非调制双色红外测温误差实时补偿方法研究

针对环境温度变化对双色红外测温准确度的影响,基于双色比色红外测温原理,分析了非调制双色红外测温的误差来源,提出一种新的快门式非调制双色红外测温方法。在光路中增加快门及其控制模块,控制快门闭合,将测得系统偏移作为补偿项,补偿实际测温时因温度变化给测量带来的误差。仿真结果表明,在600～1 100℃的测温范围内,长时间使用的无快门非调制红外双色测温的精度严重劣化,而快门式非调制双色红外测温的准确度大幅提高,可达到±0.5%。     

基于高速51单片机的无线数字测温系统设计

设计了一款由STC12C5612AD、数字温度传感器DS18B20以及无线通信模块SRWF-1021-50构成的无线测温系统电路,并对高速单片机读写DS18B20作了详细的说明,通过汇编程序设计满足了DS18B20的时序要求。电路实物的测试结果表明,所设计的无线测温系统能准确测量环境温度,且无线温度测量距离可达100 m。     

基于红外热电堆的矿用测温装置设计

目前煤矿测温装置多数采用有线接触式测温方式,针对传统装置存在的测量精度、实时性以及安装难等问题,设计了一种基于红外热电堆的测温装置。系统采用红外热电堆传感器采集温度信号,通过无线模块收发信号,将温度送至上位机,便于组成网络,实现多点测温。由于非接触特性,还能够实现对矿井下运动的设备温度进行测量,具有可靠性高、速度快、实时性强等特点。     

分析红外测温的原理、误差及其解决途径

基于黑体辐射原理为出发点,对红外测温的相应工作原理进行分析,因此为基础对其数学模型给与推导,并对物体的温度、波长及辐射功率之间所存在的关系进行了描述,即在开展红外测温过程中,必须以实际测温范围为基础,对不同的工作波长进行合理选择,并对相应应用电路所具有的实验数据给与有效利用,分别从距离系数、反射率及环境等内容,就测量精度所存在的原因进行探讨和分析,最终得到被测目标温度和环境温度之间所存在的相互关系,并就环境温度是整个红外测温所出现误差的关键原因进行了验证,此外,对测量误差的实际消除,提出了相应改变策略和方法。     

基于STM32的红外智能测温闸机系统设计

基于对流行传染病期间的公共场所进出人员健康状况进行检测的需求,论文提出了将身份验证、体温测量、闸门控制、数据联网功能模块智能结合并设计了一款基于STM32的红外智能测温闸机系统.设计由STM32单片机作为主控模块与射频读卡模块、红外测温模块、语音示警模块、门禁继电器模块、OLED显示模块组成,采用WIFI模块将测量数据实时上传云端,实现远程监控目的.该系统稳定性好、测量效率高,适用于对公共场所进出人员健康信息测量、记录以及远程监控.     

基于GA-BP神经网络温度补偿的红外温度传感器设计

为减少环境温度对红外测温的影响,并提高测量精度,提出了一种基于热电堆与热敏电阻的红外探头、Cortex-M3 ARM处理器及高精度低噪声测量电路的红外温度传感器。利用梯度下降法建立红外探头的输出电压、环境温度和目标温度的BP神经网络模型,用遗传算法对其初始权值和阈值进行优化,并将基于该模型的算法嵌入ARM处理器,求出目标温度。该红外温度传感器实现了对物体温度-10～+50℃范围的测量,平均绝对误差为0.033℃,均方根误差为0.035℃。     

高精度红外热成像测温技术研究

红外热成像测温系统由于其远距离、非接触、多目标、高精度的特点,发展非常迅速。在当前新型冠状病毒流行的时期,为快速、高效地筛查出高温人群,及时防控、隔离疫情,红外热成像测温技术凸显了其重要性。测量过程中被测物体温度、环境温度、大气温度、镜头温度、探测器温度等因素,对测温精度都有一定影响,尤其是测温曲线的高精度标定对于红外热像仪测温精度影响最为关键。对红外测温原理进行了研究,建立了红外测温系统输出灰度值与被测物体测量温度的匹配模型,找到一种精确标定测温曲线的方法,提出了应用于高精度测温的V-T_r~4曲线,以及应用于温漂补偿的V-T_(FPA)、V-T_(镜筒)和V-T_(快门)曲线。经过实验验证,达到了理想的效果,使得测温精度显著提升,测温精度可以达到0.15 K以内。     

提高红外测温系统测温精度的研究

基于比色测温原理设计了一种红外测温系统,测温前先使用标准黑体对测温系统进行标定,得到标定曲线R(T)-T.在测量目标的温度时,在目标附近放置一个超大面元黑体,通过这种方法来消除环境反射辐射和大辐射等辐射量的影响来提高红外测温系统的精度.     

一种基于TN901非接触式红外测温系统的设计

非接触式红外测温系统广泛应用于医疗、自动检测等实际领域。该文设计的非接触式红外测温系统遴选单片机AT89S51芯片为测温系统的主控,利用非接触式TN901红外温度传感器进行温度的实时采集,并将采集到的温度信息传递给单片机AT89S51的I/O(P2)口,然后由单片机AT89S51程序计算公式i Temp=i Temp/16-273.15将数据转换为温度值,再由9012型三极管构成的放大电路驱动四位一体数码管,实现温度的实时显示。基于TN901非接触式红外测温系统测量精度±0.1℃、分辨率0.1℃,工作电源为+5 V,工作环境温度≤60℃、湿度≤90%。该非接触式红外测温系统具有响应时间短,稳定性能好,温度分辨率高和使用方便、寿命长的特点。     

微热管红外测温系统的设计

根据集成发光二极管(LED)的微热管尺寸小、温升快、温度梯度变化剧烈等特点,搭建了非接触式红外测温系统,以实现对其不同特征区域的温度测量。对该系统的信号采集与转换、误差分析与补偿、测温特性指标、以及微热管的热性能进行了研究。该系统通过LabVIEW编程软件实现红外传感器的电信号采集与温度转换;将不同温度的加热块作为等温体参考,对比热电偶与红外测温结果完成静态和动态测温特性分析,进而通过环境温度补偿方法修正LED辐射热引起的传感器漂移误差;最后基于线性拟合法完成传感器的校准。利用该测试系统在不同热负载下测试了微热管的热性能。结果显示:测温系统的准确度、重复性及线性度分别为1.2~1.5℃、1%和0.2%;时间常数T和响应时间t0.05分别约为15ms和30ms。该红外非接触测温系统能够减小传感元件对被测温度场的影响,具有测温精度高和热惰性小的特点,为微热管热性能评估提供了新的测量方法。     

基于单片机的超声波简易定位系统的设计

针对于现场测试时传感器的位置需准确定位,设计了一种可用于现场测试时传感器位置监测的超声波定位系统。利用超声波传感器实现对待定位传感器的距离测量,采用温度传感器减小环境温度对超声波波速的影响,并结合三角形测量原理使待测传感器的三维坐标值在LED上显示。研究表明,研制的超声波简易定位系统可以单独用来测量距离,并辅助测试传感器测点定位。     

反射温度补偿法及其实验验证

为补偿环境辐射对红外测温的影响,根据红外辐射理论和红外热像仪的测温原理,提出了反射温度补偿法。介绍了该方法的原理,给出了该补偿方法的理论计算公式。相关实验显示,在被测物体周围存在高温物体的情况下,采用提出的反射温度补偿法可补偿高温物体的反射能量。红外反射镜的选取与被测物体的表面状况有关,若被测物体可视为朗伯体,则可选铝箔为红外反射镜;若被测物体为非朗伯体,则需选用与被测物体表面结构相似的材料为红外反射镜。经过反射温度补偿,能较为准确地得到朗伯体的表面温度,误差可控制在2%以内;该方法亦能够较大地提高对非朗伯体的测温精度,其误差不超过5%。这些结果表明该方法简单易行,精度较高,适用于大部分的红外热像仪。     

红外热像仪外场测温的大气透过率二次标定

为了实现测温红外热像仪的外场精确测温,研究了大气透过率的二次标定。建立了红外热像仪的外场远距离测温标定模型,采用一个标准面源黑体和红外热像仪对大气透过率进行了二次标定。首先,用标准面源黑体的设置温度标定大气透过率的二次修正系数;然后,在已知目标感兴趣区域发射率的情况下,用二次修正系数对未知辐射源测量值进行修正,实现未知辐射源目标辐射温度的准确测量。实验显示,随黑体设置温度从50℃不断升高(二次大气透过率近似为1),大气二次透过率修正系数在50～100℃内迅速下降,在100～200℃内下降趋势减缓,逐渐接近于约为0.7的常数。实验结果为测温红外热像仪外场精确测温提供了保证。     

An Accurate Ultrasonic Distance Measurement System with Self Temperature Compensation

Abstract

This study proposes an accurate distance measurement system which has self-temperature-compensation (STC) with the environmental average temperature in space, rather than a single point temperature. This system combines both the amplitude modulation (AM) and the phase modulation (PM) of the pulse-echo technique. The proposed system can reduce error caused by inertial delay and the amplitude attenuation effect when using the AM and PM envelope square waveform (APESW). The proposed system adopts two identical measurement hardware sets using the APESW ultrasonic driving waveform. The first set measures the sound velocity (the environmental average temperature information is also involved) as the result of the temperature compensation data for the second distance measuring set. Without using a temperature sensor, experimental results indicate that the proposed STC distance measurement system can accurately measure the distance. The experimental standard deviation of the linearity with respect to the distance is found to be 0.21 mm at a range of 50 to 500 mm. Moreover, the proposed system's temperature uncertainty effect produced a standard deviation of 0.093 mm, while the temperature sensor system's uncertainty effect produced a standard deviation of 0.68 mm. The STC manner is simple and can be easily adapted for robotic applications for which the temperature sensors can not easily be set up and placed. The main advantages of this STC distance measurement system are: high resolution, low cost, and ease of implementation.     

基于红外测温技术的电器表面温升快速检测方法

针对现有的家用和类似用途电器的温升检测技术,引入光学图像以增强红外图像的可视性,从而建立了一套运用红外热像仪对电器可触及表面温升进行检测的方法。实验结果表明,红外测温方法比传统的热电偶测温方法效率离、自动化程度高、数据实时性好。     

带红外通讯接口的超声波测距仪

介绍一种超声波测距仪,它具有精确测量、显示和数据存储功能,并具有红外通信接口,可以将测量数据传输到PC机保存和分析。分析了空气中超声波测距原理,提出了通过温度测量修正超声波传播速度,提高空气中测量精度的方法。在此基础上提出了一种基于单片机的带红外通讯接口的超声波测距仪的设计,设计了超声波发射和接收电路、测温电路、存储电路和显示电路。设计了一种符合IrDA标准的红外通讯接口电路。编写了测距仪的相关程序,并用VB编写了PC机接口程序。     

回转窑筒体温度红外扫描计算机监测系统的设计

介绍了窑炉红外温度检测装置的组成、数据采集方案，通过步进电机的细分定位控制实现了窑体温度无重复、无盲区的扫描检测，克服了由于窑体速度变化、扰动等因素听造成的扫描不完全的缺点；并采用了轴向温度分布图像的动态补偿算法及基于欧氏距离和相平面图的窑炉状态预测算法，取得了令人满意的控制、监测效果．     

基于Wi-Fi无线通信的温湿度测量系统设计

设计了一种环境温湿度的无线测量系统,采用AM2301单总线温湿度传感器和飞思卡尔MC9S12xs128mal单片机实现数据的采集与显示。采用Wi-Fi MODII无线模块将单片机处理后的数据通过Wi-Fi传输到笔记本终端,利用Java Socket网络编程实现了温湿度数据的显示与存储。实验结果表明,该温湿度测量系统无线传输距离约30 m,运行可靠。     

基于红外测温的筒形锻件内外径在线测量

针对目前筒形锻件外形尺寸无法实现在线测量的现状,提出一种新的基于红外测温技术和激光扫描技术相结合的筒形锻件内外径在线测量方法,该方法中温度信息由红外双色测温系统测得,外径尺寸信息由激光扫描技术测得。对红外测温原理进行研究,根据测量现场的情况构建红外双色测温系统,减小现场恶劣环境和锻造过程中锻件表面氧化皮对测温造成的影响,提高了测量精度。在传热学的基础上推导筒形锻件导热微分方程,建立筒形锻件温度与尺寸的关系,结合锻件内外表面的温度信息和外径尺寸信息求得内径尺寸的大小,从而实现筒形锻件内外径尺寸的在线测量。通过试验验证该方法的可行性,同时可以满足现场测量的精度要求,从而解决筒形锻件内外径测量的瓶颈问题,在筒形锻件锻造现场有一定的应用前景。     

An optical non-contact measurement method for hot-state size of cylindrical shell forging

Using the present method the inner diameter cannot be measured. So an optical non-contact measurement method for measuring inner and outer diameters of cylindrical shell forgings is proposed. Firstly, an infrared dual-color temperature measurement system is devised based on the three-level interference filter. Secondly, the relationship between temperature and size is derived. Using this relationship the inner diameter is measured by combining the outer diameter and temperature. The outer diameter is measured by laser scanning technology and the temperature is measured by infrared temperature measurement technology. Thereby the measurement for hot-state size of cylindrical shell forging is achieved. Finally, the measuring method is feasible according to the experimental result.