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。     

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     

单波长测温仪低温段的测温精度与波长带宽的优化选择

基于Kirchoff定律,利用半导体发光器件作辅助测量光源、以InGaAs光电二极管作光电转换器件设计了一种能够同时准确测量待测面的发射率和温度的仪器(工作波长1.5um、测温范围400℃至1100℃).在简要介绍这一仪器基本测量原理的基础上,着重讨沦了在不同的波长带宽下环境辐射体的辐射对其测温精度、尤其是对测温范围内低温区的测温精度的影响.理论分析表明:波长带宽太窄时仪器的温度分辨力太低、从而其测温精度也很低;波长带宽太宽时环境辐射体的辐射对仪器的测温精度影响大、从而导致其测温精度也不高,因此仪器的波长带宽应适中选择.综合考虑各种因素,仪器选择△λ=20nm作为其工作波长的带宽.采用优化设计的这一波长带宽后,在其测温范围内、尤其是在测温范围内的低温区,其测温精度小低于0.2%,符合设计要求.     

反射及发射率对光纤测温仪精度的影响及抑制

在简要介绍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的基础上,着重讨论了待测面对背景目标辐射的反射（反射辐射）及待测面的光谱发射率对仪器测温精度的影响,并提出了相应的抑制措施.结果表明,在采取相应的抗干扰措施后,在仪器要求的测温范围400～1360℃内,其测温精度符合设计要求.     

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．     

测温仪低温段的温度分辨力和测温灵敏度及对测温精度的影响

简要介绍了一种利用半导体发光器件作辅助测量光源、以InGaAs光电二极管作光电转换器件实现的发射率和温度测量仪（工作波长1．5μm、测温范围400℃至1100℃）,着重讨论了该仪器低温段的温度分辨力受被测温度、波长带宽、A／D转换电路的设计、探测器的灵敏元尺寸以及测温灵敏度等的影响。得到如下结论：（1）温度越低,则温度分辨力就越低、进而仪器的测温精度也越低。因此只要400℃时的温度分辨力符合要求,则测温范围内的其它测温点都符合要求;（2）波长带宽越窄,则仪器的温度分辨力越低、相应的测温精度也就越低。反之,则越高。但波长带宽越宽,则进入探测器的干扰光就越多,从而导致其测温精度也不高。综合考虑这些因素后,仪器选择△λ=20nm作为其工作波长的带宽。采用优化设计的仪器参数、尤其是采用高探测率的InGaAs光电二极管作探测器后,在整个测温范围内的测温精度都不低于0．2％,符合设计要求。     

环境温度及干扰光对主动辐射测温系统测温精度影响的讨论

在介绍一种利用InGaAs/I半导体激光器实现的实时测温系统的基础上，着重讨论了环境温度及干扰光对该系统测温精度的影响。提出了克服环境温度及干扰光对测温精度影响的两条措施：一是在调制盘与探测器之间置一窄带滤光片；另一是采用水冷遮蔽板并进行电气补偿，进行了一些必要的计算和分析，得到了一些有意义的结论。     

实时测温系统中测温精度的提高措施

在介绍一种利用InGaAs/I半导体激光器实现的实时测温系统的基础上,着重从硬、软两方面研究了在该系统中所采取的提高其温度测量精度的若干措施:一是精选探测器、优化设计调制盘并进行选频放大;二是在调制盘与探测器之间置一窄带滤光片;三是采用水冷遮蔽板并进行电气补偿;四是提高系统的采样精度。进行了一些必要的分析和讨论。     

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%.     

非电量测量与设备

0620948反射及发射率对光纤测温仪精度的影响及抑制[刊,中]／施德恒／／激光与红外．-2006,36(5)．-365-368 (G)在简要介绍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的基础上,着重讨论了待测面对背景目标辐射的反射(反射辐射)及待测面的光谱发射率对仪器测温精度的影响,并提出了相应的抑制措施。结果表明,在采取相应的抗干扰措施后,在仪器要求的测温范围400～1360℃内,其测温精度符合设计要求。参8     

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.     

实时测温系统波长带宽的优化设计

本文在着重讨论系统的测温不确定度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 40 0～ 12 0 0℃内 ,测温不确定度及系统的温度分辨力均符合设计要求。证明了系统波长带宽设计的正确性     

应用BP神经网络的光谱测温与仿真

采用BP神经网络处理多光谱测温数据,利用MATLAB神经网络工具箱进行计算机仿真试验,并分析了随机噪声对测量结果的影响。实验结果表明,该方法可以取消大多数工程材料发射率与波长之间的假设模型,克服最小二乘法解决上述问题的局限,是一种获得目标真温及光谱发射率行之有效的方法。     

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。     

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。     

中、长波热红外系统辐射测温精度比较

对测量用热红外系统在3～5μm和8～12μm波段的辐射测温精度进行比较分析,研究是在典型的实验室条件下进行的,并且以温度范围为270～900 K的目标作为研究对象。首先推导出了红外系统的抗干扰函数DRF,根据DRF曲线可以看出,相同大小的信号干扰对中波红外系统的温度测量精度影响要小一些。然后针对目标的物理特性和实验环境对测温精度的影响进行理论分析,基于理论公式,分析了干扰信号(发射率估计误差、大气透过率、目标反射辐射和光学系统辐射变化)对测温精度的影响。从分析结果看出,在典型的温度范围内,中波红外系统的测温精度比长波红外系统的精度高。     

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。     

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%。     

辐射测温系统动态范围的展宽与定标

辐射测温作为研究红外诱饵等火工品燃烧特性的重要手段,常常由于探测器材料限制,测温范围较窄,不能满足高燃温火工品温度测量的需求。针对某型红外热相仪测温范围较窄的问题,本文首先对辐射测温系统定标理论进行了分析,确立了宽动态范围探测器像元灰度响应与目标辐射亮度的关系；其次通过前置透过率为0.119 %的中性密度衰减片,将系统在250 μs积分时间下的最高可探测温度由140 ℃提高到1796.33 ℃,同时使得系统在500 μs积分时间下的最高可探测温度达到1233.81 ℃,并且在250 μs,500 μs,800 μs,1000 μs,1500 μs五个档位的积分时间下对450 ℃以上的高温测量误差小于0.5 %,具有良好的测量精度。