基于ARM的非接触测温仪的研发

传统的体温检测设备如体温计和红外测温枪均为近距离接触式体温监测计,使用复杂、工作量大、准确性低,极大地威胁着检测人员的身体健康。结合黑体辐射理论和智能识别技术,以ARM处理器为基础,研发一套以检测人体红外辐射量为核心的远程自动非接触体温检测仪。其与传统的体温检测方法相比,检测效率高、准确度高、成本和能耗低,实践证明具有一定的社会经济效益和使用价值。

工作用辐射温度计固有误差不确定度评定

现行的JJG 856—2015《工作用辐射温度计》检定规程规定了可以采用具有亮度温度校准结果的参考黑体辐射源作为标准检定工作用辐射温度计。这种方法操作简单、便利,常用于日常工作中,但对于不确定度的评定,该规程并没有给出范例。本文给出了检定工作用辐射温度计的不确定度评定方法。

浅谈红外测温仪的测量问题

文中简要概述了红外测温仪的测温原理,通过辐射源尺寸效应实验进一步说明红外测温仪受到辐射源直径大小的影响情况。最后提到在计量红外测温仪时需要注意的问题,以得到更加准确的测量结果。

顶枪红外测温装置在RH精炼炉中的应用

通过在RH顶枪上安装红外测温仪,配合顶枪高温摄像头,采用非接触式的比色红外线温度测量系统实现对真空槽温度连续监控。顶枪红外测温装置设计了角度微调机构调整测温仪在顶枪内的方向,通过专门的防护玻璃机构隔绝顶枪内部高温,同时避免测温仪在顶枪吹氧时受到高压氧气的冲击,使红外测温仪始终处于常温和常压环境,保证红外测温仪的测温精度,延长红外测温仪使用寿命。该装置实现了对RH冶炼过程的钢水温度监控及视频监控,实时掌握冶炼生产时真空槽和钢水实际情况,并实时、直观、准确地通过温度变化曲线指导生产。

有效亮度温度测量中发射率影响的修正

经典的短波高温修正模型不适用于中长波红外温度计的发射率修正和不确定度评定。采用有效亮度温度概念，得到了对于温度范围和测温波长具有广泛适用性的发射率影响模型以及具有简明物理含义的微差近似形式，包含了经典亮度温度理论中的发射率影响修正和环境辐射误差修正。定量分析了经典的短波高温修正模型的误差。针对黑体辐射源的不同溯源方法，讨论了辐射温度计校准中的发射率影响修正方法，并给出修正实例。所用方法可用于辐射测温应用、辐射温度计校准和黑体辐射源校准中的发射率和环境影响修正以及辐射源发射率不确定度对校准结果不确定度贡献的计算。

双季水稻叶片温度变化规律及其与产量关系的研究

为了研究水稻叶片温度与产量关系,以双季早晚稻12个品种为材料,2008—2009年应用红外测温仪记录叶片温度,并分析大气温度、气叶温差与产量的关系。结果表明,水稻叶片温度的日变化呈单峰曲线,变化幅度小于气温;在不同生育阶段品种间气叶温差存在明显差异。各生育时期14:00点的气叶温差与产量呈正相关关系,抽穗期的相关程度最高;抽穗期和抽穗后的剑叶日平均温度与产量呈负相关,剑叶的日平均气叶温差与产量呈正相关;超级稻的气叶温差高于非超级稻。

高温物体比辐射率在线测量系统的研究

本文研究了一种利用激光在线测量高温物体比辐射率的智能化仪器。该仪器由光学发射与接收系统、信号处理与放大系统及显示系统三部分组成、其中，光学系统主要包括：半导体激光器、斩波器、准直镜、扩束镜、分束镜、组件滤光片、聚焦透镜、ＰＩＮ光电二极管等；信号处理与放大系统主要包括：电压跟随放大电路、模-数转换电路及８０３１单片机等；显示系统则主要由数字显示器、打印机及接口电路等构成。文中还介绍了该仪器的结构和原理，讨论了其中的技术难点及其相应的解决方案，分析了比辐射率的测量精度对温度测量精度的影响。

青藏高原地表温度的比较分析

利用青藏高原改则、甘孜、拉萨和那曲气象站的地面水银温度计观测的地面0cm温度和地面向上、大气向下长波辐射观测资料,计算和比较分析了地面水银表温度与地表辐射温度的差异.分析表明,由于地面水银温度计接触式测温方法的局限性,使得气象台站观测场地的地面水银表温度存在较大的误差:在裸露地表,夏季白天的正偏差可达4℃以上,夜间的负偏差在-2℃左右;在稠密植被地表,白天正偏差最高可达16℃以上,夜间的负偏差可达-3℃.由于偏差的不均衡性和离散性,即使对地面水银表温度作简单平均或积分平均处理,其代表性仍然很差.在对地表温度准确性要求较高的定量化研究与应用中,应避免直接采用地面水银表温度资料,即使由于资料缺乏而以其代之,也应对其采取适当的订正补偿等处理措施.随着科学研究对地表温度准确性的更高要求,推广使用地表辐射测温的观测方法是必要的.

环境辐射对红外辐射温差的影响

根据红外辐射理论,结合实际红外测温原理,通过推导红外测温公式,得到了两种物体间的红外辐射温差计算公式,总结了红外辐射温差随环境温度变化的规律,并完成了相关实验。着重对两种发射率不同的物体在同一热力学温度下的红外辐射温差进行了研究,结果发现辐射温差与物体热力学温度和环境温度有重要关系,物体热力学温度与环境温度相差越大,物体间的辐射温差就越大。另外,在一定情况下发射率低的物体比发射率高的物体辐射温度高。研究结果有利于指导操作员更好地使用红外热像仪和更加灵活、准确地判别目标。

光电比较仪(或高温计)系统非线性测量装置

本文系统地介绍了新研制的光电比较仪( 或高温计) 系统非线性测量装置。新装置采用双光源单光路设计,具有独立于被测对象和不失真的特点。利用该装置对基准光电比较仪和标准光电高温计进行了系统实验,测量不确定度达到0-01 % 。利用该装置测量的数据已应用于国际计量局(BIPM) 和亚太计量规划组织( APMP) 主办的国际比对中。

环境温度对红外辐射式体温计读数的影响

本文简要介绍了所研制的红外辐射式体温计的构成及标定实验方法 ;研究了环境温度对体温计的影响 ;并在实验基础上提出了采用分段标定及对环境温度补偿结果进行修正的方法 ,提高了测量精度。

定量遥感地表净辐射通量所需大气下行长波辐射估算模型改进

利用半湿润季风气候类型夏季近地层气象观测资料,对得到广泛应用的十种晴天大气下行辐射估算模型和两种昙天大气下行辐射估算模型进行检验。指出其中Iziomon(2003)晴天大气下行辐射估算模型是半湿润季风气候类型夏季较适用的估算模型。然而,在有云天空,Iziomon(2003)昙天估算模型误差比较大。本文依据实测资料,对Iziomon(2003)昙天大气下行辐射估算模型进行修正,修正后的模型估算值与实测值非常接近。由于应用常规气象站的大气温湿度来估算大气下行辐射仅代表近地层大气对其的贡献,不能反映整层大气的贡献,尤其在近地层与高空大气的水汽状况不一致时,上述模型将有较大的误差。为此本文结合Iziomon(2003)晴天模型中大气比辐射率的表达式,提出了运用红外辐射计以37°高度角对天空的观测值,来推算大气下行辐射的新方法。小汤山的试验数据表明,新模型的反演精度优于上述传统模型。

红外辐射式体温计的研制

研制了通过采集鼓膜辐射的红外能量测量体温的红外辐射式体温计 ,实现了对体温快速准确的测量 ;使用常温黑体炉对该温度计进行了性能测试和标定实验 。

利用激光并采用热释电探测器实时测量比辐射率及温度的系统

设计了一种利用半导体激光器InGaAs/I作为光源 ,采用钽酸锂热释电探测器作为光接收元件 ,以 80 31单片机为核心的中、高温物体比辐射率及温度的实时测量系统。该系统主要由光学发射与接收系统、信号放大与处理系统和显示系统三部分组成。文中还介绍了该系统的基本原理及结构 ,分析了其中的技术难点及其解决方法 ,讨论了系统的灵敏度、比辐射率与温度的测量精度。分析表明 :对 42 7℃的抛光钢铸件而言 ,系统的最小鉴别温差为 0 32K ,比辐射率的测量精度σελ=6 5× 10 -3 ,|σελ/ελ|=1 2 0 % ;温度的测量精度σT =1 0 6K ,|σT/T|=0 15 2 %。

同时精确测量高温物体温度及发射率的系统

利用一种新的方法设计能够同时精确测量高温物体的温度及单色发射率的系统。该系统主要由光学系统、信号放大与处理系统及显示系统三部分组成。介绍了该系统的工作原理与结构，讨论了其中的技术难点及其相应的解决方法，分析了测量波长的选择。

基于热幅射的耳腔式红外体温计研制

基于黑体热辐射原理采用MLX90615-DAA专用医用温度测量探头和MSP430主控制器进行温度源数据采集和处理,并应用矫正查表法和两次线性回归校准算法分别计算出温度值和校准温度值,样机和黑体标准器同步进行71例测温对比实验。样机实测温度值(Lab_tTr)和黑体标准器所取温度值(Std_tTr)的均方根误差为0.085℃,相关系数为0.9995(p<0.001);Bland-Altman图显示Lab_tTr与Std_tTr平均偏倚绝对值为0.0069℃,98.6%(70/71)的点在95%一致性界限内。实验表明:本样机与黑体标准器测温结果具有较好的一致性。

基于8～14μm带宽的谱带发射率的研究

针对红外测量中常用的8～14μm的带宽,依据前人的实验结果,计算了两种材料的谱带发射率,并且通过简单的实验,测量了几种材料的谱带发射率。实验和计算结果表明:谱带发射率与温度之间存在着某种函数关系。对于常用的带通辐射测温仪和热像仪,如果测量对象为非灰体,仍然把发射率值看作是一个常数,将会导致较大的测量误差。初步研究表明,对于非金属和真空中的金属,谱带发射率与温度近似存在线性关系。利用拟合出的谱带发射率与温度的函数关系式,可以作为辐射测温仪和热像仪的修正,不仅简化了计算,而且能够提高其测量精度。

接触型光纤高温计的研究与应用

本文介绍一种新型接触式光纤高温计（ＯＦＴ）及其相应的测试系统，这种高温计特别适用于高温燃气温度测量。文中还提供一些实测结果。这一研究成果从理论和实践上为动力工程中燃烧过程温度的动态测试打下了良好基础。

BF-50B黑体辐射源标准装置的研制

介绍了中国计量科学研究院在SARS期间研制的BF - 5 0B黑体辐射源标准装置 ,该辐射源性能测试的结果与计量院热管黑体的比对结果可以看出 ,BF - 5 0B黑体辐射源标准装置的性能指标完全满足通用红外辐射温度计的校准要求。

利用激光实时测量高温物体比辐射率及温度的系统

本文介绍了一种利用激光作为光源，以８０３１单片机为核心构成的高温物体比辐射率及温度实时测量系统。该系统主要由光学接收与发射系统、信号放大与处理系统及显示系统三部分组成。文中详细介绍了该系统的工作原理和基本结构，讨论了其中的技术难点及其相应的解决方法，分析了有、无激光脉冲时探测器测得的Ｌ２、Ｌ１及监测光路探测器测得的Ｅλ的精度对比辐射率及温度测量精度的影响。