用于远距离高温目标辐射探测的光谱系统设计

针对远距离高温目标多光谱辐射测温的需求,设计了一款多通道光谱探测系统。系统前端采用同轴两反卡塞格林式结构收集目标光谱辐射,后端包括用于目标定位的长波红外成像瞄准系统和分别工作在380~1050nm、980~2550nm双波段光谱系统。光谱系统采用Czerny Turner结构,在380~1050nm波段分辨率优于5nm,980~2550nm波段分辨率优于15nm,光谱通道数量大于220个。400m目标外场实验和700~2300℃高温黑体温度实验表明,多通道光谱探测系统能够进行远距离目标的瞄准和光谱探测。本文设计的多通道光谱探测系统有望用于地面、航空及航天等远距离的温度探测。

高精度海表皮温红外辐射测量系统

海表温度是重要的环境特征指标。为了实时高精度测量海表皮温,中国海洋大学研制了一台海表测温辐射测量系统(The First Infrared Radiometer for measurements of Skin SST made by Ocean University of China,OUCFIRST,简称FIRST系统)。FIRST系统使用热释电辐射传感器,测量海表、天空和内部标准黑体的辐射量,对测量的海表辐射进行实时校正,得到精确的海表辐射值,通过反演计算,得到高精度海表皮温。FIRST系统内部使用了可溯源的测温仪,可测量标准黑体温度,该系统采用了自容式设计,测温精度高且部署容易。FIRST系统参加了2016年在英国国家物理实验室(National Physical Laboratory)NPL进行的联合观测实验,在实验室测量了标准黑体,在室外湖面进行了实测,测量结果优于33mK,测量准确度位列各参测仪器的第二名。实验结果表明,FIRST系统具有较好的测量精度,可用于海表皮温的高精度测量。

热电偶测量温度的误差分析

0引言在现有的测温系统中,最常用的温度测量方法是热电偶测温法。热电偶的结构虽然简单,但在使用中如没有实践经验或粗心大意仍然会出现各种问题。为了提高测量准确度,减少测量误差,延长热电偶使用寿命,要求使用者不仅应具备仪表方面的操作技能,而且还应具有物理、化学及材料等多方面知识。作者根据工作实践,并参阅有关资料对热电偶的测量误差进行分析探讨。

基于神经网络模型的辐射真温测量方法研究

将神经网络理论用于多光谱辐射测温领域 ,实验结果表明 。

瞬时多光谱爆温测量系统

本文针对国内外近年来常用的爆炸温度测量方法在原理、结构上的不足 ,提出了一种更符合实际测量要求的瞬时多光谱爆温测量系统 ,阐述了它的基本工作原理 ,给出了总体构成结构 ,并指出了这种新方案不同于以往方法的特点 .利用该系统可在一次爆炸过程的 1 0 0 ns时间内完成四个时刻爆轰温度的测量 ,最后通过阶段实验结果证实了它的可行性 .

多光谱辐射测温技术测量火工烟火药剂燃烧温度

利用瞬态光谱辐射仪分析了火工烟火药剂燃烧火焰辐射光谱分布,介绍了多光谱辐射测温技术的工作原理。结合火工烟火药剂燃烧火焰特征光谱分布状况设计研制了具有12个工作通道的多光谱辐射测温系统,测试者可根据被测火焰光谱辐射分布状况选择合适的工作通道进行分析计算。该系统由光学部分,电路部分,数据采集部分及数据处理部分组成。文章以黑火药为例,应用该系统对其燃烧火焰的辐射能量进行了测定,经过迭代计算后给出黑火药燃烧温度随时间的变化曲线。实验证明,在分析被测火焰特征光谱分布的前提下,选择合适的光谱工作通道,多光谱辐射测温系统能够很好地应用于火工烟火药剂燃烧温度的测定,为火工烟火药剂燃烧输出特性的研究奠定了基础。

航空涡轮叶片表面红外温度测量

本文针对航空发动机涡轮叶片红外辐射测温方法中因受干扰因素多而导致的测温精度难以保证的问题,通过对曲面表面的发射率、双向反射分布函数、角系数等参数的测量,提出了一种用于三维弯曲表面的测温修正方法。通过实验室实验,并与典型位置上热电偶测温结果对比,测量修正后温度的误差稳定在1%以内,验证了本文所提修正方法的可行性,为涡轮叶片气动传热试验技术的提升和我国航空发动机等重大装备的研制提供支撑。

辐射测温方法的表面温度场测量条件

通过对表面辐射的定向发射、传输介质的光谱吸收、光学成像和光电转换过程的数学描述 ,建立了具有普适意义的辐射测温基本分析式 。

热辐射谱的多道式采集及高精度双色高温测量

在综述光学高温测量方法的基础上，提出热辐射谱的多道式采集及高精度双色高温测量原理与测量装置设计。实验结果及误差分析表明，该方法测温精度达到△Ｔ／Ｔ≤１０￣－３水平。

曝光一定时单相机辐射测温范围的影响因素分析

针对单相机单波长测温和比色测温过程中测温范围较窄的问题,以单波长测温过程为基础,推导了相机传感器动态范围和工作波长对单相机测温范围影响的理论公式,并对波段选取过程中的影响因素进行了分析。理论分析结果表明:相机动态范围和波长的选取限制了一次曝光时测温范围的最大跨度值,在相机传感器唯一确定时,相机动态范围一定,根据波段选取原则选定工作波段,选定估计温度范围下限之后,由公式即可确定待测温度上限,再根据实际测温范围调整波段和估计测温下限;配合调节曝光及光圈,充分利用相机传感器的全动态范围,可实现单相机辐射测温法中宽温度范围的测量。此外,通过涡流加热实验和熔池温度场测量实验对上述影响因素进行验证,选取更优波长和更优曝光时间,可提高单次测温跨度至少40%,为单相机测温技术的具体实施提供技术参考。

非接触式温度测量系统中固体摄像器件的选择

非接触式温度测量由于不受被测对象的条件限制,具有十分优越的特点。如何选择能符合温度测量要求的固体摄像器件是值得重视的问题。基于辐射理论和CCD器件成像原理,指出了辐射式测温系统中的固体摄像器件必须具备的性能和选择CCD摄像器件时应考虑的主要问题。

基于多光谱辐射测量的真温及光谱发射率的方差估计

本文提出一种新的用于获知真温及光谱发射率的数学模型，并给出了估计真温及光谱发射率方差的方法。

基于光学原理的二维/三维温度场测量技术

基于光学原理的二维/三维温度场测量是利用介质的折射率变化、辐射信息和光谱信息,通过分析物体的透射特性、热辐射或粒子特性来推断其温度。传统的接触式温度测量方法存在诸多限制,而光学测温技术通过非接触式测量提供了一种可行的解决方案。现有的研究表明,光学测温技术已经取得了显著的进展。干涉法测温、辐射测温和激光光谱诊断测温等方法被广泛应用于各个领域。这些方法在测温精度、测量范围、时间响应性、设备尺寸和便携性等方面不断改进。在三维温度场测量方面,研究者们通过改进和优化测量技术与设备,对实现复杂热传导、燃烧过程和材料性能等的全面了解和优化提供了重要的实验手段。同时,光学测温技术在工业生产、医疗诊断等领域得到了广泛应用,为实现更高效、准确、智能的温度测量和监测提供了新的发展机遇。

非致冷微测辐射热计红外测温系统及实现

论述先进微测辐射热计红外测温系统的组成，该系统具有体积小、测温精度高、作用距离远、操作简便、工作时间长等特点，特别适应于设备的红外故障检测，对其性能进行了测试并对其测温结果进行了分析．

一种实用的64路温度测量系统

介绍６４路测温系统的组成、工作原理以及系统中的关键电路。着重阐述了用ＰＣ机并口实现数据采集、处理的控制方法，很适合于用便携机在外场对实际发热体的快速测温。

非致冷红外焦平面成像系统辐射测温技术研究

为了消除由非致冷红外焦平面自身温度变化造成的辐射测温偏差,提出了一种基于G-t(黑体辐射灰度-探测器工作温度)标准曲线进行辐射测温的新方法。该方法从热辐射理论和热像仪测温原理出发,利用实验测得的G-t标准温度关系曲线,并结合灰体表面真实温度的计算公式,最终实现了非致冷红外焦平面成像系统的高精度辐射测温。实验结果表明,当探测器的工作温度在26℃～35℃、黑体温度在35℃(308K)～45℃(318K)时,绝对温度偏差低于1K,有效地消除了非致冷红外焦平面自身的温度变化对辐射测温精度的影响。

汽轮发电机转子温度光纤测量系统性能研究

本文介绍了一种新颖的在线监测发电机转子表面温度的光纤测量系统，并对系统的各种性能进行了实验测试。结果表明，该系统具有结构简单，安装方便，性能可靠等优点，系统测温误差在±３℃左右。

碳/碳复合材料高温多热物性参数测量系统

提出一种将多光谱辐射测温技术、激光狭缝扫描检测技术和对试样通电加热至稳态技术相结合的新方法,可对碳/碳复合材料在高温下的多个热物性参数进行测试.利用大电流快速将棒状碳/碳复合材料加热至稳态,通过辐射高温计对试样表面温度分布的测量和激光狭缝扫描检测仪对膨胀量的测量,根据流过试样的电流、电压就可计算出被测试样的电阻率、热膨胀系数、导热系数、比热、全波长半球向全发射率和多个光谱下的法向光谱发射率.该装置主要包括高温环境实验箱、加热供电回路、高速光学高温计、激光狭缝扫描检测仪等部件,介绍了各组成部分及其工作原理.激光狭缝扫描检测仪的最大测量误差小于±3μm,两套温度计的测量精度都优于1%.

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。

用分布式光纤测温系统测量混凝土面板坝渗流的建议

简述了分布式光纤温度传感测量系统的基本原理和将其应用于混凝土面板坝渗流测量的两种方法,详述了电热脉冲法进行渗流检测的布置和施工工艺,详细讨论并分析了电热脉冲法进行渗流测量存在的疑问和主要问题,并提出了解决方法。