飞秒光纤光栅高温测量方法研究

为了实现高温环境下温度的准确测量,利用飞秒激光制备的光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Gratings,FBG)杰出的热稳定性,提出一种基于飞秒光纤光栅的高温测量方法。利用光纤热光系数、热膨胀系数与温度之间的依赖关系,建立了FBG中心波长-温度模型;由于该模型不存在解析解,利用单点中心波长-温度特解和四次多项式拟合温度-中心波长工作曲线。基于该工作曲线和预退火(1000℃,20 h)FBG在常温至900℃范围内进行温度测量实验,结果表明最大测量偏差不超过±2℃。本方法仅需标定单点中心波长-温度即可实现宽温度范围内的温度准确测量,简洁有效,在航空航天、核电冶金等领域中具有重要的研究和应用价值。

高温测量及其校准技术研究现状与发展趋势

热电偶、热电阻及辐射温度计等温度传感器在技术上已经成熟,可广泛应用于军事和民用领域.但在极端环境下,有许多研究对象需要测量的是高温,由于有高压、高旋、高冲击、强噪声等环境因子引入,会对测试系统产生强耦合干扰,导致测不了、测不准、活不了问题的存在,给传感测试技术领域带来极大挑战.通过总结分析不同测温技术的优缺点和技术难点,针对高温参数测不了难题,从高动态层面提出了超声波导测温、原子发射光谱测温、光纤黑体腔测温3种方法,实现了2 200℃的高温测试;针对测不准难题,从高精度层面提出了光机电算一体化的溯源性瞬态表面温度动态校准系统,实现了2 000℃高温的精确动态测量;针对活不了难题,从高可靠层面研究了3 000℃极端环境下的存储测试与防护方法.

瞬态高温测量系统

为了解决特殊环境下的瞬态高温测量,研制了一种基于黑体辐射的光纤高温测量系统。介绍了该系统的工作原理,采用"接触-非接触"测量方法和光纤光栅窄带滤波技术,分析了影响黑体空腔传感器有效发射率的各种因素,并给出了优化设计参数。试验表明,系统测温范围可达2 000℃,响应时间小于120 ms,性能稳定,抗干扰能力强。

用于高温测量的红外热成像技术

用于高焓风洞实验中模型表面温度测量的CCD红外热成像系统 ,测温范围 1 0 0 0～ 350 0K。笔者介绍系统原理和标定过程 ,并给出了初步风洞实验结果。通过与红外高温计测量结果的比较分析 ,验证了该系统的可靠性和实用性。系统的研制成功为地面防热 /热结构实验中模型表面温度测量提供了先进的手段。

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。

微波介质特性高温测量方法研究

简要介绍了目前温度高达1000℃以上的介质材料复介电常数测量技术的发展现状,分析了高温介质材料复介电常数测量中的关键技术,给出了多种材料复介电常数随温度变化的曲线.

四色高温测量中最佳化参数的选择

本文从黑体辐射定律出发 ,计算了物体辐射谱在四个不同波长处辐射强度的比率。结果表明 ,适当选取四个测量点的波长、四波长之差值及测量点波长带宽 ,该比率与被测辐射体温度之间有良好的单值关系 ,并可一定程度上消除物体单色辐射率对测温的影响。根据结果用图示出了各参数对四色高温测量的影响。

一种基于神经网络算法的高温测量方法

在高温测量的过程中,被测物体光谱发射率稳定性差,采用传统算法进行高温测量,在建立测温模型时,存在测温精确度降低的问题。为解决上述问题,提出了一种采用神经网络算法的颜色法高温测量系统的测温方法。利用彩色数码相机对高温物体在各种温度散发的颜色光进行标定,利用图像识别技术对图像进行识别,融合变换光圈快门组合的方法将测温范围扩大到高温生产的常用温度范围,通过组建RBF神经网络测量模型和标定减少CCD光谱响应带宽和被测对象光谱发射率三方面对测温精度的影响,建立精确的颜色法高温测量系统的测温模型。实验结果证明,神经网络颜色法高温测量系统测温精确性高,适应性强。

热电偶高温测量应注意的问题

介绍高温测量中常用的热电偶 ,论述用热电偶进行高温测量时测量误差的成因 ,并提出减小误差的措施及测量方法。

Nadcap热处理认证高温测量中热电偶的技术探究

以热电偶为研究对象,深入论述了热电偶的工作原理、校准规范要求、热电偶的分类、精度要求、热电偶的选择、重复使用要求,在此基础上,结合企业实际的认证过程与使用经验,总结了Nadcap认证过程中针对热电偶内容的不符合项产生的原因及解决方法。为Nadcap认证的热处理供应商及Nadcap热处理高温测量技术人员提供了高效的方法指导。

消耗型光纤高温测量仪的研究

在分析比色测温原理的基础上,采用接触测温方法,开发了消耗型光纤高温测量仪,给出了系统的设计方案,并对高温测量中的关键技术问题进行了全面地分析和研究,给出了解决方案。该测温仪具有准确度高、反应快的特点。

基于DSP的光纤高温测量仪的软件设计

介绍了一种基于DSP处理器的光纤高温测量仪的设计方案。该测量仪以TMS320F2812芯片为核心,在硬件设计的基础上,借助CCS2.0软件开发系统完成了仪器的软件设计。实验表明,DSP芯片用于高温测量,可充分发挥其强大的数据处理能力,提高测量的实时性。

亮度式光纤高温测量仪的研制

阐述了光谱辐射测温的基本原理 。

基于图像处理的非接触式高温测量方法的进展

叙述了几种在高温测量领域常用的基于光电检测技术和图像处理技术的非接触式高温测量方法,对它们的原理和测量方法进行了分析、比较。基于辐射原理的非接触测量方法,技术成熟、简单方便、抗干扰能力好;光谱诊断技术测温法有具有:高的时间空间分辨率以及高光谱分辨率;干涉法测温能实时反映燃烧温度场的动态变化过程,经图像处理后能得到精确的高温温度场。这些方法不但不受酸、碱等环境约束,还能实时、准确地进行温度场测量,很有发展前途。

热电偶高温测量误差分析

运用传热原理对热电偶高温测量误差进行了分析 ,并提出改进方法。

AMS2750D《高温测量》规范对温度传感器的规定与要求(上)

（1）AMS2750D《高温测量》规范对温度传感器进行了总体的要求，其中包含如下内容：对温度传感器合格证的规定与要求、对度-毫伏之间的相互转换的规定与要求、对温度传感器校验的规定与要求、对温度传感器使用的规定与要求、对温度传感器的补偿导线的规定与要求、对温度传感器偶丝的丝卷进行校验的规定与要求、对温度传感器偶丝的丝卷的最大允许长度的规定与要求、作为二级标准或系统精度校验温度传感器的K型和E型温度传感器的重复使用的规定与要求、对温度传感器重复使用的规定与要求、易耗型廉金属测试温度传感器的“U”公式、对测试温度传感器重新校验的规定与要求。

光纤前置黑体空腔高温测量仪的研究

介绍了光纤前置黑体空腔高温测量仪，包括光纤前置黑体空腔温度传感器的组成及其分度方法以及高温测量仪的软硬件结构．系统硬件设计以８９Ｃ５１单片机为主，配置ＬＣＤ显示，整机具有功耗低，体积小，抗干扰能力强等优点．

外推式高温测量的一种新方法

针对两点法、三点法、微分法、多点温度法、对点的对数法等［４］在动态高温测量中存在的不足，如：测量误差大、抗干拢能力弱、模型演算复杂、热惯性系数慢变性等对推算结果影响大，提出了一种在简化模型的基础上，利用最小二乘原则估计稳态温度值的方法．该方法由于引用了最小二乘估计理论，其算法使热惯性系数的慢变性原则上不影响估计精度；同时该算法模型简单，使用的数据量也不大，比较适合在实际中应用．仿真研究结果表明，在一定条件下，该方法估计精度较高．

基于MSP430G2553的光纤传感高温测量系统

为了实现光纤传感高温测量,利用低功耗单片机MSP430G2553作为主控芯片,利用轨至轨运算放大器作为信号处理单元,设计了信号调理电路,设计了单片机程序及上位机程序。以测量电炉丝温度的升降过程为例,给出了系统的实时测量曲线。加入了无线通信模块NRF24L01,实现了非接触远程测量,测量精度为±0.5℃,测量范围为400～1 200℃.测量次数为50次/s,满足各高温测量应用场合。