双红外激光测温定标源样品温度场对测量结果的影响

双波长红外激光测温技术可实现免发射率的温度测量,仪器常数是此技术的核心参数。目前,仪器常数的确定依赖于定标样品表面的中心点温度,当对定标样品表面的探测位置偏离其中心点时,仪器常数的结果会产生影响。对定标样品进行数值建模,分析不同样品温度场的分布及其对测量结果的影响规律。结果表明:样品的前表面呈现近似中心对称的温度分布,中心温度低,边缘温度高,温度由中心向边缘上升的趋势随着半径方向先迅速上升,后缓慢上升;在温度1173 K下进行定标,定标位置偏移±5 mm时,高温合金、低发射率涂层样品和SiC所标定的仪器常数产生的影响分别为1.87%、1.06%和0.79%;在873~1073 K测温范围内,高温合金、低发射率涂层样品和SiC由于仪器常数偏移导致的测温平均相对偏差分别为:0.34%、0.20%和0.14%。

轮机管理使用红外激光测温仪的体会

红外激光测温技术,近年来广泛应用于各个行业的各个领域。抗"非典"期间曾普遍用于迅速测取体温而广为人知。

镀膜基板激光测温的自动化

描写了一种新型的ＣＣＤ摄像头一计算机系统，它可以在镀膜基板激光测温的过程中跟踪光斑中心，从而测出移过光斑中心的干涉条纹数，达到镀膜基板激光测温自动化的目的。

光学薄膜制备中的激光测温技术

概述激光测温技术在光学薄膜制备中的应用及其在自动化方面的新进展

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。

不同特征下激光超声温度测量研究

为解决金属材料在高温工作环境下进行温度检测时需接触,受限多等问题,使用激光超声技术实现超声非接触式收发,通过对纵波、表面波信号与温度的相关性分析,实现高温工作状态下金属零部件温度的检测。建立20~520℃范围内铝块的激光超声温度检测模型,研究了激光激发的超声纵波、表面波波速与温度的相关性;提出Wigner-Ville分布下激光超声能量谱密度最大点的频率移动特征分析方法,研究了激光超声表面波频率与温度的相关性。研究表明:激光超声纵波、表面波波速及频率随温度升高成线性降低关系,且表面波波速-温度关系对温度检测的灵敏度更高。在单位长度1 cm范围内,表面波声时随温度变化率为1.4×10^(-9) s·℃^(-1),波速随温度变化率为-0.85 m·s^(-1)·℃^(-1),可以分辨1℃的温度变化,为后续的激光超声温度检测研究提供了依据。

固体表面非接触测温技术综述

固体表层温度检测手段主要有接触式测温和非接触式测温2种。传统的接触式测温包括热电偶、热电阻等必须和被测量物质直接接触,会破坏其表面的温度场,影响其测量精度,且动态性能差,不利于温度的实时测量;非接触测温不需要与被测物体接触,不会破坏其表面温度场,且响应速度快、动态性能好。对辐射测温、激光诱导磷光测温(Laser Induced Phosphorescence,LIP)2种非接触测温技术进行介绍,分析其测温方法,并对激光诱导磷光测温这种测温方式进行展望。

非接触式激光测量真空状态下温度的方法

研究了一种利用激光干涉原理进行非接触式测温的方法,该方法能在不破坏样品表面的前提下,准确、方便、廉价地获取玻璃在真空中的真实温度。在相关实验中以Pilkington TEC系列钠钙玻璃为样品,在150~500℃之间同时对样品进行热电偶测温和激光干涉测温,实验数据表明,非接触式激光测温方法得到的温度数据与热电偶直接接触样品表面测得的温度数据在误差10℃范围内基本相同。证明了这种非接触式的方法可用于以玻璃为基底的太阳能电池生产领域。

基于短时强降雨探测的拉曼激光雷达测温数据WRF同化方法

为挖掘激光雷达高垂直分辨探测优势,将其引入降雨观测与研究中,重点构建一套测温数据模式同化方法,目的在于评估激光雷达数据对降雨模拟的影响。借助激光雷达测温数据综合多级质量控制技术对雨前探测信号进行反演优化,获取更可靠的温度廓线,这种垂直间隔4 m左右的雷达数据对于降雨是一种新型数据。设计三步实验研究新数据WRF模式(weather research and forecasting model)同化方法。第一步开展控制实验,通过模式检验与参数调试获取最佳模拟方案,为同化实验提供依据。第二步开展常规探测数据同化实验,通过WRF模式同化模块将90组地面、高空测站数据融入模式初始场,TS评分提高了0.07,并成功消除了陕西西南部虚假暴雨中心,但存在空报率偏高等问题。第三步开展激光雷达数据同化实验,重点解决制约模式初始场中尺度信息测站稀少的关键难题,引入MQ法将单点数据扩展为49组格点数据并完成三维变分同化模拟,克服了常规数据同化所致空报率偏高的问题,且模拟雨强更接近实况,同时降水TS评分提高了0.12,漏报率降低了0.09。定性与定量分析均表明借助Multiquadric将激光雷达探测数据融入WRF模式可造成模拟效果提升。本文结果表明激光雷达可用于探测短时强降雨,且探测位置宜设在对流云外围。

绝对测温转动拉曼激光雷达分光系统设计及性能

为实现转动拉曼激光雷达的绝对测量温度技术,设计并测试了多通道转动拉曼分光系统.提出了一阶闪耀光栅与光纤Bragg光栅组成的两级并行多通道拉曼分光系统,优化了其核心级联器件(微米级光纤阵列)的参数及光路结构;仿真分析了一级分光系统的分光光路,转动拉曼谱线最大离心伸缩量约为0.0031 nm,离心伸缩比为0.69%;实验测试表明一级分光系统各转动拉曼通道的通道系数均在0.75以上,提取到拉曼光谱的实测中心波长与理论值的最大偏差约为0.0398 nm,偏离度为8.86%,可提供对弹性散射信号27 dB以上的有效抑制,结合已有光纤Bragg光栅二级分光实现高达62 dB弹性散射的抑制效果,可以实现对单条偶转动量子数转动拉曼谱线的精细光谱提取.

合肥钠测温测风激光雷达与武汉流星雷达水平风场的对比研究

中间层顶区域大气温度和风场是研究中高层大气动力学的重要参量。简要介绍中国科学技术大学钠测温测风激光雷达系统。其可用于高分辨率探测中间层顶区域(80～105 km)大气温度和风场。给出了该激光雷达测量大气温度和风场的基本原理,对系统的发射部分、接收部分和光电探测采集及时序控制部分进行简要介绍,给出了该系统探测的大气温度和风场的结果。温度和风场结果分别与TIMED/SABER卫星仪器和武汉地基流星雷达观测结果进行了对比。

光学弱相干测温

将光学弱相干层析与激光干涉测温结合，提出了一种新型测温方法：光学弱相干测温．该方法利用光源的弱相干性抑制背景反射光，同时使待测相位通过光学方法放大，测温精度显著提高，特别适用于较薄样品。

火力发电厂锅炉炉内温度场在线测量技术研究综述

大型燃煤发电机组的炉内温度场监测对于燃烧工况诊断和控制具有重要意义。本文阐述了当前世界上较为先进的几种炉内温度场在线测量技术的实现原理,并在试验研究和工程应用的基础上对系统特点和局限性进行了讨论与分析,总结指出了有关技术在消化吸收过程中亟待解决的问题和发展方向。

激光测量

P225.2 20000209971.2 m激光测距系统及其噪声抑制技术=1.2 msatellite laser ranging system and its noise restraint[刊,中]/张学军(中科院云南天文台.云南,昆明(650011))//云南天文台台刊.-1998,(1).-76介绍了激光测距技术的过去和现状及其科学意义,系统地讨论了激光测距系统的构成及各组成部分的发展。分析了测距过程中各方面的误差来源及其相应的消除或减小误差的方法,对于目前正在调试的云南天文台1.2 m激光测距系统作了详细的介绍。

激光热度仪光学系统设计

激光测温具有测量精度高、响应速度快、非接触、远距离测量的特点,在工农业生产、科学实验等领域得到了广泛应用。本文设计了一种三通道激光测温光学系统,系统由激光指示、红外接收和成像光学系统三部分组成,光学转像系统采用三通道斜方棱镜系统具有结构紧凑、重量轻、体积小等优点。光学系统参数为:成像系统入瞳直径D=16mm,焦距f′=35mm,视场角2ω=3°;三通道斜方棱镜转像系统长90mm,宽30mm;激光器工作波段532nm。

利用激光并采用热释电探测器的实时测温系统的灵敏度

在介绍一种利用 In Ga As/I半导体激光器并采用钽酸锂 ( L i Ta O3)热释电探测器实时测温系统的基础上 ,着重分析了在该系统测量中和在高温度时的极限灵敏度 ,并导出了该系统极限灵敏度的数学表达式。给合其温度的测量误差 ,分析了系统的工作波长、被测温度、放大器带宽以及光学系统的相对孔径对极限灵敏度的影响 ,并进行了计算机模拟 。

雾霾天激光雷达测温数据拼接方法

为解决雾霾天气条件下激光雷达探测温度高度偏低的难题,研究了一套数据拼接方法。该方法引入高分辨WRF(weather research and forecasting model)模式模拟温度,与激光雷达测温数据进行拼接,通过拟合区域选取、分析高度层确定、拼接数据校正、最佳拼接区域选取、拼接效果评估等关键技术设计,将雾霾天激光雷达探测数据高度由2 km向上拓展至整个对流层并到达平流层中低部区域,即20 km左右高度。对拼接结果的综合质量评估表明,激光雷达与模式数据拼接效果较好,拼接廓线与标准廓线的吻合度较高,且最大相对误差为1.5%。特别是在最佳拼接区域内,激光雷达数据与模式数据具有很高的拟合度。本方法利用模式数据与雷达数据的互补优势,实现了温度廓线大量层、高质量数据重构。本文拼接方法同样适用于其它复杂天气条件。

全天时紫外高光谱瑞利测温激光雷达系统

紫外高光谱瑞利测温激光雷达是一种探测大气温度廓线的有效工具。目前,紫外高光谱瑞利测温激光雷达通常采用355nm波长的光,然而白天太阳背景光辐射会影响雷达系统的信噪比(SNR),进而制约温度探测的距离和精度。针对大气温度的全天时探测,提出了基于法布里-珀罗标准具的266nm紫外高光谱瑞利测温激光雷达系统。由于到达地面的太阳背景光辐射不包含266nm波长的光,只需考虑臭氧对266nm波长光吸收的影响,进而实现全天时大气温度的探测。基于脉冲能量、望远镜直径、望远镜接收视场角、臭氧浓度以及太阳背景光强度等主要影响参数,对266nm和355nm两个波长紫外高光谱瑞利测温激光雷达系统的谱宽、透过率、回波信号SNR以及温度偏差参数进行数值仿真和对比分析。结果表明,大气分子和气溶胶散射对266nm波长光的影响远大于对355nm波长光的影响。白天266nm紫外高光谱瑞利测温激光雷达系统的有效探测距离为4km左右,比355nm紫外高光谱瑞利测温激光雷达系统的有效探测距离远2.9km;夜间266nm紫外高光谱瑞利测温激光雷达系统有效探测距离为6km。探测距离小于5km时,白天266nm紫外高光谱瑞利测温激光雷达的探测温度偏差比355nm紫外高光谱瑞利测温激光雷达的探测温度偏差小10K。266nm紫外高光谱瑞利测温激光雷达可实现全天时大气温度的探测。

一种高线色散率测温激光雷达双光栅光谱仪

与目前广泛应用的532nm波段的发射波长相比,采用355nm波段发射波长进行大气温度观测对分光光谱仪的精度要求更高,分光光谱仪的线色散率要达到0.1nm/mm。提出了一种新型高线色散率纯转动拉曼激光雷达分光光谱仪,通过设计双光栅结构来达到激光雷达纯转动拉曼回波信号分光的目的。利用Zemax软件进行设计,模拟分析结果显示:间隔0.1nm的两个相邻光谱在分光光谱仪聚焦镜焦平面处两个相邻谱线中心可以分开1mm,满足测温纯转动拉曼分光光谱仪线色散率达到0.1nm/mm的要求。将实验得到的斯托克斯回波信号强度与理论计算结果进行对比,验证了纯转动拉曼雷达中应用双光栅光谱仪的可行性。