金属表面温度测量技术

<正>金属表面的温度测量按与表面接触与否可分为接触法温度测量和非接触法温度测量。前者测温元件直接与被测金属表面相接触,后者测温元件不直接接触被测金属表面。     

温度测量

本文主要介绍了温度测量的几种常用方法.     

利用Matlab开发平台的炉膛火焰图像温度检测方法

介绍了目前炉膛火焰检测系统的技术特性及用于火焰检测的数字图像处理技术。通过对炉膛火焰温度的CCD数字图像检测方法可行性的分析，设计了用于监测炉膛温度面分布的试验系统；通过火焰图像象素RGB值与温度的对应关系，建立了火焰图像的温度场曲线，通过原理性试验初步验证了该技术的可行性。     

基于图像处理的回转窑火焰温度测量技术研究

在烧结法生产氧化铝过程中,为监控回转窑内部燃烧状况,提高熟料质量,采用了数字图像采集与图像处理的方法,并通过对燃烧火焰和烧成熟料图像的数据分析与平滑滤波,得到火焰强度和熟料等级两个数字化特征值,为回转窑的操作优化和自动控制提供了可靠的依据.     

应用组合热电偶测量火焰温度的研究

由于火焰烟温的脉动性使得无法采用常规的3热电偶法测定真实的烟气温度。采用3热电偶法测量火焰温度时,实时测量热电偶的时间常数,对热电偶测量值进行动态补偿。测试结果表明:3热电偶测量值的相对标准偏差小于3 5%,与抽气热电偶测量值的相对偏差小于±4%。具有较好的重复性和较高的准确性,能够用于测量炉膛内真实的火焰温度。     

火焰燃烧区域空气声速与温度关系的实验研究

为使声学方法能对火焰温度进行精确测量,实验研究了火焰燃烧区域中空气声速与温度的关系。首先对非火焰气体环境中的声速与温度进行测量,然后在此基础上对不同燃料燃烧的火焰区域进行声速测量实验,并结合热电偶测得火焰温度,进而得到火焰中空气声速与温度的关系。结果表明:在固定距离下,与室温空气环境相比,高温烟气环境会使声波的传播时间减小,火焰环境会使声波的传播时间变长;在非火焰区域,空气声速与温度的关系符合理想气体中声速与温度的关系;在火焰燃烧区域,空气声速与温度关系偏离理想气体的声速与温度方程,与按照理想气体计算的声速结果相比,实际声速测量值偏小;对于同种燃料的火焰,随着火焰温度升高会出现空气中的声速减小的现象。     

TDLAS火焰燃烧温度测量方法改进

基于可调谐二极管激光吸收光谱技术(TDLAS)双线温度测量原理,设计了7153.748-7154.354 cm~(-1)谱线对单激光器TDLAS燃烧温度测量系统,对平面预混火焰燃烧温度进行测量,发现由于吸收较弱、信噪比较低等造成测量结果与热电偶测量结果相对偏差较大。针对这一问题,提出了采用(7185.597-(7444.352+7444.371))cm~(-1)双激光器TDLAS系统,并结合增加光程方法来改进原有的温度测量精度。结果表明:采用双激光器可放宽谱线对的选择范围,选择吸收更强的谱线对可以有效提高信噪比,并且结合增加光程,可实现TDLAS温度测量结果与热电偶测量偏差由10%降低到5%。     

发光火焰温度彩色测量的简化算法

简单介绍了一种发光火焰温度测量的新方法——发光火焰温度的彩色测量。在简化的Hottel—Broughton发光火焰发射率模型基础上，给出了该测量方法的一种简化解法。并对简化解法所引入的计算误差进行了分析。     

中国温度测量新技术的进展

本文简述了温度及温度测量方面的基本概念，重点对温度测量新技术的发展、应用及其趋势进行介绍。     

基于智能手机APP的火焰温度分布检测研究

提出了一种利用辐射理论与可见光图像处理技术,基于Android系统APP测量火焰温度的方法。利用手机自带相机采集火焰的可见光图像,通过提取可见光图像各个像素点的RGB,标定镜头确定辐射亮度与RGB的定量关系,利用维恩辐射定律计算出各个像素点的温度值,实现随时随地测量火焰温度。开发的APP测量火焰温度的技术可以通过拍照或图库选择的方式输入燃烧图像,提取照片的曝光时间、白平衡、ISO等重要参数,经过计算,即可生成燃烧二维温度分布图。实验测量了反扩散火焰的温度分布,结果表明：与多波长测量方法相比,智能手机测量温度最大值的相对偏差为4%。     

爆发器内壁温度测试的实验研究

以测试压力变化规律为主的爆发器测试技术已经发展得相当完善,但对爆发器的温度测试问题研究还较少。在设计专用传感器以及实验测试装置的基础上,通过实验的方法对爆发器内壁温度的测试问题进行了研究。结果表明：该专用温度传感器与实验装置可以进行爆发器温度测试问题的研究,但由于传感器封装厚度的存在,测得的结果是离表面一定距离的温度,需要采用合适的方法才能获得真正表面温度,且表面温度曲线的平滑性取决于测得曲线的平滑程度。     

回转机械动态扭矩非接触测量的研究

分析了回转机械动态扭转过程，利用传递矩阵法建立起一种基于传递函数的回转机械动态扭矩测量模型，为动态扭矩测量提供了一种模型依据。利用激光多普勒效应，在单截面测量转轴转速的基础上，采用双截面测量转速差并积分得到转轴在扭矩作用下的扭转角，实现扭矩非接触测量，达到回转机械设备的动力监测的目的。     

电控汽油喷射器无效喷油时间测试研究

建立了电控汽油喷射器的电磁结构模型,应用电磁场理论分析了喷油脉冲作用下衔铁组件的运动规律与线圈电流变化历程之间的关系,从理论上证实了衔铁组件运动曲线的极值点出现时刻与线圈电流曲线突变点出现时刻实时对应的特性。基于这一规律,提出了一种电控汽油喷射器无效喷油时间的非接触式测量方法,并研制了一套无效喷油时间检测系统。通过试验对比,检测系统对多款电控汽油喷射器的无效喷油时间测量结果的相对误差均小于3%。     

非接触式激光测量真空状态下温度的方法

研究了一种利用激光干涉原理进行非接触式测温的方法,该方法能在不破坏样品表面的前提下,准确、方便、廉价地获取玻璃在真空中的真实温度.在相关实验中以Pilkington TEC系列钠钙玻璃为样品,在150～500℃之间同时对样品进行热电偶测温和激光干涉测温,实验数据表明,非接触式激光测温方法得到的温度数据与热电偶直接接触样品表面测得的温度数据在误差10℃范围内基本相同.证明了这种非接触式的方法可用于以玻璃为基底的太阳能电池生产领域.     

多波长可视化测温系统标定的实验研究

讨论了一种基于光学的火焰／温度场测量系统的标定方法。借助黑体炉等标定源,利用温控系统提供温度参数,经CCD系统成像得到图像的灰度值,通过函数拟合获得辐射图像灰度与温度之间的关系。通过调整不同的快门速度,扩大了CCD的动态范围,从而扩大测温范围。应用图像处理技术对辐射图像去噪,对标定数据进行了整理和拟合,并对结果进行了分析。     

三维极坐标测量技术研究

为了解决非接触测量球面的盲区问题,实现球面上小孔位置测量,研制了三维极坐标测量原型样机。分析了三维极坐标测量技术在测量原理、工件坐标系建立、测头应用、温度特性及误差传递等方面的特点。结果表明三维极坐标测量方法适合应用非接触光学测头,有利于提高三维坐标测量精度。     

层状火焰中透镜效应的研究

分析预混气体燃烧气流形成的层状结构，建立其分界面的模拟方程；用矩阵方法教育处光透射率和厚度灵敏因子，得到层状火焰透镜的性能参数；引进光学材料的规化热差系数和色差系数，建立无热差光学系统的方程，并提出了消除温度对其焦距影响的方案，结果表明：精细的火焰多层膜层结构的透镜效应研究对获得极准确的激光全息信息非常有益。     

计算机图像技术在高温锻件尺寸测量中的应用

利用彩色CCD和红外滤光片等搭建了高温锻件的尺寸测量平台,通过数字滤光与物理滤光技术提高锻件图像质量,采用比较测量法精确测量锻件二维尺寸。通过采集标准量块图像并应用畸变校正、噪声抑制、亚像素边缘提取等标定出系统的像素尺寸当量,然后选用其它标准量块进行验证,测量系统的横向测量不确定度为0.005 1 mm,纵向测量不确定度为0.008 7 mm。温度在1 000 ℃时采集45#锻件的图像并进行解算,所得测量尺寸与理论值的绝对误差小于1 mm,满足该系统的测量精度要求。     

微米、纳米尺度测量环境的温度测量和控制技术

真空法和空调法是精密测量环境温度高稳定度和均匀度的主要构建方法.讨论了多热源温场控制的解耦问题,考虑到空气温度控制模型的复杂性和非精确性,依靠先验知识的不完全解耦方法仍将在工程应用中居于主流地位.高精度温度测量一般依赖于测量精度高的铂电阻等温度传感器完成,但自然对流条件下的空气流动性差,应考虑热电阻工作中的自热现象.热电偶和石英温度传感器可能是该条件下温度测量的一种可考虑的选择.     

压力式气浮测力传感器静特性研究

为了避免多维力测量过程中的耦合现象,提出了一种气浮测力的方法。研究建立了压力式气浮测力传感器的特性方程,研制了一种压力式气浮测力传感器静特性实验装置,对理论研究的结果进行了实验验证。实验结果表明,气腔内气体绝对压力Pd在0.5~3.5kg/cm²范围时,气浮测力传感器的线性度为0.8%,回程误差为0.02%,重复性误差为0.1%。