專利名稱：熱像相機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱像相機(jī)(Waermebildkamera)，具有至少一個(gè)紅外輻射探測器， 例如熱探測器或高溫?zé)釞z測器(Pyrodetektor)，并具有至少一個(gè)調(diào)節(jié)裝置，它為熱像相機(jī) 的工作提供必要的控制電壓和/或供電電壓。此外，本發(fā)明還涉及一種熱像相機(jī)的操作方法。
背景技術(shù)：
熱像相機(jī)已知用于確定物體的溫度分布，并且經(jīng)常在溫度變換的環(huán)境中使用。其 中，熱像相機(jī)的必須提供不同供電電壓和/或控制電壓的調(diào)節(jié)裝置也經(jīng)受相應(yīng)的可能高達(dá) 70°C的溫度波動(dòng)。由此導(dǎo)致了由相應(yīng)電子器件所產(chǎn)生的電壓也經(jīng)受波動(dòng)。除了偏移移位(Offsetverschiebung)和探測器自身的可能影響之外，電壓的這 種波動(dòng)尤其還導(dǎo)致所謂的探測器特性曲線的斜率變化，并且因此導(dǎo)致測量值相對(duì)于環(huán)境溫 度的不期望的偏差。雖然偏移移位在所謂的快門過程(Shutter-Vorgang)中可以被補(bǔ)償， 在該快門過程中，紅外輻射探測器由短時(shí)間關(guān)閉的遮光板(Verschlussblende)來校準(zhǔn)，但 是探測器特性曲線的斜率的變化迄今只能通過使用相應(yīng)昂貴的熱穩(wěn)定的組件而被保持為 很小。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的任務(wù)是提供一種熱像相機(jī)，其中電子器件的由溫度引起的漂移能 在同時(shí)降低組件成本的情況下被補(bǔ)償。這項(xiàng)任務(wù)通過前面所提類型的熱像相機(jī)來解決，其中在該熱像相機(jī)上設(shè)置存儲(chǔ)裝 置，在該存儲(chǔ)裝置中存儲(chǔ)至少一個(gè)與溫度相關(guān)的特性曲線，并且熱像相機(jī)借助于該特性曲 線自動(dòng)地補(bǔ)償至少一個(gè)調(diào)節(jié)裝置的由溫度引起的漂移。
具體實(shí)施例方式在熱像相機(jī)上存在不同的可能性來以模擬或數(shù)字方式微調(diào)(nachregeln)探測器 增益(Detektorverstaerkimg)。這些可調(diào)性使得能夠補(bǔ)償電子器件漂移。為了補(bǔ)償，在均 衡(Abgleich)中為不同環(huán)境溫度確定探測器特性曲線的斜率以及至少一個(gè)調(diào)節(jié)裝置的溫 度，然后通過數(shù)學(xué)模型來描述。從中獲得至少一個(gè)特性曲線，該特性曲線存儲(chǔ)在相機(jī)中，可 以補(bǔ)償系統(tǒng)的由溫度引起的漂移，并且在測量時(shí)使用該特性曲線。以這種方式，例如在0°C 到100°C之間的溫度范圍中，由電子器件漂移所導(dǎo)致的測量誤差部分(Messfehleranteil) 被減小到度量的很小部分。利用熱像相機(jī)獲得特別準(zhǔn)確且分辨率精細(xì)的圖像，其中紅外輻射探測器由輻射熱 測定器(Bolometer)、尤其是包括具有多個(gè)單傳感器(Einzelsensor)(像素)的焦平面陣列 (FPA)的輻射熱測定器構(gòu)成。特別有利地，測量值的補(bǔ)償可以借助于存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置中的特性曲線在熱像相機(jī)中實(shí)現(xiàn)，其中探測器增益能通過調(diào)節(jié)裝置的控制電壓、控制電流或積分時(shí)間的模擬改變來 調(diào)節(jié)，或者能數(shù)字地通過能由處理器處理的編碼來調(diào)節(jié)。也考慮到溫度在更小的間距上的波動(dòng)的電子器件漂移的準(zhǔn)確補(bǔ)償可以通過使用 對(duì)應(yīng)于各個(gè)組件或組件組群的多個(gè)特性曲線來實(shí)現(xiàn)，使得熱像相機(jī)的有利實(shí)施方案可以在 于存儲(chǔ)裝置記錄分別對(duì)應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)調(diào)節(jié)裝置的一個(gè)或多個(gè)特性曲線。此外，適當(dāng)?shù)目梢允窃跍y量時(shí)刻分別單獨(dú)確定調(diào)節(jié)裝置的環(huán)境溫度，因此在熱像 相機(jī)的一適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)方案中，在相機(jī)的調(diào)節(jié)裝置的范圍內(nèi)設(shè)置至少一個(gè)溫度傳感器，用于 確定調(diào)節(jié)裝置的環(huán)境溫度，尤其每個(gè)調(diào)節(jié)裝置一個(gè)溫度傳感器。上述任務(wù)也通過一種熱像相機(jī)、例如如上所述的熱像相機(jī)的操作方法來實(shí)現(xiàn)。為 此，相機(jī)首先經(jīng)受一次執(zhí)行的校準(zhǔn)，其中執(zhí)行以下步驟將相機(jī)放置在溫度穩(wěn)定的環(huán)境內(nèi)， 例如在恒溫器內(nèi)，然后在不同溫度的情況下確定由電子組件提供的控制電壓和/或供電電 壓。借助于數(shù)學(xué)模型根據(jù)這些電壓確定特性曲線，該特性曲線隨后以能被調(diào)用的方式被存 儲(chǔ)在熱像相機(jī)的存儲(chǔ)裝置中，用于補(bǔ)償電子器件漂移。在利用熱像相機(jī)的測量過程期間，例 如在不同溫度的情況下，借助于該特性曲線例如通過預(yù)先給定正確的控制電壓自動(dòng)地執(zhí)行 對(duì)電子器件的漂移的補(bǔ)償，使得探測器特性曲線的斜率不改變。其中，所提到的補(bǔ)償也可以 以不是針對(duì)控制電壓的其他方式，即模擬地針對(duì)控制電流或積分時(shí)間的改變或者數(shù)字地通 過相應(yīng)的能由處理器處理、且在芯片中實(shí)現(xiàn)的編碼來執(zhí)行。通過以上所述的發(fā)明，因此提供了一種熱像相機(jī)，其中在降低組件成本的情況下 可以最小化或補(bǔ)償相機(jī)的電子組件的由溫度引起的漂移。
權(quán)利要求
一種熱像相機(jī)，具有至少一個(gè)紅外輻射探測器，并具有至少一個(gè)調(diào)節(jié)裝置，所述調(diào)節(jié)裝置提供對(duì)于所述熱像相機(jī)的操作所必需的控制電壓和/或供電電壓，其特征在于，在所述熱像相機(jī)上設(shè)置存儲(chǔ)裝置，在所述存儲(chǔ)裝置中存儲(chǔ)至少一個(gè)與溫度相關(guān)的特性曲線，并且所述熱像相機(jī)借助于所述特性曲線自動(dòng)地補(bǔ)償所述至少一個(gè)調(diào)節(jié)裝置的由溫度引起的漂移。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱像相機(jī)，其特征在于，所述紅外輻射探測器由輻射熱測定 器、尤其是包括具有多個(gè)單傳感器(像素)的焦平面陣列(FPA)的輻射熱測定器構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱像相機(jī)，其特征在于，能通過模擬地改變所述調(diào)節(jié)裝置 的控制電壓、控制電流或積分時(shí)間、或者數(shù)字地通過能由處理器處理的編碼來調(diào)節(jié)探測器增 ο
4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的熱像相機(jī)，其特征在于，所述存儲(chǔ)裝置記錄分別對(duì)應(yīng) 于一個(gè)或多個(gè)調(diào)節(jié)裝置的一個(gè)或多個(gè)特性曲線。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的熱像相機(jī)，其特征在于，在所述相機(jī)的調(diào)節(jié)裝置區(qū)域 中設(shè)置至少一個(gè)溫度傳感器，用于確定所述調(diào)節(jié)裝置的環(huán)境溫度/組件溫度。
6.一種用于操作熱像相機(jī)、尤其是根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的熱像相機(jī)的方法，其 特征在于包括以下方法步驟a.一次執(zhí)行校準(zhǔn)過程，所述校準(zhǔn)過程包括以下步驟 i.將所述熱像相機(jī)放置在溫度穩(wěn)定的環(huán)境中； .確定由所述調(diào)節(jié)裝置所提供的控制電壓和/或供電電壓；iii.在不同溫度下重復(fù)步驟ii.；iv.根據(jù)在步驟ii.中所確定的電壓，確定特性曲線；v.將所述特性曲線存儲(chǔ)在位于所述熱像相機(jī)上的存儲(chǔ)裝置中；b.在借助于步驟a.中所確定的特性曲線補(bǔ)償所述控制電壓和/或供電電壓的情況下 執(zhí)行一次或多次測量。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有至少一個(gè)紅外輻射探測器并具有至少一個(gè)調(diào)節(jié)裝置的熱像相機(jī)，調(diào)節(jié)裝置提供對(duì)于熱像相機(jī)的操作所必需的控制電壓和/或供電電壓。為了提供其中能在同時(shí)降低組件成本的情況下補(bǔ)償電子器件的溫度引起的漂移的熱像相機(jī)，在熱像相機(jī)上設(shè)置存儲(chǔ)裝置，在存儲(chǔ)裝置中存儲(chǔ)至少一個(gè)與溫度相關(guān)的特性曲線，并且熱像相機(jī)借助于特性曲線自動(dòng)補(bǔ)償至少一個(gè)調(diào)節(jié)裝置的由溫度引起的漂移。此外，本發(fā)明還涉及這種熱像相機(jī)的操作方法。
文檔編號(hào)H04N5/365GK101919237SQ200880125123
公開日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2008年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月19日
發(fā)明者A·梅塞施米德, K·舒勒, M·斯特拉特曼 申請(qǐng)人:特斯托股份公司