Influence of variables on the system of real-time measurement of temperature field with ICCD as sensor

The influence of all variables, such as materials of a measured object, condition of its surface, distance, and shut off time in the measurement of temperature field by colorimetric method with ICCD as sensor, is analyzed theoretically and studied by experiments. The obtained results prove the feasibility and reliability of the developed method.

Real-time measurement of temperature field with ICCD as sensor (II)──Principle and method for optimum design of wavelength

The colorimetric method for real-time measurement of temperature field using ICCD as sensor was developed. In order to ensure the accuracy and sensitivity, the relationship between the ratio response of two-color images and radiant property of body, transmission property of filter, spectral response of ICCD is discussed. The analysis is based on computer calculation of the established mathematical model. On the basis of the analysis, optimum wavelengths are obtained for a given sensor system. Experimental work was carried out to check the correctness of the theoretical results. The method is useful for general purpose of study and design of the developed system.

一种复合冷却双层探针的设计与验证

基于CCD相机的侵入式视觉成像温度场测量技术,设计了一种水和氮气复合冷却的双层探针。对探针外部气动特性和内部结构强度进行了仿真优化设计,验证了探针结构强度和冷却效果满足使用需求;同时,采用比色测温法,将喷流场图像转化为实时温度场,提出了基于温度场先验概率信息的尾喷口识别技术,剔除了环境光影响,提高了测量精度和显示效果。整机试验验证表明,所设计的探针能够监测发动机喷流场,实时高效地测量发动机尾焰温度,为航空发动机整机试验温度场测量提供了技术支持。

基于数字图像处理的温度检测算法研究

介绍了基于数字图像处理的温度检测技术原理。针对神经网络温度计算法在计算煤炉的温度时存在较大误差问题,提出用最小二乘法和改进输入的神经网络法计算温度。这两种算法以彩色CCD摄像机输出的三基色之间的比值为自变量或输入量,更好地体现了比色测温原理,因此能较好地消除在实际测温过程中黑度系数、烟尘和火焰脉动对计算结果带来的影响。通过在煤炉上的实验表明,这两种方法的计算精度均高于原神经网络法的精度,而改进输入的神经网络温度算法的计算精度略高于最小二乘法的计算精度,而最小二乘法更加简单实用。

图象比色法温度场实时检测的研究

采用ＩＣＣＤ作为探测器，用比色法检测温度场，可以快速获取温度场全面信息，达到实时检测及控制的目的。然而由于ＩＣＣＤ响应动态范围有限，测温范围受到限制，同时双波长的选择是一个困难的问题。作者提出了采用不同的曝光时间分区测量温度场的方法，以扩大检测温度范围，同时在一定温度范围内，为了得到较高、较均匀的灵敏度，通过对系统模拟计算得出了系统工作双波长的理想选择，这些理论分析与试验结果基本一致。

大型电站锅炉炉内三维燃烧温度场可视化实验研究

本文利用 8只火焰图像探测器和相应的计算机图像采集处理系统,在一台 200 MW 四角切圆燃煤锅炉上进行了炉膛三维温度场可视化实验研究。现场实验结果表明,炉膛上部温度分布较低,并且呈典型的单峰形状;燃烧器区域的温度分布较高,能够反应四角切圆燃烧特性。用水冷枪抽气热电偶对温度场可视化结果进行了检验,相对误差在5％之内。三维温度场可视化结果刷新一次的时间不超过5秒,满足在线监测的要求。

发展中的锅炉炉内温度测量技术

介绍了当今世界上两种比较先进的锅炉燃烧高温测量技术 ,即基于图像处理的温度场测量技术和声学测温技术 ,并对它们进行了分析比较 ,指出了有关技术消化吸收急待解决的问题及发展方向。

双CCD比色测温系统研究

介绍了比色测温的基本原理。建立了一套基于比色测温的双CCD测温系统。该系统采用双CCD采集两种不同波长下温度场的红外图像,CCD将采集到的图像传输到PC机进行图像处理,提取处理后不同波长下的灰度图像的像素值,应用比色测温原理计算被测目标温度。采用白炽灯钨丝作为研究对象验证本测温系统,对钨丝温度场分布图像作了处理和分析。通过实验验证了比色测温方法和测温系统的有效性。

基于数字图像处理的二维温度场测量

研究了CCD摄像机进行二维温度场测量问题。分析了彩色CCD摄像机测量机理,推导和分析了相应的三色温度测量模型。由于测量模型的复杂性和非线性,因此利用BP神经网络在函数逼近方面的特性,提出了一种用BP神经网络计算二维温度场方法。试验表明这种方法是可行的、并有较高测量精度,具有工业应用前景。

基于彩色CCD的摩擦焊接温度场测量系统

根据彩色CCD三基色测温原理,设计了摩擦焊接的温度场测量系统。采用CCD摄像头对焊接界面进行高速、连续拍摄,得到温度场图像,DSP对图像进行预处理后,对温度进行计算,然后使用伪彩色增强方法,通过不同颜色来反映焊接界面各部分的动态温度分布状况。为提高测量的精度,通过黑体炉实验对计算公式中的参数进行标定,并根据实验数据进行了插值修正。TMS320DM647的高速运算能力和丰富的片上资源保证了测量的实时性,伪彩色处理后的温度场图像可以方便、直观地反映出温度场的分布。

基于彩色CCD摄像机的锅炉燃烧二维温度场测量

分析了彩色CCD摄像机测量机理 ,并根据彩色CCD摄像机光电特性和维恩定律 ,建立了由火焰图像求取燃烧温度场的数学模型。推导和分析了相应的 3色温度测量模型并提出了一种用BP神经网络计算二维温度场的方法。实验表明利用这种方法求取的温度场能反映燃烧状况 。

基于焊接温度场等温线分布的弧焊机器人焊缝识别

介绍一种基于焊接温度场等温线分布的焊缝识别方法 ,该方法采用神经网络提取焊缝偏差大小 。

基于CCD的物体表面温度场分布测量

介绍了一种利用CCD摄像机测量物体表面温度场分布的方法,建立了温度与物体表面辐射能之间关系和物体表面辐射能与CCD信号强度之间的关系,利用黑体炉对CCD信号强度和物体表面温度值进行标定,这样CCD摄像机采集到的图像的亮度值分布实际上就是物体表面的温度值分布,结合图像处理技术获得物体表面的温度分布。

用热敏液晶粒子实现流体温度场的可视化

热敏液晶是图象测量技术研究中采用的新型敏感材料,将它密封装入圆球形微型胶囊中,可实现流体温度场的可视化定量计量.热敏液晶的RGB值与温度之间的特性具有严重的非线性,而且因实验条件不同而异.本文介绍了它的色/温转换特性和摄影视角对该特性测量时的影响及其解决方法.

利用火焰图像处理技术监测炉膛出口NO_x的排放

以炉膛火焰图像处理技术为手段获取炉膛温度场。研究影响炉膛出口烟气中NOx含量的因素，建立针对煤粉锅炉炉膛出口NOx含量的监测模型，从而监测NOx排放量，寻求降低NOx排放的措施。

基于CCD数字图像处理的焊接温度场实时监测系统研究

焊接工件的温度场决定了焊接应力场和应变场, 是影响焊接质量和生产率的主要因素。因此对焊接过程中的温度场分布进行测量就显得极为重要。但是传统的测温方法在焊接测温中难以实施。针对真空电子束钎焊温度场的实时监测, 讨论了基于彩色CCD(电荷耦合器件) 的焊接温度场三基色测温方法, 运用数字图像处理技术得到焊接温度场分布。并就该方法的误差来源进行了分析, 给出了系统的校正方法和标定方式。在某焊接现场进行了验证性试验, 结果表明, 系统具有快速准确的特点, 为提高焊接质量和生产率提供了一个有效的工具。

全息干涉技术测量酒精灯火焰温度场分布

利用激光全息干涉原理测量酒精灯火焰温度分布,通过二次曝光的方法,获得了酒精灯火焰干涉条纹。利用Matlab数字图像处理技术,对干涉图像进行了简单的处理,实现了对火焰干涉条纹位置的准确判读。根据环带法和环带内折射率定常假设,并采用计算机辅助编程计算,对酒精灯温度场进行反演,对各级条纹对应的温度值进行标定,获得了酒精灯火焰温度场的分布规律。

基于CCD的动车组车体焊接火焰温度场监控系统研究

高速动车组铝合金车体在进行焊接时,会在一定空间内产生温度场,而此温度场的分布又成了焊接应力场和应变场的影响因素,直接决定焊接点的焊接质量。但传统的接触式测温法无法对铝合金车体焊接温度场内各点进行实时监测。针对动车组车体生产现场的实际情况,可采用非接触式测量方法进行温度场的实时监测。结果表明,基于CCD摄像机的焊接温度场温度监测方法,运用数字图像处理技术得到焊接温度场分布,并与传统接触式测量法进行比较,结果偏差很小。此测量系统同时具有简易便携的特点,能较大程度提高生产质量和效率。

红外CCD在线温度场测量误差分析

红外CCD是通过采集高于绝对零度物体发出红外线并转化为图像来进行在线温度场测量的,得到的图像与物体的本身有一定的对应关系。由于受到很多干扰因素的影响,得到的温度场信息并不完全准确。造成的误差有很多,包括光学系统的误差、CCD器件本身带来的误差,还有就是红外辐射的干扰。对于前两者通过图像处理方法可以消除一部分误差,而红外辐射的干扰随机性比较大,利用一般的图像处理不能够完全解决。采用预埋热电偶的方法实时监测几个固定点的温度,然后利用这几个点的温度与CCD测的温度相比较,从而实时来校准系统的发射率。并利用修正后的系统发射率来计算被测物体的温度场分布,为了防止温度只是由于突然改变的系统的发射率发生突变。由此设计了温度场实时校准数学模型和修正系统,消除了部分温度场在线测量误差和突变,实现了红外CCD在线温度场的准确测量。实验结果表明,利用温度场实时修正系统来消除红外CCD温度场实时测量误差是可行的。

基于温度场实时检测的焊接质量模糊控制系统

针对焊接工艺的特点,以工业用电荷耦合器件(IC-CD)传感器为测量元件,建立了焊接温度场图像实时采集与处理系统。采用模糊推理控制算法,并在手动控制策略的基础上提出了该系统的模糊控制规则。以焊接电流为控制量,研制了薄板钨极惰性气体(TIG)焊背面温度场等温线宽度闭环控制系统。通过控制接近熔点温度的等温线宽度最终实现了对焊缝背面熔宽和熔透的控制。大量的焊接工艺试验表明,系统有较好的适应性和较高的稳态精度和动态响应特性,并具有较强的抗干扰能力。