双波段比色精确测温技术研究

双波段比色精确测温是红外测温的一种,可以比较精确的测量出物体的温度。本文首先介绍红外测温和双波段比色精确测温的系统结构和原理,包括温度结果的计算的过程;然后介绍了比色测温实验平台的设计和测温系统的标定方法;文章最后做了实验分析,同时对文章做了小结。     

双波段比色测温技术及实验测试

温度是自然界最重要的物理量之一,在不知道被测目标发射率的情况下,为了精确测量中低温(50～400℃)物体的真实温度,建立了双波段比色测温的实验系统。首先,根据双波段比色测温法的实验原理选择合适的实验器件,并对实验器件进行校准,用工程软件进行离散数据的曲线拟合,即对实验器件进行标定。然后,在实验器件被标定的基础上进行实验测量,即用设定温度的面源黑体(50～400℃)作为被测目标来采集数据。最后,将实验数据的计算结果(即被测物的实验真温)与设定温度进行比较,找出误差存在的原因和提出改进方法。实验结果表明:此实验系统是完全可行的,且当实验系统的标定置信度为0.95时,物体的真实温精度误差为5℃。搭建的双波段实验系统能较为精确地测量中低温物体的真实温度。     

双波段比色测温技术的应用

影响辐射测温准确性的因素很多,其中周围环境干扰和物体发射率是主要影响因素,使用比色测温技术可以很大程度上减弱这两种影响。文中介绍比色测温技术的原理,详细说明在比色测温系统中双波段的选取问题,列举实际系统标定过程中出现的一些问题,结合理论知识对这些实际问题进行分析,通过误差分析得出影响实验的主要因素。实验结果表明,温度在600～1 000℃之间,拟合曲线法的最大误差为3.06%,温度越低噪声对实验精度影响越大,测温距离也是导致测量误差产生的主要因素。     

双波段比色测温方法及其分析

通过对目前主要的几种红外测温原理的分析,指出了它们的局限性,并由此重点分析了双波段红外比色测温方法,讨论了双波段红外比色测温的灵敏度和测温适用范围.研究结果表明可充分利用双波段红外热像,确定景物场景的温度场,为双波段成像提供一定的理论基础.     

基于回转窑表面的红外双波段测温方法研究

回转窑是水泥熟料生产中的重要煅烧设备。在生产过程中,需要通过对回转窑的表面温度进行测量来监测窑体内部的生产状态。传统方法使用单波段红外测温对回转窑的表面温度进行监测,但是这种方法的测温精度不高,无法获取准确的测温数据。为了提高回转窑表面测温精度,提出了一种红外双波段测温方法。首先对传统的回转窑测温方法进行了理论分析,包括影响测温的几种主要因素;然后介绍了双波段测温原理,并推导出了基于回转窑的双波段测温模型;最后对其进行了实验验证。结果表明,与传统的单波段测温方法相比,本文方法在温度测量方面具有更高的精度。     

基于小波分析的比色测温波段选择

基于辐射测温原理,介绍了比色测温理论,为提高钢水的测温精度,对比色测温波长进行了最佳选择。搭建实验平台,获得了不同温度下的熔融金属辐射亮度曲线,通过小波去噪方法获得信噪比较高的亮度曲线,利用Matlab软件作出了波长选择的GUI界面。当滤波片中心波长选择为λ1=580nm,λ2=590nm时,测量误差满足了测量精度要求。     

比色测温法的最优波段及测温精度的研究

目前火炮膛温测试存在测试难度大、精准度低和条件恶劣等问题。针对此类问题,本文设计了基于比色测温的火炮膛温测试系统。论证了波长的选择和标定误差是影响比色测温精度的两大重要因素,并通过分析波长与采集电压之间的灵敏度关系,得出最优波段为0960μm和1000μm,提高了比色测温法的测温精度。分别使用最小二乘法和遗传算法(GA)对实验数据进行拟合,对系统进行测试验证。结果表明:选择最优波长能够提高测温精度,遗传算法在精度上对比最小二乘法有明显提高,整体测量误差小于4 ‰。     

智能比色测温系统

针对比色测温技术的输入与输出的非线性特性导致难以自动化的问题,设计了一种新颖的智能比色测温系统,介绍了该系统的测温原理及结构,提出利用查表法和对分搜索进行软件设计,采用插值计算来确定温度,从而实现两路输出电压向温度值的智能计算。它具有体积小、响应快等优点,且大大减小发射率变化带来的干扰,能够实时显示温度,保证了较高的测温精度。     

大气与环境影响分析的红外比色测温方法

传统的比色测温法通常利用可见光和近红外波段,对距离较近的高温目标具有较高的测量精度,而对距离较远的中低温目标无法精确测量。针对传统比色方法适用局限性,提出考虑大气和环境影响的红外比色测温方法,建立基于中波红外相机的比色测温实验系统。首先使用标准黑体进行中波红外相机和比色系统单波段定标;然后推导加入环境辐射参数的比色测量模型,进而建立新的目标辐射亮度比值与目标温度间的函数关系;最后,进行了实验室内自制灰体目标温度测量实验,验证了提出方法的可行性。实验表明:在实验温度范围内,温度绝对误差和相对误差分别小于4 ℃和6.7%,目标辐射亮度测量精度高于10%,考虑大气与环境影响的比色测温方法可实现中低温目标温度精确测量。     

基于双波段对数比放大的热风炉拱顶测温系统

为了解决传统热风炉拱顶测温系统存在的维护难度大、发射率难以确定等问题,采用了双波段对数比放大测温方法,并对其进行了理论推导和实验验证。结果表明,在设定温度不变的前提下,该方法的测量结果与随着时间改变的温度几乎保持一致;并验证了设定温度与测量温度之间的关系,本系统测温误差绝对值在6℃以内,测量精度高;也验证了LOG112输出电压与真实温度的倒数呈线性关系,这与理论推导一致。该研究将辐射测温与对数比放大技术相结合,对于解决现存问题及提高拱顶测温精度具有重要意义。     

双波段信号实时监测高功率激光焊接

记录和分析了高功率激光焊接中工作区的紫外和红外信号，着重分析了双波段信号与离焦量变化的对应规律。     

炉内高温背景辐射对比色测温的影响

在近红外比色测温中,当炉内环境辐射强度高于被测工件辐射强度时,环境辐射对测量结果的准确性有显著影响。为了得到较为理想的测量结果,通过对被测工件在不同温度场下的投射辐射吸收率、反射率和透射率的分析,得出了几者之间的关系,为准确测量工件的实际温度提供了依据;在此基础上,提出一种新的解决高温背景辐射影响的方法。     

比色测温理论中误差修正函数的研究

介绍了比色测温理论中的K值来源,通过实验对不同波长组合的K值进行分析,得出它随温度的变化而变化的规律,然后通过插值函数和最小二乘法对K值进行修正以减小比色测温误差,并对两种方法进行比较,得出:用插值函数进行修正在某段会出现较大误差,而利用最小二乘法对K值进行修正则能获得较好效果.     

一种实用化实时测温系统的测温灵敏度

基于基尔霍夫定律,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。基于该系统A/D转换器件的分辨率、V(T)-T曲线的温度灵敏度及其与测温范围间的制约关系,确定了系统应选用16位的芯片为其A/D转换器件;基于该系统的测温精度、V(T)-T曲线的相对温度灵敏度及其与波长间的关系,对其工作波长的优化选择进行了进一步的讨论;基于探头的温度分辨力、A/D转换器件的分辨率以及与V(T)-T曲线的温度灵敏度间的制约关系,对其波长带宽的优化设计进行了进一步的分析,并给出了系统在673K～1473K内的测温灵敏度。对系统进行优化设计后,在测温范围的低温段,其灵敏度不低于0.5K;在测温范围的高温段,则不低于0.1K。在673K～1473K内,其测温不确定度不低于0.3%。     

一种基于正交线偏振光的高精度方位测量方法

为了解决传统基于正弦波磁光调制的方位测量方法 存在小角度精确测量时信号微弱、处理难度大等问题,提出了一种基于正交线偏振光磁光调 制的方位精 确测量方法。首先简单阐述了传统方位测量原理,分析了小角度范围内测量时信 号微弱的根本原因;其次提出了改进的方位测量方法,在阐述测量装置结构原理 的基础上,建立了基于磁光调制后两束正交线偏振光的光强模型,通过分析发现 两路调制后混合信号中交流信号的极值点信息均与方位角相关,且同一位置对应 的极值点信息具有相位相反的特性,采用二者相减的方式增强了有用信号的幅 值,提高了数据采集精度。仿真结果表明,通过各种情况下与传统方法中参与方 位角计算的信号幅值对比,文中提出的方法能够明显增强信号幅值,利于提高数 据采集精度和方位测量精度。     

基于计算机视觉的热物理激光光斑位置精确测量方法设计

为了缩短热物理激光光斑位置的测量周期,提高热物理激光光斑位置的测量水平,提出了基于计算机视觉的热物理激光光斑位置精确测量方法设计.利用计算机视觉技术计算热物理激光光斑的初始位置,根据热物理激光光斑位置特征的提取流程,完成了热物理激光光斑位置特征的提取;利用热物理激光光斑质心位置与解算值的关系式,得到了热物理激光光斑的估...     

温度传感器与温度的测量

随着经济以及科学技术的不断发展,对于温度测量的需求也由静态的测量逐渐向动态的测量倾斜。所以,当今研究人员的研究方向就自然更多地侧重于温度传感器的动态特性,这种方式能够最大程度的改变温度传感器的性能,对于测量温度方面也是一种巨大的改变。本文对于改善温度传感器的特性的方法进行分析,然后提出了软测量的方式的可行性分析,为扩大温度传感器的使用范围以及节约成本和提高性能有着十分重要的借鉴意义。     

在变电运维中红外测温技术的应用

变电运维是我国电力供应的重要组成部分,随着社会科研水平的逐步提高,变电运维技术应用程度逐渐发生变化,红外测温技术在电力供应使变电运维的检测准确性提高,本文对变电运维中红外测温技术应用的基本原理和实际应用技术进行浅析.