加热槽51的中部还设置有安装槽，所述安装槽内设置有温度传感器52，所述温度传感器52与所述控制器60电连接。在具体实施时，由所述温度传感器52对所述加热槽51的温度进行检测并将检测结果反馈至控制器60，由所述控制器60控制该加热丝54对该加热槽51进行加热，使得所述加热槽51内的温度恒定在预设值。同时，所述加热型黑体50的辐射面朝下设置时，利用热空气分子运动剧烈，密度低的特点，使加热槽51中因与腔壁热交换而升温的热空气存留在加热槽51的内部，有效改善了测量中腔体与流动空气热交换造成的非均匀性及非稳定性。
37.在本实施例中，所述制冷槽41和加热槽51的内壁均涂覆有高发射率涂层，以提高温度的均匀性，保证校准结果精确。
38.在本实施例中，所述悬臂上还设置有翻转机构，所述翻转机构用于驱动所述夹持机构30上下翻转以使所述红外测温仪正对辐射面，所述翻转机构与所述控制器60电连接。
具体地，所述翻转机构包括安装板90，所述安装板90的一端与所述夹持机构30固定连接，所述安装板90的另一端通过法兰盘91固定安装有法兰轴92，所述法兰轴92远离所述法兰盘91的一端通过轴承与所述旋臂20转动连接。所述翻转机构还包括用于驱动所述法兰轴92转动的动力组件。具体地，所述动力组件包括套设在所述法兰轴92外部的第一齿轮921，所述第一齿轮921与所述法兰轴92固定连接，所述旋臂20上固定安装有第二电机93，所述第二电机93的输出端设置有第二齿轮931，且所述第二齿轮931与所述第一齿轮921啮合传动，且所述第二电机93与所述控制器60电连接。在具体实施时，可通过所述控制器60控制所述第二电机93启动，以所述第二电机93带动该第二齿轮931转动驱动该第一齿轮921和法兰轴92同步转动，以实现该安装板90和夹持机构30的翻转，最终带动该红外测温仪与所述夹持机构30同步翻转，使得该红外测温仪正与制冷型黑体40和加热型黑体50的辐射面正对，实现对红外测温仪的校准。
39.在本实施例中，所述安装座75上还设置升降机构，所述升降机构用于驱动所述升降杆83相对于工作台10在一定行程内上下升降，以调节所述待校准的红外测温仪与辐射面之间的间距，使该红外测温仪校准装置能适用于不同焦距的红外测温仪的校准。所述升降机构与所述控制器60电连接，以实现自动控制。具体地，所述升降机构包括固定安装在所述安装座75上的第三电机81，所述第三电机81的输出端设置有第三齿轮82，所述升降杆83在安装孔752与轴套751之间固定安装有升降齿条831，且所述升降齿条831与所述第三齿轮82啮合，所述第三电机81与所述控制器60电连接。在具体实施时，由所述控制器60控制所述第三齿轮82转动并以所述第三齿轮82与升降齿条831啮合实现该升降杆83的上下移动，以所述升降杆83带动该旋臂20上下移动，以调节所述红外测温仪与辐射面之间的间距，使其适应不同焦距的红外测温仪的校准。
40.在本实施例中，所述旋臂20为伸缩式旋臂20且所述旋臂20上设置有伸缩机构用于对所述夹持机构30的位置进行微调，使得固定在夹持机构30上的红外测温仪能够与制冷槽41或加热槽51正对，提高校准精度。具体地，所述悬臂包括与所述升降杆83固定连接固定臂21和与所述固定臂21滑动连接的伸缩臂22，所述固定臂21与所述伸缩臂22的连接处设置有刚性外壳23，所述刚性外壳23与所述固定臂21固定连接，所述伸缩机构包括设置在所述刚性外壳23内部的丝杆轴24，所述丝杆轴24上套设有滑块242，所述滑块242与所述伸缩臂22的端部固定连接，且所述丝杆轴24的一端还设置有用于驱动所述丝杆轴24转动的第四电机241，所述第四电机241与所述控制器60电连接。在具体实施时，可通过所述控制器60控制所述第四电机241启动以驱动所述丝杆轴24转动，以所述丝杆轴24的转动驱动所述伸缩臂22沿所述固定臂21前后滑动，以实现对夹持机构30位置的微调，便于使待校准的红外测温仪与标准黑体正对。
41.在具体实施时，采用上述红外测温仪校准装置对红外测温仪校准装置进行校准的具体步骤包括：
42.s1：通过上位机设置每台标准黑体的工作温度，使得各个标准黑体的温度恒定在预设值，并将待校准的红外测温仪固定在夹持机构30上；
43.s2：测试开始后，由行程开关6111对旋臂20的位置进行定位，并通过控制器60控制该伸缩机构和升降机构对该夹持机构30的位置进行调节，并由所述控制器60控制该旋转机构驱动该升降杆83带动旋臂20进行转动，使得该红外测温仪依次经过各个第一安装位40a
和第二安装位50a，在该旋臂20经过第一安装位40a和第二安装位50a之间时，通过所述翻转机构控制该夹持机构30进行翻转，使得该红外测温仪与辐射面正对，在此过程中，由待校准的红外测温仪自动对各个标准黑体的温度进行检测并反馈至控制器60；
44.s3：由所述控制器60将待校准的红外测温仪的检测数据反馈至上位机，由上位机中的控制软件温度偏差曲线，进而进行温度校准。
45.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。例如，在具体实施时，可根据需要对本发明中的夹持机构、旋转机构、升降机构、翻转机构、伸缩机构以及标准黑体的数量进行增减，以满足不同的测试需求。同时，本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。