加热炉管剩余寿命红外热像评估系统

研制了一套建立在Larson-Millcr参数外推剩余寿命估算方法和红外热像温度检测基础上的快速、非接触在线估算炉管剩余寿命的软件系统，用于炉管的规范管理与在线剩余寿命评估。该系统建立了炉管的温度、剩余寿命、材料常数、工艺参数、壁厚和外径等数据库。不仅可以快速在线估算炉管的剩余寿命，而且可以对加热炉的工作状态进行在线评估与诊断，为及时制定加热炉的故障排除方案提供了一种新方法。     

加热炉对流段炉管外表面化学清洗技术

加热炉在长期运行后其对流段炉管外表面积聚了大量的污垢，大大降低了对流段炉管的传热性能。本文详细地介绍了炉管外表面化学清洗技术及应用情况，采用自行研究的清洗工艺和药剂，可以有效地清除对流段炉管外表面污垢。现场应用效果非常理想：清洗过程中不腐蚀炉管、不损害炉衬，清洗液对环境无污染，清洗后炉管见金属本色、外表基本无污垢；开工后烟气出口温度比清洗前降低50℃～90℃，加热炉热效率提高5％左右。     

加热炉炉墙衬里损伤的红外热像检测与评估

炉墙衬里的损伤程度往往决定了加热炉设备的寿命,因此,对这类设备衬里损伤实现在线与快速检测与评估是重要的工程问题.通过对某加热炉BA301炉墙进行红外热像检测与评估,表明红外热像检测技术应用于加热炉炉墙衬里性能评估及炉管保温评价等方面具有明显的的优越性,其应用将会越来越广泛.     

复杂干扰环境下的分布式多传感器检测

实用多传感器系统应考虑各种环境干扰的复杂性,然而复杂干扰环境下多传感器数据融合的研究是目前尚未开展的领域.为此,本文首先建立了复杂干扰环境下多传感器系统的马尔可夫模型,给出了状态转移图和状态概率,并根据该模型推导出复杂干扰环境下多传感器融合检测的四种判决方法.最后给出了仿真结果,并分析了检测概率和虚警概率.     

概率实时时态认知逻辑模型检测中抽象技术的研究

概率实时时态认知逻辑PTACTLK模型检测面临着与传统模型检测同样的挑战,即状态空间爆炸问题.抽象是缓解状态空间爆炸问题的最为有效的方法之一.为了缓解概率实时时态认知逻辑模型检测中的状态空间爆炸问题,我们给出了一种抽象技术:对于PTACTLK中的实时部分PTACTL,采用抽象离散时钟赋值,把概率实时解释系统的无限状态空间转化成有限形式;对于PTACTLK中的认知算子K,给出了抽象状态关于智体认知等价的定义.定义了概率实时解释系统的抽象模型,给出了抽象模型上概率实时时态认知逻辑的语义,并证明了由抽象技术演绎得到的抽象模型是原始模型的上近似.最后通过一个通信协议来说明抽象技术的有效性.     

基于多信号流图的飞控系统实时故障诊断

针对飞控系统构造复杂、解析建模困难的特点,给出一种基于多信号流图模型进行实时故障诊断的方法。该方法首先建立系统的多信号流图模型,然后根据模型得出相关矩阵,在相关矩阵和各实时测试结果基础上按照实时故障诊断基本算法进行诊断推理,判定系统各模块所处的状态。对某型飞机飞控系统的建模以及模拟诊断结果表明,该方法能隔离多故障,同时降低虚警率,是一种十分有效的实时故障诊断方法。     

用于窑壳温度实时群测的红外热成像系统

大型回转窑群是冶金工业中重要的生产设备,其窑壳的运行热状态直接影响生产效率和产品质量。文中给出一种用于窑壳温度实时群测的红外热成像系统,它使用一台红外探测仪同时检测多台回转窑的窑壳温度。首先叙述了系统原理,然后详细介绍了系统设计和标定方法,描述了系统的使用情况并给出了使用结果,最后对该系统在窑壳温度检测方面的作用进行了说明。     

针对无线网络的智能干扰技术研究

利用媒介访问控制层(Media Access Control,MAC)协议的知识对无线网络关键帧进行智能干扰,具有较高的干扰效率和较低的检测概率。定义了在智能干扰条件下无线网络信道的5种状态,建立了无线网络在受到智能干扰时的无线信道状态转换模型。根据这些状态的组合情况,提出了基于对状态转换模式进行统计的对智能干扰检测模型,并给出了对智能干扰概率进行估计的方法。通过NS2网络模拟的手段验证了模型的准确性。     

基于DSP的加热炉内钢坯表面温度检测及分析系统

设计了一种加热炉内钢坯表面温度实时检测系统,以DSP为图像处理核心,采集加热炉内两幅临近中心波长的近红外辐射图像,用比色测温算法计算出钢坯表面温度。对比色测温原理、系统的硬件电路、软件流程和试验效果进行了分析。在H型钢加热炉的试验表明,系统能实时检测加热钢坯的表面温度,实时生成加热炉内温度场的伪彩图像并完成工况分析。钢坯表面温度检测的相对误差小于0.5%,满足加热炉温度控制工艺的要求,解决了加热炉内钢坯表面温度动态检测的技术难题。     

基于DSP的加热炉内钢坯表面温度检测及分析

设计了一种加热炉内钢坯表面温度实时检测系统,以DSP为图像处理核心,采集加热炉内两幅临近中心波长的近红外辐射图像,用比色测温算法计算出钢坯表面温度.对比色测温原理、系统的硬件电路、软件流程和试验效果进行了分析.在H型钢加热炉的试验表明,系统能实时检测加热钢坯的表面温度,实时生成加热炉内温度场的伪彩图像并完成工况分析.钢坯表面温度检测的相对误差小于0.5%,满足加热炉温度控制工艺的要求.     

基于镁合金燃点测试的比色测温装置

为了解决阻燃镁合金的关键参量燃点测试的难题,采用比色测温法进行了理论分析和实验验证,并设计了结构新颖的比色测温装置。提出了由测温装置接收光辐射能量的突变点判断镁合金何时起燃,从而求出燃点温度;由中温黑体炉对系统进行静态标定来获得静标系数;而用电加热薄片电阻法来点燃镁合金,具有操作简单、节省时间和实验原料的优点。通过对含Nd质量分数为0.0075的AZ80镁合金燃点进行了测试,比色测温装置和红外测温仪的测量结果分别是1164.7K和1148.2K,其相对误差为1.4%。结果表明,比色测温法成功解决了镁合金燃点测试难的问题,且对阻燃镁合金的相关研究及镁合金冶炼的在线监测具有较重要的参考价值。     

碲锌镉晶体生长炉自主设计与控温性能实验

针对直径4英寸碲锌镉单晶材料生长的需求,在研究国外碲锌镉晶体材料生长取得的成果基础上,自主设计了一种基于移动炉体技术的碲锌镉晶体生长炉.炉体由4种规格的六段温控加热单元组成,采用工控机控制伺服电机来驱动滚珠丝杆直线导轨实现炉体升降,炉体内腔设置有刚玉陶瓷管及高温金属热管组成的加热炉管,通过高精度铂铑铂热电偶、欧陆、变压...     

基于高温黑体的傅里叶光谱测量系统响应度分段线性标定

傅里叶红外光谱仪（FTIR）光谱响应度的标定工作是FTIR红外光谱精准测量的基础。基于中国计量科学研究院（NIM）的ThermoGage HT9500型高温基准黑体辐射源,对NIM搭建的FTIR高温黑体红外辐射特性测量系统的光谱响应度,通过分段线性标定法进行了标定实验。建立并描述了FTIR测量高温黑体红外辐射特性系统响应度函数标定模型,并通过测量的黑体辐射源在1 273~1 973 K温区、1~14 m宽频谱内的红外光谱,对FTIR测量系统的光谱响应度进行了标定实验研究。结果表明:分段线性标定FTIR红外光谱测量系统方法具有良好可靠性。1 373~1 873 K温区的测量光谱与基于黑体标定的计算光谱在1~14 m频谱内平均偏差优于1%,黑体光谱辐射亮度峰值波长上反演得到的黑体计算温度与实际温度偏差优于0.45%。     

热电偶时间常数激光测试系统中激光加热研究

为了在热电偶时间常数测试中提供可靠的阶跃温度信号，优化反馈控制效果，进一步缩短阶跃温升信号的上升延时间，确保热电偶时间常数测量的准确性，采用中温黑体炉对高速辐射测温模块进行了静态温度-电压标定，使用激光器对被校热电偶进行加热，获取单次脉宽调制波（PWM）脉宽时间与温度之间的关系式；理论分析了红外辐射测温模块电压与黑体温度、PWM波脉宽时间与温度之间非线性关系的原因，对进一步优化控制效果、建立系统数学模型提供了实验验证。结果表明，红外辐射测温模块输出电压与黑体温度呈4次方关系；单次PWM波脉宽时间与温度呈3次方关系。该实验结果可为控制器反馈控制调节PWM波脉宽时间（占空比）提供理论依据。     

宽动态范围红外积分球辐射源的优化设计与性能测试(特邀)

为满足红外遥感器高精度等效噪声光谱辐亮度的定标要求,在原有的设计基础上改进了红外积分球辐射源研制制造工艺,满足真空低温使用要求。该积分球辐射源采用8组碳纤维石英电热管作为红外辐射介质,实现工作波段覆盖3~15 μm,可调辐射动态范围提升1倍。设计了辐射定标与测量光路,通过比对测量标准腔式黑体辐射源,实现红外积分球辐射源真空低温条件下的辐射定标。定标结果表明:红外积分球辐射源出光口法线Ф200 mm范围内的面均匀性为99.75%,±10°范围内的角度均匀性为99.81%,非稳定性为0.05%。实现了红外积分球辐射源光谱辐亮度输出等色温近线性可调功能,5 μm和10 μm辐亮度可调范围分别达到12.8 μW/(cm2·sr·nm)和1.6 μW/(cm2·sr·nm)。     

采用双窗口红外探测器的道面温度遥测系统

在外场应用环境中,红外道面温度遥测系统的自身温度会发生较大幅度的变化,引起的内部杂散辐射变化会导致较大的系统测量误差。设计了采用双窗口红外探测器的红外道面温度遥测系统,同时对目标物辐射和内部杂散辐射进行实时测量,并在考虑探测器温度效应的基础上,建立了扣除内部杂散辐射影响的道面温度计算模型;标定实验结果表明:当探测器工作温度和测量目标温度分别在?10~40 ℃、?10~60 ℃范围时,探测器温度效应和辐射定标函数均可以做线性化处理,并呈线性叠加效果,验证了道面温度计算模型的合理性;经过标定后,红外道面温度遥测系统与Pt100接触式温度传感器进行了外场比对测试,得到测量系统与Pt100接触式温度传感器的测量数据相关性达到98.7%,其中夜间测量误差低于2.78%,表明了系统可在环境温度变化的外场条件下准确测量道面温度。     

基于热成像的钢管混凝土脱空检测技术研究

钢管混凝土结构因受施工工艺、混凝土收缩、超负荷承载等因素而产生脱空缺陷,使结构的承载能力下降。本文利用主动热成像技术对钢管混凝土的脱空缺陷进行了研究,并针对当前热成像脱空检测技术存在检测深度小,处理算法呈现效果不佳,无法定量检测,检测效率低等问题,提出了设计专用感应加热电源和线盘提高检测深度,热源反演算法消除加热非均匀性干扰,建立无缺陷仿真模型预测钢管混凝土表面的温度分布,取同一时刻的实验数据和仿真预测数据作差来提取脱空缺陷特征,以及检测参数优化实现定量检测的解决方法。通过多次重复实验表明,可检出壁厚为20 mm钢管混凝土内的脱空缺陷,并能确定缺陷形状和大小,有效提高了检测深度和检测效率。     

焦化炉炉管的红外热像检测诊断

文章以沧州炼油厂焦化炉炉管为实例,概括地介绍了采用红外热像技术,如何对高温火焰环境下工作的炉管进行温度场检测,以及对炉管的运行状态进行评估诊断的。从而为焦化炉炉管的“安、稳、长”运行提供了科学的监测方法。     

红外涂料的节能评估

讨论了红外辐射涂料的节能机制，分析了涂料对燃料加热炉排烟温度的影响及涂料与炉表温度的关系，并从理论和实践两方面评估了红外涂料的节能作用．     

在稀薄气流中用红外热图测量中低量值热流

在分析高高空热流测量需求基础上,针对高超声速飞行器稀薄气流地面试验热流量值小等特点,从满足模型壁面定常热流假设和一维半无限大假设条件、减小试验模型侧向导热误差和控制试验模型表面温升等方面分析了试验模型加热时间对热流测量的影响。其次选择较低热扩散系数模型绝热材料、采用瞬变平面热源法提高试验模型材料热物性参数标定精度、采用漫反射补偿等提高发射率测量精度等手段,提高中低量值热流测量精度。最后,在利用薄壁量热法获得模型表面热流时,测量MW/m2量级热流是把热电偶焊接在试验模型内壁面,而用红外热图及测量几kW/m2到几百kW/m2量级热流是测量模型外壁面热流,为了对这三者结果进行比较,在马赫数 Ma 为 12、试验总压 P₀ 为4.2 MPa、试验总温 T₀ 为700 K的试验状态下,用热电偶与红外热图同时测量了双锥薄壁模型不同点的热流,结果表明:红外测热结果与热电偶测量外壁面结果更接近,热电偶布置在外壁面位置所获得的热流大于布置在内壁面位置所获得的热流,模型加热时间对不同量值热流测量的影响是不同的。