基于波长积分双色法的小视场快速温度场测量

激光退火技术有热预算低、瞬间温度高的特点,其温度场特性是材料电学性能的重要表征参数.准确实时测量瞬态小温度场对整体退火工艺过程的把控具有重要的参考价值.辐射测温法通过收集样品辐射光谱中特定波段的能量来实现温度的非接触在线测量,具有响应快、测温范围宽等特点.提出了一种基于InGaAs红外光电二极管的双色辐射测温系统设计方...     

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。     

高空间分辨率分布式光纤测温系统的设计及应用

分布式光纤测温系统是一种新型的线型感温探测器,以光纤作为传感器,可实现沿光纤分布的温度实时测量。理论分析了分布式光纤测温系统的原理以及影响空间分辨率指标的因素,并给出了0.5m高空间分辨率分布式光纤测温系统的设计以及测试情况。将高空间分辨率分布式光纤测温系统应用于电缆温度测量,测量结果表明0.5m空间分辨率下对小区域电缆过热点的探测更为显著,可及时发现潜在的火灾隐患。     

旋转基板的激光测温

激光测温是一种先进的温度测量方法。它具有测量准确、反应速度快、非接触等特点 ,尤其适用于测量真空镀膜中基板的温度。但目前的测温对象只能是固定的基板 ,因而还不完全实用。我们新发展了一种自动测温系统 ,可以对旋转基板的干涉条纹移动进行计数 ,从而实现了旋转基板的测温 ,使激光测温技术更具实用性。介绍了该系统的原理、设计并给出了一次实际测温的结果     

胶黏剂微波加热固化温度的红外测控系统设计

为实现胶黏剂微波固化温度的精确测控,基于PICl6F877A单片机和红外测温传感器OPTC设计了胶黏剂微波固化温度的测控系统及其C语言驱动程序。红外测温信号由单片机自带10位ADC模块进行采集,微波功率控制所需PWM方波由调节电位器所得模拟输入电压的A／D转换值控制。Proteus仿真结果表明,系统的软硬件设计正确。     

彩色CCD比色测温的修正方法

基于彩色CCD图像传感器的非接触式温度检测是一种新颖的高温检测方法,减少其测量误差具有重要意义.在介绍CCD测温原理的基础上,提出了标定修正的CCD比色测温方法,将CCD响应特性曲线的非理想性和信号转换等因素引入的测温误差归结到比色测温公式的K值中,再利用黑体炉对K值进行标定修正.实验结果表明,标定修正的CCD比色测温方法能有效减小测温误差,提高测温精度.     

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。     

光耦合非接触式测温传感器的研制

提出一种基于光耦合的非接触式测温传感器的研制方案。该方案用热电阻直接测量温度，然后通过信号转换，以光信号形式传送出来，以达到高精度的测量目的。     

一种实用化双波长高精度光纤测温仪的优化设计

研究了一种利用钽酸锂热释电探测器实现的实用化双波长光纤测温仪。该测温仪由光学接收系统、信号放大与处理系统及显示系统三部分组成。依照单个探测器的温度分辨力和相对温度灵敏度、R(T)~T曲线的温度灵敏度以及抗反射辐射能力与各主要技术参数之间的关系,在考虑光路中的选择性吸收气体的影响及探测器的最小可探测功率的基础上,对其工作波长及波长带宽进行了优化设计。同时也分析了仪器的工作波长及波长带宽对温度分辨力及测温灵敏度的影响。结果表明,在测温范围400~1300℃内,当1λ=2.1μm、2λ=2.3μm、Δ=λ20nm时,其测温精度优于0.20%,满足实际需要。     

美研制出暗噪声较小的电压可调谐超晶格红外探测器

据美国《Laser Focus World》杂志报道，探测波段位于3μm～5μm和8μm～12μm波长区的双色红外光电探测器对于遥测温度是有用的。提供两个探测波段的一种方法是在波段之间进行电压调节，然而，迄今为止，用于这种电压调节的技术都会使器件的暗电流变大，从而导致背景限温度上升。现在，美国普林斯敦大学、美国陆军研究实验室以及美国圣地亚国家实验室的研究人员已经联合研制出了一种背景限温度与单色量子阱红外光电探测器差不多的电压可调谐双色超晶格红外光电探测器。     

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。     

采用双传感器的矿用圆环链差温回火温度检测

针对在运动中感应加热的工件圆环链,采用双红外测温传感器,较好地解决了小目标、动态、非接触测温的难题,为保证圆环链的热处理质量提供了技术依据.     

非接触式传感器的频率校正

光耦合非接触式测温传感器用热电阻直接测量温度,然后通过信号的转换,最后以光信号形式将温度信号非接触传送出去.信号转换过程中其稳定的频率会随集成芯片的更换而出现较大变化,利用脉宽调制的方法给予校正,以达到高精度的测量目的.     

基于C8051F350的光纤比色测温系统的研制

介绍一种能够在线监测液态金属温度的比色光纤连续测温系统,详细说明了微弱光电流信号调理电路的设计。采用光电池作为传感器、C8051F350单片机为微处理器,完成数据的采集、分析、处理、记录、传输。     

高精度铂电阻测温系统

普通四线制铂电阻测温系统受恒流源长短期漂移、导线热电动势影响,其测量准确度难以超过0.1℃量级。本文分析了一种改进型4线制高精度铂电阻测温方法的原理误差,并设计了相应的高精度铂电阻测温系统。采用温度系数小、阻值稳定性好的参考电阻作为铂电阻阻值测量基准,消除了恒流源长期漂移引起的铂电阻测温误差;分别在正、反向恒流激励条件下测量了铂电阻上的电压,利用导线热电势大小与方向的短期不变性,对得到的两电压量求差以消除导线热电势的影响;通过半导体致冷器（TEC）控制恒流源温度来减小恒流源的短期电流漂移,进而减小其对铂电阻测温精度的影响;设计了精度高、阶跃响应速度快的分时复用式电压信号采集单元用来高精度地测量铂电阻和参考电阻上电压量的比值。等效实验和校准实验结果表明,高精度铂电阻测温系统的测量稳定性优于0.005 ℃/10 day,测量分辨力优于0.005 ℃,测量准确度为0.02 ℃（k=2）,满足超精密激光干涉测量系统提出的高精度温度测量需求。     

采用柱形极板的电容式油液检测传感器

液压油中混有的水滴和气泡会加速油液的氧化变质,导致液压系统出现故障。为此设计了一种基于柱形极板电容器的电容式微流控油液检测传感器,并在所搭建的检测系统上进行了相关实验。实验结果表明,随着激励电压幅值在0.5～2 V区间递增,所测得的信号幅值以及信号本底噪声都逐渐降低,经计算发现激励电压幅值为2 V时的检测信号具有更高的信噪比,因此选用2 V的激励电压幅值可以提高传感器检测精度。该传感器在实验室中有效实现了液压油中50μm水滴和110μm气泡的区分检测。该研究对液压油中的水和气泡的快速检测提供了技术支持。     

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%。     

基于标校的双波段比色测温法

辐射测温是获得物体温度的重要手段之一,其代表性方法主要有双波段比色测温。传统双波段比色测温受现有大气透过率测量精度的限制,目标双波段辐亮度比值Q的不确定度为31.8%,大大限制了测温精度。提出了基于标校的双波段比色测温法,利用目标附近的参考黑体实现对目标和测温系统之间大气透过率的高精度测量,由此提高目标测温精度。分析表明,该方法的目标双波段辐亮度比值Q的不确定度优于4.7%。利用中波和长波红外相机对某大楼墙面进行了双波段比色测温实验,结果表明,传统双波段比色测温法的绝对和相对测温误差分别为7.1 K、2.32%,而该方法的绝对和相对测温误差分别为1.7 K、0.55%,大大优于传统方法。     

基于图像处理的蜡烛火焰温度仿真研究

按测温原理分类,温度测量方法分为接触式测温和非接触测温两大类。传统的热电偶,热电阻等测温方式只能测量某一时刻的温度。这种测温方法不具有实时性。基于辐射特性的光学测温法能够实现温度的实时测量,克服了传统测温不连续性的缺点。采用三色测温法建立仿真模型,实现蜡烛火焰温度的实时测量,获得蜡烛火焰视频图像中某一点的实时温度曲线。     

电磁超声法测量结构内部温度场的试验研究

为实现结构内部温度场的无损、实时与高精度探测,研究设计一种可非接触式测量的电磁超声测温原理性试验系统。通过检测超声波回波信号在结构内部传递过程中波速的变化,根据热/声耦合理论,采用基于灵敏度法的温度场重建技术实现了对超声传播路径上温度非均匀分布状态的测量。基于钢试件的标定试验、稳态传热试验和瞬态传热试验,对超声测温系统及灵敏度测温方法的可靠性和准确性进行了试验研究。试验结果表明,采用灵敏度法的超声测温技术,结合无损非接触式探测的电磁超声方法,能够有效测量结构内部稳态/瞬态温度场分布状态,具有重要的工程应用价值。