航空发动机涡轮叶片温度测量综述

简要介绍了航空发动机涡轮叶片表面温度的几种主要测量方法,总结了热电偶、晶体、示温漆、荧光、光纤、以及红外辐射、多光谱等测温方法的的测温原理、技术特点和国内外研究现状,并在此基础上对将来涡轮叶片温度测量发展方向进行了展望.     

红外辐射温度测量关键技术探讨

在红外检测理论不断发展的背景下,红外辐射温度测量技术愈发先进,被广泛应用在各大领域,具有很强的高效性、便捷性等优势,无需停电、无须取样,可进行远程操作,具有很强的安全性和实用性。基于此,文章结合理论实践,在简要阐述红外辐射温度测量技术原理的基础上,分析了关键技术的具体应用,并探讨此项技术的应用前景,希望红外辐射温度测量技术的推广和应用有一定参考及帮助。     

微小激光加工区辐射测温系统的调焦

将红外辐射测温系统用于半导体基片表面温度测量时,系统的调焦状况将影响测温结果的准确性。对这种影响进行了理论计算。结果表明,当被测高温区面积较大时,可以允许较大的调焦范围。但在激光诱导扩散等激光微细加工工艺中,曝光区直径仅数十微米量级,对系统的调焦提出了较高的要求。计算了在可见光波段和近红外波段两种情况下系统成像物镜的焦距。当成像物镜在波长为0.546μm时的焦距为30mm,并固定像距为196mm时,得到在波长为1.335μm时的物距比波长为0.546μm时大1.33mm。利用这个结果,结合在不同物距时系统对被测高温区进行扫描得到的温度分布,提出了调焦的方法。利用该方法,系统物距可调节到最佳物距为中心±0.05mm的范围内,满足了微小面元温度测量的要求。     

反射辐射和探测器本身的辐射对实测测温系统测温精度的影响及其抑制

在介绍一种采用钽酸锂热释电探测器实现的实时删温系统的基础上，着重讨论了反射辐射和探测器本身的辐射对该系统测温精度的影响。提出了抑制反射辐射及探测器本身的辐射对测温精度影响的4条措施：1)采用水冷遮蔽板并对探测器进行水冷；2)尽可能地使探头正对待测物体表面；3)选择合适的仪器工作波长带宽(Δλ=10nm)；4)进行电气补偿。进行了一些必要的分析与讨论．得到了采用水冷遮蔽板、将探头尽可能地正对待测面并选用合适的波长带宽可以有效地抑制反射辐射、及对探测器进行水冷并进行电气补偿，可有效地抑制探测器本身的辐射的结论。实验表明，采取优化措施后，在要求的测温范围400～1200℃内测温精度不低于0．3％．符合设计要求。     

带辐射温度测量功能的手表

开发了一种把采用热电堆的辐射温度测量微型组件与内装低噪声放大器的专用ＣＭＯＳＬＳＩ组合在一起,带有辐射温度测量功能的手表。     

强电磁场中的温度测量技术的研究

文章概述了在强电磁场中用红外辐射光纤传感器测量温度的原理和实验装置。     

一种实用化实时测温系统的温度分辨力

基于Kirchhoff定律,利用半导体激光器InGaAs/I及钽酸锂热释电探测器设计了一种实用化的实时测温系统。基于系统温度分辨力的要求,对光学系统的相对孔径及选频放大器的带宽进行了优化设计。结合V(T)～T曲线的温度灵敏度和相对灵敏度变化曲线,重新讨论了系统的工作波长。实验结果表明,采用所选择的激光波长和光学系统的相对孔径及选频放大器的带宽,在实际的测温范围内,系统的温度分辨力和V(T)～T曲线的温度灵敏度均能够满足系统要求。     

激光微细加工中微小曝光区域的计算机温度测量系统

在半导体的激光微细加工技术里，微小曝光区域的温度分布是关键的工艺参数，必须得到精确的测量。而为了使温度测量不影响曝光区的温度分布，需采用不接触测量方法。研制了计算机温度测量系统，实现了微小激光曝光区温度的实时不接触测量。系统中，InGaAs／InP光探测器将微小高温区的温度信号转换为光电流．再经信号放大及模／数转换后输入计算机。结合温度定标实验，对测得的温度数据进行插值运算，在实验中可以实时显示出曝光区的温度值。系统的温度分辨率可达到0．2℃，测量区域的最小直径可达到18μm。同时设计了搜索算法，使温度数据采集和精密位移平台的移动相配合，实现了温度分布的测量和最高温度区的准确定位。     

激光激发等离子体温度空间分布测量研究

采用了一种激光激发等离子体温度空间分布测量的新方法,使用面阵CCD探测等离子体二维光谱,应用玻耳兹曼分布式解析获得激光等离子体温度,以YAG激光为激发源,Cu作样本,当脉冲激光能量为0.1J,脉宽为10ns时,所测得的靶面温度分布在12000K到14000K之间,挖高斯分布。     

反射辐射和探测器本身的辐射对实时测温系统测温精度的影响及其抑制

在介绍一种采用钽酸锂热释电探测器实现的实时测温系统的基础上 ,着重讨论了反射辐射和探测器本身的辐射对该系统测温精度的影响。提出了抑制反射辐射及探测器本身的辐射对测温精度影响的 4条措施 :1)采用水冷遮蔽板并对探测器进行水冷 ;2 )尽可能地使探头正对待测物体表面 ;3)选择合适的仪器工作波长带宽 (Δλ =10nm) ;4 )进行电气补偿。进行了一些必要的分析与讨论 ,得到了采用水冷遮蔽板、将探头尽可能地正对待测面并选用合适的波长带宽可以有效地抑制反射辐射、及对探测器进行水冷并进行电气补偿 ,可有效地抑制探测器本身的辐射的结论。实验表明 ,采取优化措施后 ,在要求的测温范围 4 0 0～ 12 0 0℃内测温精度不低于 0 3% ,符合设计要求     

探测器本身的辐射对实时测温系统测温精度的影响及其抑制

在介绍一种采用钽酸锂热释电探测器实现的实时测温系统的基础上，着重讨论了探测器系统本身的辐射对该系统测温精度的影响．提出了抑制探测器系统本身的辐射对该系统测温精度影响的三条措施：一是对探测器进行水冷；二是采用一带宽为150nm的窄带干涉滤光片；三是进行电气补偿并进行了一些必要的分析与讨论．同时实验也表明，在采取上述抗干扰措施后，在要求的测温范围400℃～1200℃内，测温精度符合设计要求．     

一种实用化实时测温系统测温精度的进一步分析

基于Kirchhoff定律,利用半导体激光器InGaAs/I及钽酸锂热释电探测器设计了一种实用化的实时测温系统.基于反射辐射对系统测温精度影响的分析,确定了水冷遮蔽板的尺寸(即H/R之值);通过对A/D转换器件的分辨率对系统测温精度的影响及对V(T)-T曲线温度灵敏度制约的研究,确定了系统应选用16位的A/D转换器件;依照光路中的外界干扰(选择性吸收气体、烟尘等微粒)对系统测温精度影响的讨论,提出了其相应的抑制措施;总结出了影响系统测温精度的5种因素,并对其中的2种进行了简要的分析.该系统的测温不确定度优于0.3%.     

一种实用化实时测温系统波长带宽的优化设计

基于Kirchoff定律,利用InGaAs/ I半导体激光器及钽酸锂热释电探测器设计了一种实 用化的实时测温系统。在着重讨论系统的测温不确定度(抗反射辐射光干扰的能力)及温度分辨力的基础上,对其工作波长的带宽进行了优化设计。实验表明,采用优化设计的波长带宽之后,在测温范围400～1200℃内,测温不确定度及系统的温度分辨力均符合设计要求。     

半导体激光器在航空发动机实时测温系统中的应用

传统的航空发动机测温系统采用热电偶方式,这种方式存在系统体积大、重量重、误差大、反应速度慢的缺点。文中介绍了一种利用半导体激光器InGaAs／I做光源,用钽酸锂热释电探测器做光接收器件,以单片机为核心实现的中、高温度实时测量系统。该系统主要由光发射与接收系统、信号放大与处理系统及显示系统3部分组成。介绍了该系统的基本原理、结构和抗干扰措施。经航空发动机实时测温实验结果表明,在要求的测温范围300℃～800℃内,测温精度和反应速度符合设计要求,且与理论分析结果相一致,从而证明了系统设计的正确性。     

红外热像仪测温精度分析

介绍了红外热像仪的工作原理和测温原理,分析了影响红外热像仪测温精度的各种因素,从理论上推导了各因素的误差对测温精度影响的数学表达式,计算了不同温度条件下不同发射率材料的测温误差曲线,比较了中、长波红外热像仪在不同温度范围内的测温精度。     

便携式高精度测温仪研制

介绍了便携式高精度测温仪系统组成,对DS1820实现高精度测温及与MCS－51（8031）接口方法进行了探讨,实际使用表明该仪表具有较好的测温效果。     

一种实用化实时测温系统的工作波长的最优设计

基于Kirchhoff定律 ,依照测温系统的各主要技术参数与各主要测量指标 (极限灵敏度、测温精度及测温范围 )之间的关系 ,对利用激光并采用钽酸锂热释电探测器作光电转换器件的实用化实时测温系统的工作波长进行了最优化设计。实验表明 ,在测温范围 4 0 0～ 12 0 0℃内 ,测温灵敏度及测温精度均符合设计要求。