18CrNiMo7-6钢发射率值标定及外圆磨削温度研究

为研究齿轮钢外圆横向磨削过程中工件温度受加工参数变化的影响,以18CrNiMo7-6齿轮钢作为工件材料,CBN砂轮作为磨具进行试验,使用红外热像仪对磨削过程温度进行检测。提出一种增设气幕装置的热辐射发射率值标定方案,通过气幕生成的高速气流减缓外界空气进入加热炉,防止标定过程中试样被氧化,保证高温条件下标定得到的发射率值的准确度;依据检测结果,分析工件转速v_(w)、工件每转的磨削深度f_(a)、砂轮磨粒粒度d_(g)、砂轮直径d_(s)和磨削宽度b对温度的影响。结果表明:f_(a)对温度变化影响最显著。通过拟合得到磨削温度与试验参数间的经验公式,其误差为9.27%。将磨削温度的试验测量结果与运用移动热源理论、瑞利分布模型和干式磨削热分配比模型进行理论推导的结果作对比,偏差为8.51%。

深度学习在易结焦加热炉温度场软测量应用总结

易结焦加热炉燃烧过程不稳定,会引起炉管局部超温,导致加热炉的损耗和破坏,因此实际工程中需要对加热炉各处的温度进行测量。文中提出一种基于红外图像与计算流体力学(CFD)的加热炉炉管温度场软测量方法,利用不同工况数据构建实验数据集,建立深度学习训练温度场实时预测模型,实现输入工况后模型即可输出对应温度场,实现工业加热炉温度场的软测量。本研究通过CFD仿真计算得出的温度场与炉管壁热电偶实测值误差均在5%以内,因此可以认为CFD仿真得到的加热炉三维温度场能够很好地代表炉膛内的真实温度场。

10kV油浸式变压器匝间短路故障反演与定位

为了解决油浸式变压器内部匝间短路故障在线定位的问题,提出了匝间短路故障反演定位方法,实现了采用无接触测量的油箱外壳红外测温数据对内部故障位置和发热量进行反演计算的目标。首先建立了油浸式变压器传热正演计算模型,并基于正演模型提出了匝间短路故障反演计算方法;然后将故障反演求解问题转化为变压器内部热源参数最优化问题,采用二维粒子群算法进行寻优求解。采用变压器温升试验对模型仿真结果有效性进行了验证,并进行匝间短路故障案例分析。研究结果表明,提出的匝间短路故障反演算法的故障位置定位误差平均值为5.60%,可有效对油浸式变压器匝间短路故障进行在线反演定位计算。

红外热成像技术在地质力学模型试验中的应用研究

目前地质力学模型试验的量测方法主要为电子量测、光纤光栅量测等接触式量测方式,而接触式量测设备在布置过程中都会对模型结构造成一定影响。为探究从能量角度分析地质力学模型试验的可能性,实现试验过程中非接触、具象化量测的目的,在胶凝砂砾石坝地质力学模型试验中,采用红外热成像实时量测技术对模型超载破坏试验进行量测研究。研究结果表明:(1)模型地基中结构面在外荷载作用下发生挤压、错动时,会导致其局部温度上升。因此模型热成像的对比度及材料温度变化值,可作为判别大坝失稳的依据。(2)在模型材料破坏试验中,通过热成像仪得到材料破坏的温度变化值ΔT在1.2~1.8℃范围内,破坏区域出现明显温度变化,从试验现场和红外图像上均可发现明显异常,并以此提出基于热成像试验的破坏判据。(3)当模型试验超载至超载安全系数K p=6.6时,其热像图中地基各结构面贯通区域温度变化值均达到破坏阈值,此时试验大坝发生滑移翻转的失稳破坏。利用红外热成像技术可以对模型结构的表面温度开展有效、实时且准确的监测,为后续的地质力学模型试验开展提供新的量测手段和分析角度。

一种变电站电气设备温度在线监测新方法

为了实现对电气设备的远程、实时、在线的可见光图像和红外温度监测,设计并开发了具有红外检测与图像监控功能的系统。针对变电站电气设备在线监测的特点,从红外理论出发,构建了系统测温模型,分析了影响测温的一些因素及大气衰减的影响;完成了大气透射率的仿真计算并提出了温度修正算法以提高测温精度。开发了具有RS-485串口和激光瞄准方式的改进型红外测温仪,并将其红外测温功能与图像监控软件有效结合。该系统可以在图像监控画面上选择特定的电气设备对其进行远程红外测温,并将返回的温度值加以存储和分析。系统具有较高的经济效益和工程实际应用价值。

基于红外技术的气体浓度检测方法研究

依据Lambert-Beer定律,推导出检测气体浓度的数学模型,得出了测量和参考探测器输出电压与气体浓度的函数表达式,表达式中的二个常数的数值取决于气室长度、气体吸收系数、探测器的电压探测率,经零点和满量程标准气样的标定,可确定这二个常数的数值,实现对仪器的标定.根据仪器零点随温度变化的关系,得到零点与温度函数表达式,用于零点温度补偿以及对零点温度补偿系数的计算;量程温度补偿方法是通过引入量程温度补偿因子,对测量和参考探测器输出电压与气体浓度的函数表达式进行修正,修正后的函数表达式用于量程温度补偿,也能对量程温度补偿因子中的补偿系数进行计算.矿用红外甲烷传感器采用本文的标定方法和温度补偿方法,在不同的环境温度下,对标准气样进行检测,其检测结果符合红外甲烷传感器标准所规定的基本误差.

热分层环境下船模尾流温度分布与扩展规律试验研究

通过对船模在水槽中稳定热分层环境下运动后留下的尾流中的温度测量及红外摄像 ,试验研究了双螺旋桨船模在二种速度运动下 ,螺旋桨相对向内旋转、向外旋转及螺旋桨不工作时 ,船模尾流中的温度分布与扩展规律 .

热分层环境下船模尾流温度分布与扩展规律的试验研究

通过对船模在水槽中稳定热分层环境下运动后留下的尾流中的温度测量及红外摄像 ,试验研究了双螺旋桨船模在二种速度运动下 ,螺旋桨相对向内旋转、向外旋转及螺旋桨不工作时 。

非朗伯体红外测温计算研究

根据红外辐射理论和红外热像仪的测温原理,建立了红外热像仪测温的通用数学模型;基于物体表面法向发射率的特点,简化了热像仪测温的数学模型,得到了红外热像仪测温的计算公式。通过相关实验,验证了在一定的温度范围内,物体的发射率和反射率之和基本保持不变这一结论。物体的发射率与反射率之和a与物体种类、表面状况及物体温度有关。物体与朗伯体越接近,a越大,其值越接近于1;物体表面状况偏离朗伯体越远,表面越光滑,越小。实验表明,若物体接近朗伯体,则可将其视为朗伯体,无需进行实际物体修正;对于非朗伯体(特别是表面光滑且发射率较低的物体),需要对其红外测温进行修正,否则将增大测温误差,甚至偏离其真实温度很远。该研究表明,通过修正,可以对非朗伯体进行红外测温。

变电站电力设备红外热像测温数据三维可视化方案

针对当前电力设备红外热像测温数据2维可视化技术表现力不足,友好性差,不利于故障分析与诊断的现状,开展了电力设备红外热像测温数据3维可视化方案研究,提出了3维实景模型可视化和3维点云模型可视化2种模式,并给出了实现策略。案例验证结果表明:所提3维实景模型可视化模式可直观展示设备的局部红外温度分布特征,适用于局部快速可视化情景;所提3维点云模型可视化模式可准确展示设备整体红外温度量化数值,在设备整体可视化情景应用中具有优势;2种模式可实现优势互补。研究成果可为提升设备红外热像测温数据的表现力和查看的友好性提供参考,具有一定的工程价值。

基于黑白CCD传感器的近红外热像在线监测方法

设计了以黑白电荷耦合器件(CCD)传感器为核心器件的在线监测系统,该系统可通过探测 近红外辐射从而对变电站中一些电力设备进行监测;构建了测温模型,并分析了影响测温的一些因 素,计算了温度场分布;最后对发热设备进行了监测实验,采集了热图像并用小波算法进行了去噪 处理;实验结果表明了用该方法能探测到的最低温度为152℃。

利用声波法重建舰船排气温度场及红外辐射强度

为了提高舰船排气红外辐射监测水平,提出了一种基于声波法的排气烟羽温度测量和辐射强度计算方法。利用声速与温度的关系,建立排气温度场声学测量模型,通过声波传感器测量的声波传递时间,重建排气烟羽温度分布。利用该温度分布,通过解算红外辐射模型,获取排气红外辐射强度。通过仿真实例对该方法进行了验证,仿真结果表明:基于声波法的温度场重建方法在5%的测量误差水平内具有良好的重建效果,基本解决了舰船排气温度场和辐射强度实时计算的数学模型问题,为进一步开展舰船红外辐射实时监测技术的实船应用奠定了基础。

自燃煤矸石山表面温度场红外三维模型构建

使用红外热像仪探测自燃煤矸石山表面温度时,获取的热红外影像缺乏与之对应的空间信息,难以进一步分析其温度场信息,精确探测着火点,为解决该问题,利用近景摄影测量的方式获得煤矸石山表面的空间信息,将其与煤矸石山表面温度融合得到自燃煤矸石山的温度场信息,并利用ArcGis软件构建其红外三维模型。通过实验验证了该方法具有可行性,并进行了误差分析。研究结果表明,该方法得到的三维模型点位误差在0.07m范围内,可以满足实际煤矸石山表面着火点探测的需求。

PVC手套生产线手模温度在线测量的研究与应用

为了解决PVC手套生产过程中手模温度在线测量难题,开发出一套移动物体在线测温装置。该装置安装红外测温传感器,采用PLC控制的同步跟踪技术对生产线手模进行跟踪,保证红外测温传感器和手模同步并正确测量其温度。用组态软件kingview开发出手模温度在线测量的监控界面,对手模温度进行实时监控。实验结果显示该装置运行稳定,采集的温度可靠。

基于臀部红外测量的神经网络体温算法研究

红外测体温的精度受到多种因素的影响,具有非线性和高度复杂性的特点。为了提高红外测体温的精度,分析了环境温度、测量距离、发射率等对红外测体温精度的影响。研究了基于臀部的红外体温测量方法,建立了由臀部体表温度转化为人体实际体温的温度场扩散模型,利用偏最小二乘法和人工神经网络对温度场模型进行优化补偿,有效的解决了各影响因素之间多重相关性的问题和补偿模型的非线性问题,提高了系统的可靠性。实验结果表明,所提出的红外测体温补偿模型测温误差范围在-0.12~0.11℃,具有更高的测量精度且适应性更强。

矿井红外热成像远距离测温误差分析与精确测温方法

为实时监测煤矿井下高温热源,及时发现矿井火灾并报警,分析了矿井红外热成像远距离测温误差,提出了矿井红外热成像远距离精确测温方法,并通过了试验验证。建立了热成像仪接收的单波辐射照度与图像灰度之间的函数关系,得到了热成像仪的辐射测温公式;通过对矿井空气中主要成分的体积分数和红外吸收强度的分析,确立了影响矿井红外热成像远距离测温精度的环境参数,分析了辐射路径中水蒸气、CO_(2)、SO_(2)和CH_(4)吸收、粉尘散射对红外测温精度的影响;结合测量环境条件,对矿井空气透过率进行实时修正,并根据水蒸气、CO_(2)、SO_(2)、CH_(4)的吸收衰减和粉尘的散射衰减,构建了矿井空气总透过率与辐射测温距离的衰减模型;结合热成像仪的辐射测温公式、热成像仪接收的单波辐射照度与图像灰度之间的函数关系和矿井气体和粉尘的衰减模型,提出了红外热成像的远距离精确测温方法,并进行了试验验证。结果表明:提出的精确测温方法测得的物体温度比辐射温度更接近于物体真实温度;目标表面温度变化对测温精度的影响较小,测温路径中的辐射衰减对测温精度影响较大;随着测温距离的增大,红外辐射的总透过率逐渐减小;在35 m测温处,热成像仪自带算法测得的平均相对误差为12.22%,精确测温方法测得的平均相对误差为2.85%,温度测量误差大幅下降。

变电站热像在线测温系统模型构建及温度修正

简要介绍变电站热像在线测温系统,在此基础上构建系统测温模型,从红外理论出发对影响测温精度的主要因素(电气设备发射率、环境温度及大气透射率)提出相应改进措施,并通过实际应用验证其效果。

多通道T/R组件多热源耦合仿真模型

半导体器件可靠性受其热效应的影响,多通道T/R组件的温度场本身存在多热源耦合,还受到电磁损耗的影响。为定量研究组件的热效应,建立了基于有限元仿真的T/R组件热力学模型,除芯片热效应和组件的三维结构外,该模型还考虑了组件不同位置的材料特性、组件表面电磁功率损耗和印制电路板(PCB)布线,较传统模型大幅提高了模型精细化程度。通过仿真得到了多通道T/R组件的温度场分布,为组件热设计提供了依据,仿真分析认为PCB含铜量和外壳表面积是影响散热效率的关键因素。最后利用红外热像仪对组件进行测试,并将实测结果与仿真结果进行验证。仿真结果与实测结果相接近,模型精度较传统仿真模型有较大提升。

红外图像型测温中距离与像素间定量关系的研究

在研究了红外测温理论的基础上,通过黑体实验得到"温度—像素"和"像素—距离"曲线,对实验数据进行挖掘和处理后,建立了一种与距离无关的红外图像型测温方法,并给出了系统的实际应用模型。实验证明,该模型能够满足实际的测温精度要求。

有屏蔽罩结构的GIS触头温度红外在线监测技术

由于红外温度传感器不能直接测量带屏蔽罩结构的GIS触头温度,因此提出了通过直接测量屏蔽罩温度来间接获得触头部位温度的方法。建立了GIS开关传热模型,获得了触头处温度场分布。研究了GIS开关触头温度与屏蔽罩温度、环境温度关系,并且运用支持向量机算法和神经网络算法预测了触头温度和屏蔽罩温度之间的映射关系,结果表明神经网络算法的拟合预测准确度更高。