发射光谱层析重建温度场中的温度定标

基于黑体辐射理论,重点对发射光谱层析(EST)重建温度场中的非接触式温度定标进行了研究.实验结果表明,非接触式温度定标方法(即黑体炉定标法),能有效地避免由于接触式测温仪对原场的干扰所造成的误差,也能有效地解决在发射光谱层析中高温区或超高温区的温度定标问题,在接触式定标基础上提高了温度场重建精度、拓展了温度适用范围.     

基于DSP的温度场重建

为了实现温度场的实时重建,采用高端数字信号处理器作为同时迭代重建算法的运算核心,实现发射光谱层析技术温度场的实时重建。通过实验取得了重建算法在高端数字信号处理器系统和PC系统下,所需要不同时间的数据。结果表明,通用PC无法实现发射光谱层折技术温度场实时重建,基于数字信号处理器的重建算法并结合通用PC机强大的控制和显示功能是温度场实时重建实现的较好方案。     

声学法电站锅炉温度场重建算法的研究与比较

为了声学法电站锅炉温度场测量的需要，重点沦述了一种利用正则化方法对电站锅炉炉膛温度场进行重建的算法，并与最小二乘法温度场重建算法进行了比较。该算法与最小二乘法温度场重建算法的主要区别是通过在温度场重建中加入火焰先验信息，提高测量数据较少时温度场的重建精度，通过仿真考察了该算法与最小二乘法算法对不同温度分布函数的重建效果，结果表明该算法比最小二乘法温度场重建算法具有较高的重建精度，用该算法可通过较少测量数据快速而较高精度地实现电站锅炉炉膛二维温度场的重建。     

基于红外测温技术的焊接温度场数值仿真研究

焊接温度场数值模拟技术的出现,为焊接技术的深入发展创造了有力的条件,而这又有赖于温度测量技术作为试验验证手段.作为非接触测温的红外测温技术,能够真实地反映出焊件在焊接工艺中的温度随时间变化的热循环过程.本文针对低碳钢钨极氩弧焊接工艺,利用红外测温仪得到了多个测点的热循环曲线,以此来修正双椭圆分布热源模型参数,建立了该工艺的温度场有限元数值仿真模型,将有限元解同实验结果进行了比较,两者基本吻合,表明了该分析模型的有效性.     

基于Lazy Snapping混合模拟退火算法的高压开关柜温度场红外三维图像重建仿真

提出基于Lazy Snapping混合模拟退火算法的高压开关柜温度场红外三维图像重建仿真方法,以提升高压开关柜温度场仿真效果。该方法利用主动式红外图像传感器采集高压开关柜温度场红外图像后,使用直方图非线性拉伸算法对其实施增强处理;再使用Lazy Snapping算法对增强后的高压开关柜温度场红外图像进行分割,并通过混合遗传模拟退火算法合成二维纹理流场图像;以该图像为基础,使用Image Quiltingh纹理合成算法合成高压开关柜温度场三维图像,完成高压开关柜温度场红外三维图像重建仿真过程。实验结果表明：该方法可有效增强高压开关柜温度场红外图像,其分割红外图像时的交并比数值接近1.0;可依据其生成的二维纹理流场图像生成三维图像,温度场仿真数值最大偏差仅为0.03℃。     

基于声波的快速温度场重建系统研究

传统的声学测温系统往往需要设计复杂的算法来分析回波波形,以确定飞渡时间,降低系统工作效率。为此设计一种以超声波模拟前端TDC1000为核心,配套使用数字转换芯片TDC7200的时差测量系统,可直接获得相应飞渡时间。并在此基础上,针对最小二乘重建算法的边缘温度缺失问题,提出一种基于Reflected Sigmiod函数的温度场重建算法。经测试,该系统可测得纳秒级超声波飞渡时间,结合该文重建算法,能够较准确重建出被测区域温度图像。     

基于声波法的舰船排气红外温度场的仿真重建研究

根据声速与温度的关系,提出了一种基于声学法的舰船排气红外温度场重建方法。通过布置在烟囱边界的声波传感器,测量各声波传递路径的时间,进而解算温度场。分析了测量误差对重建结果的影响,结果表明基于声波法的温度场重建方法在5%的测量误差水平内具有良好的重建效果。该方法为红外辐射强度以及红外制导武器锁定距离的计算提供了重要支撑,为舰船实现红外隐身动态控制奠定了基础。     

图像线性化对光谱反射率重建精度的影响研究

研究了相机JPG数据线性化对基于加权多项式回归算法的光谱反射重建精度的影响,论证了是否需要在加权多项式回归算法中对JPG数据进行线性化处理.实验采用加权多项式回归算法重建反射率,以X-Rite Digital ColorChecker Semi Gloss (SG)色卡(包括140个色块和灰色色块)进行训练,Greta...     

点云隐式曲面快速重建算法研究

提出一种点云数据隐式曲面高效重建算法.该算法首先基于传统径向基函数隐式曲面重建算法对点云数据进行低解析度、低精度快速插值,然后采用三线性插值对点云数据进行高解析度、低精度插值,最后根据欧氏距离确定点云零水平集附近需要处理的区域,处理过程中只对区域内点云数据进行滤波降噪.与传统方法相比,本文算法既可以保证曲面重建精度,又...     

红外多谱线二维辐射温度场重建算法的研究

对于2000 K以上的温度场,采用热像仪对温度场进行检测时,由于热像仪存在饱和问题,所以采用热像仪重建温度场这种测量的方法已不再适用。利用多组光学探头通过光纤远传,实现多光谱多通道数据的测量。在无需预先假设发射率与波长之间的模型关系基础上,通过迭代算法获得表面某些点的真温。通过布置成十字测温结构的多光谱方法实现涡轮增压锅炉多点温度的测量,构建了整个高温温度场的温度分布。结果表明:该方法用来测量高炉温度场分布可行、预测误差较小,可以为高温温度场的分析诊断提供参考。     

一种高精度4通道温度循环测量技术

引言在工业生产的许多领域以及各种科学实验中,常常要求对一个或多个温度进行精确测量,以便对生产或实验过程进行更好的控制,从而提高产品的质量或得到精确的实验结果。本文即介绍了一种４通道温度循环测量方法。     

红外光学薄膜材料折射率温度特性的研究方法

红外光学系统中靠近探测器的光学元件通常处于低温环境中,低温环境会使得光学元件表面薄膜的透射光谱发生漂移,进而严重影响红外光学系统的成像质量。研究发现光谱漂移是由于系统中红外光学薄膜的折射率发生了改变。论文针对红外光学薄膜材料折射率温度特性开展了研究,在光学薄膜理论基础上,通过分析几种波长色散模型的特点,提出了一种红外光学薄膜材料折射率温度特性的研究方法。该方法基于不同温度测得的透射率光谱,通过光谱反演得到不同温度条件下光学薄膜材料的折射率,并在Cauchy色散模型的基础上,通过数据拟合分析,能够得到红外光学薄膜材料的折射率温度/波长色散公式。采用该方法对PbTe、Ge两种典型红外光学薄膜材料折射率温度特性进行了分析研究,验证了该方法的可行性。     

环境温度对红外辐射测量精度的影响及修正

为了提高靶场红外系统的辐射特性测量精度,找出外场复杂环境温度变化对测量精度的影响并进行相应地修正。首先,建立了红外系统辐射定标的数学模型,模型中包含杂散辐射噪声影响和内部暗电流噪声的影响。接着,通过在高、低温箱内进行辐射定标实验,找出环境温度变化对辐射定标模型中各参数的影响。实验结果表明:环境温度改变引起的杂散辐射变化对辐射特性测量精度有较大影响。同时发现,环境温度变化时,杂散辐射引起的探测器像元灰度输出变化量近似等于实测的全系统像元灰度变化量,最后根据这一结论提出一种简易的适合外场应用的红外系统辐射定标数据修正方法,采用这种方法,以70℃黑体为目标,在0~50℃的温度范围内,黑体温度测量误差的均方根由0.8℃降低到0.095℃。在不增加操作难度的同时,大大地提高了外场红外辐射特性测量精度。     

利用声波法重建舰船排气温度场及红外辐射强度

为了提高舰船排气红外辐射监测水平,提出了一种基于声波法的排气烟羽温度测量和辐射强度计算方法.利用声速与温度的关系,建立排气温度场声学测量模型,通过声波传感器测量的声波传递时间,重建排气烟羽温度分布.利用该温度分布,通过解算红外辐射模型,获取排气红外辐射强度.通过仿真实例对该方法进行了验证,仿真结果表明:基于声波法的温度场重建方法在5%的测量误差水平内具有良好的重建效果,基本解决了舰船排气温度场和辐射强度实时计算的数学模型问题,为进一步开展舰船红外辐射实时监测技术的实船应用奠定了基础.     

基于微型压缩机的高精度紫外激光器温控研究

温度对全固态紫外激光器的输出特性起着至关重要的作用。为了使全固态紫外激光器输出稳定,需要对其进行精确的温度控制,本文主要介绍一种基于蒸气压缩式变频制冷系统和电热补偿的温度控制方法实现对紫外激光器的高精度温控,该方法采用PID作为基本控制算法,对微型直流变频压缩机转速和电热功率进行控制,从而实现恒温系统兼具体积小、重量轻、效率高、温控好等特点。实验结果表明:该方法响应速度快,仅需6min就能使系统达到稳定;控制精度高,水温精度最高能达到001℃。随着紫外激光器在打标、精密切割等行业的大量应用,该方法兼具诸多优势,具有很高的实用价值和推广意义。     

高帧频宽温度范围红外点源干扰装置设计

针对机动性能好、突防能力强的红外成像制导系统,利用极薄金属片可以快速加热升温与自然降温的特性,提出了一种适用于末制导阶段的新型红外干扰方法。建立了金属片加热升温及自然降温过程的数学模型,确定了金属片结构形式及材料特性;设计了结构简单、密封环境良好的红外点源干扰装置。试验结果表明:金属片优选2 μm厚的镍片,其加热时间为50 ms （500~1 000 ℃）,自然降温时间为75 ms （1 000~500 ℃）,可以满足帧频要求（10 Hz）;并实现了温度规律性的周期变化。分析与试验结果证实了红外点源干扰装置能够模拟红外辐射特性的快速变化,可为末制导阶段干扰提供一种新思路。     

数字全息和拉东变换重构温度场的研究

为了得到温度场的3维温度分布情况,采用数字全息方法,并将拉东变换的图层重建理论应用到数字全息的后期图像处理过程中,进行了理论分析和实验验证,取得了温度场的3维相位和温度数据.结果表明,此方法重构的温度场3维数据和阿贝尔变换重构的温度场数据相一致,证明了该方法的可行性.     

高工作温度锑化物红外探测器研究进展

随着材料制备和器件工艺技术的进步,制冷型红外探测器向着体积小、重量轻、低功耗、高性能和低成本的目标迈进。锑化物材料因其自身特殊的能带结构以及优异的光学性能,在低暗电流和高工作温度应用方面有巨大的发展潜力,可满足多种应用场景的需求。因此,开展高工作温度锑化物红外探测器的研究,具有非常重要的意义。本文综述了高工作温度锑化物红外探测器的发展状况,并对未来的发展趋势进行了展望。