医用低温温度标定方法

低温冷冻手术是以杀死病变细胞、组织,达到治愈疾病的目的,在-40℃以下的低温特别适合实体肿瘤的治疗,其治疗效果主要取决于冷冻温度和冻结界面范围,所以对温度的监测和控制十分重要。介绍了常用医用低温温度计的特点及分度,并提出了(77K-273K)温区的温度标定方法和标定装置控制逻辑系统。该标定装置可实现低温温度的标定,标定温度误差为0.1K。     

低温温度计筛选系统设计

为了筛选满足诸如长期稳定、读数精确、抗干扰等条件的温度计,需要对温度计进行冷热循环冲击实验——升降温循环实验。设计了一套利用GM制冷机作为冷源的系统,用来实现这一目的。利用Lab VIEW编程控制一台340控温仪,仪器PID自动控制加热,从而实现样品架温度按指定的速率匀速升降温。升降温循环冲击分别在循环前、第10个循环后和最后15个循环后对温度计进行标定。根据标定数据对标定后的温度计经行漂移分析,最终筛选除了漂移较小的温度计。     

基于模型预测控制的低温控温策略设计及实验验证

低温温度计的标定中，控温策略是低温温度计标定效率和精度的重要影响因素。本研究搭建了以液氦为冷源的低温温度计全自动标定系统，通过温控仪和Python/QT编写了上位机控制程序，对标定过程中所遇到的控温性能问题进行研究。提出一种基于模型预测控制和PID结合的控温策略，通过计算机仿真进行参数优化与实验测试的方法，对PID控温和模型预测控制控温进行实验验证。结果表明，采用模型预测控制后，温度超调量仅为PID模式下的45.42%,稳态调节时间缩短为PID下的23.61%。该控制方法能够显著提高低温系统的控温性能。     

采用低温面源黑体实现红外系统宽动态范围定标

针对大口径地基红外辐射测量系统在辐射定标时存在定标时间长、成本高和设备机动性差等缺点,提出一种仅采用低温面源黑体实现红外系统宽动态范围定标的方法.首先对红外系统中的衰减片进行标校,测量其实际透过率并计算其辐射量;然后采用低温面源黑体在两个积分时间下分别进行辐射定标,根据定标结果解算系统响应率、杂散辐射和探测器自身偏置;结合标校获得的衰减片特性对低温定标结果进行外推,即可获得宽动态范围定标结果.为验证该定标方法有效性,分别采用该方法和通用的高温黑体加大口径平行光管定标法,对Φ600mm红外系统进行宽动态范围辐射定标实验.实验结果表明:本文方法的宽动态范围定标误差小于10.25%,能够满足该系统的辐射定标精度要求.该方法只需要一个低温黑体即可实现红外系统的外场宽动态范围辐射定标,操作简单、实时性强,具有一定的应用价值.     

碳电阻温度计经验公式的选用比较

碳电阻温度计是低温温度测量的常用温度计之一。在碳电阻温度计标定过程中 ,经验公式的选用对碳电阻温度计标定曲线的正确性有着重大的影响。文中针对这一问题 ,同时结合对现有几十个碳电阻温度计的标定实验 ,得到了碳电阻温度计经验公式的选用受碳电阻温度计本身的材料和其所处的温区等因素制约的结论。     

薄膜Pt电阻温度计的标定及低温磁阻

本对薄膜铂电阻温度计一４．５Ｋ－２５０Ｋ温区及０－５Ｔ纵向磁场下的进行标定，并对其在Ｔ〈５０Ｋ的磁阻效应进行了讨论。实验曲线细致光滑，实验数据表明它在低温下仍有一定测温灵敏度，如在１０Ｋ时每度仍有十几微伏的变化。     

低温温度计标定装置的研制

国家大科学工程 HT- 7U托卡马克 (Tokamak)是一个全超导核聚变实验装置。装置主机由1 6个纵场 (TF)超导线圈和 1 2个极向场 (PF)超导线圈组成 ,分别采用 4.2 K和 3 .8K超临界氦迫流冷却。选用新型低温温度计 Cernox测量超导线圈系统的温度。文中介绍低温温度计标定装置的研制和温度计 Cernox的标定结果。     

地基红外辐射测量系统联合辐射定标法

基于红外标准星和内部黑体标定源的联合辐射定标法可提高空间目标的红外辐射测量精度。黑体标定源位于红外辐射测量系统内部,用于定标光学系统响应率。依据大气消光模型,采用天文孔径测光法,通过观测不同仰角处的多颗具有较高光谱分辨率的红外标准星得到大气消光和系统透过率系数。700mm口径地基中波红外辐射测量系统验证性实验的结果表明,在恒星图像曝光充分的情况下,联合辐射定标法的恒星辐照度反演误差优于11%。联合辐射定标法操作简单、成本低,可随时对测量设备进行现场标校。     

一种快速的实用低温温度计定标方法

一种快速的实用低温温度计定标方法王长顺，邹义夫，郭加平，余保龙（河南大学物理系开封４７５００１）低温物理实验是近代物理学的重要课题，作为低温实验技术的基础实验，我们开设了实用低温温度计定标实验．在教学中，我们改进了低温均温体，利用快速的测量技术，使实...     

温标

温度是热学中最重要的概念之一.温度的概念是建立在热平衡的概念之上的.根据热力学第零定律,一切互为热平衡的系统具有共同的温度.因此,任一个与待测系统达到热平衡的系统都可做为温度计.温度的数值表示法叫做温标. 在历史上,温标的建立可分为三个阶段:即经验温标、理论温标、实用温标、现将温标的建立过程,做一简单的介绍. 一　经验温标 温度计总是一个具体的系统.测温时使用的温度计不同温标的特点也不同.温标的特点决定于:测量物质的测温属性、定标点和分度法,叫做温标的三要素.测温属性随温度的变化关系是人为规定的.步骤是先取定标点,…     

Calibration of a Gardon Sensor in a High-Temperature High Heat Flux Stagnation Facility

A calibration methodology developed for custom-made heat flux sensors used for the investigation of hydrothermal spallation drilling is presented. An air jet stagnation convection calibration system allowing independent control of jet velocity and temperature, cooling water flow and temperature, stand off distance, and nozzle diameter was built. A thermopile device was used as reference heat flux sensor. Air jets with velocities up to 400 m/s, exit temperatures of 760°C, and heat fluxes up to 0.6 MW/m² can be reached. The standard deviation of a reference heat flux measurement is below 2%, and overall uncertainty achieved is less than 5.5%.     

Hall传感器的标定装置及相关标定实验研究

Hall传感器是加速器磁铁磁场测量必不可少的工具之一。为保证Hall传感器能够完成高精度的测量,在实际使用过程中,需要对其进行周期性标定。除此以外,当前加速器磁体的测试任务对Hall传感器的测量范围及工作温度提出了新的需求,因此建立一套标准的大跨度磁场及温度范围的Hall传感器标定系统具有非常重要的现实意义。基于此,搭建了一套完整的高精度Hall传感器标定系统并着重论述了其中的数据采集部分。目前基于该系统开展了一系列0~2.0 T磁场区(HHP-NP、HPCS、DTM151、HE244T等Hall传感器)下的标定尝试,标定曲线采用线性、多项式等不同方式拟合,结果表明拟合结果良好,线性偏离程度(测试结果线性偏离程度越小,精度越好)最优情况下好于0.01%。     

Landsat 8 TIRS热红外光谱数据定标准确性的分析

Landsat系列卫星的热红外数据一直是获取地球表面温度的重要数据源,而新一代Landsat 8卫星的TIRS热红外传感器数据进一步延续了这一重要使命。但该卫星发射以来,其热红外传感器的定标参数不断发生变化,致使美国地质调查局(USGS)不得不在2014年2月对所有已获取的Landsat 8卫星数据进行重新处理。为了考察新处理数据的定标准确性,利用定标精度很高的Landsat 7 ETM+的3幅热红外影像来对同日过空的Landsat 8 TIRS热红外影像进行对比, 以查明TIRS热红外数据的定标准确性。结果表明,尽管Landsat 8 TIRS与Landsat 7 ETM+的热红外光谱数据很接近,但是,二者之间也存在着差别。与ETM+6波段反演的大气顶部温度相比,TIRS 10波段表现为高估,幅度最大为1.37 K,而TIRS 11波段则表现为低估,幅度可达-3 K。可见,Landsat 8 TIRS热红外光谱数据的定标参数精度仍不稳定,且以TIRS 11波段表现得更明显。进一步分析发现,TIRS数据的误差会随着地表植被和裸土覆盖比例的不同而发生变化。表现在TIRS 10波段的高估会随着植被比例的下降而加大,而TIRS 11波段的低估则会随着植被比例的下降而减少。因此,虽然USGS提倡用TIRS 10单波段来反演温度,但TIRS 10波段在低植被高裸土区的反演精度却远不及TIRS 11波段,所以在低植被高裸土区可能不宜一味地采用TIRS10波段,在没有把握的情况下,在低植被覆盖区也可尝试采用TIRS 10和11波段温度的均值,它可将误差缩小在<0.5 K范围以内。     

基于FBG的液压系统中流量/压力/温度同时测量技术

针对传统液压系统检测中存在的传感器功能单一、体积较大、测量精度不高等问题,提出一种光纤光栅复合传感器.该传感器以一体化的靶片式流量传感结构为基础,融合光纤光栅压力和温度传感器,可以实现对液压系统流量、压力和温度的同时测量.在对各参数传感模型理论分析的基础上,对传感器的结构进行设计,并制作了传感器实物.利用液压综合试验系统等设备对传感器进行了性能测试和参数标定,得到其流量灵敏度为0.049L/s,压力灵敏度为28.4pm/Mpa,温度灵敏度为14.9pm/℃,验证了传感器设计的合理性.同时,传感器的温度测量功能可在流量和压力测量中作为参考,克服温度的交叉敏感效应,提高传感器的环境适应能力.     

基于光谱响应差异的HJ-1B热红外通道星上定标系数验证

HJ-1B卫星热红外通道自发射以来共进行了7次星上黑体定标,然而针对星上定标系数的验证工作开展较少。通过半高宽法、矩方法和查找表法计算得到2009年9月14日星上定标系数。以具有较高定标精度的MODIS为参考源,基于MODIS第31,32通道和HJ-1B热红外通道的光谱响应特性,改进对应热红外通道的光谱匹配算法,建立两传感器表观辐亮度的匹配关系,进而通过Planck公式计算出HJ-1B热红外通道的等效水表亮温,通过与HJ-1B热红外通道基于星上定标系数得到的反演水表亮温进行比较,实现对星上定标系数的验证。以光谱响应差异计算的等效亮温值为285.97 K,半高宽法、矩方法和查找表法星上定标系数反演亮温值分别为288.77,274.52和285.97 K。结果显示,半高宽法、矩方法和查找表法星上定标系数反演亮温与光谱响应差异计算的等效亮温偏差分别为2.8,-11.46和0.02 K。结果表明,HJ-1B热红外通道星上定标方法中以查找表法星上定标系数计算结果精度较高。同时证明了基于光谱响应差异的HJ-1B热红外通道星上定标系数验证方法有效可行。     

Measurement performance of an optical CCD-based pyrometer system

The measurement performance of a CCD-based pyrometer system using a three-color method was evaluated for scientific and engineering metrology. The relationships between the system parameters (exposure time and sensor gain) and the intensity measurements in an integrating sphere experiment were determined for a specific CCD sensor. The pyrometer system uses the three-color method based on the intensity ratio without geometry calibrations. The field measurement characteristics and the effectiveness of coupling the three-color channels were investigated in terms of the temperature measurement uniformity, temperature sensitivity and temperature range of the pyrometer system in standard blackbody tests. The results showed that the temperature non-uniformity is not proportional to the intensity non-uniformity and is in the range of 0.13-2.14%. The relative temperature sensitivities of intensity ratios for different channel combinations are different, which may provide a way to improve the measurement results. The temperature range bandwidth for object with a non-uniform temperature distribution varies from 190 to 270 K for this specific CCD-based pyrometer. The performance evaluation conclusions for the system with this specific CCD sensor are general and applicable for pyrometer systems using other CCD sensors.     

基于虚拟仪器及PXI技术的传感器标定

为了借助虚拟仪器技术实现对叶轮机械各种测试技术的集成,本文将虚拟仪器及PXI技术运用于传感器的标定中。文中阐述了基于虚拟仪器及PXI技术的传感器静态特性标定系统的结构、标定方法、数据处理以及被标定传感器的静态特性指标,并与传统仪器组成的标定系统进行了比较。结果表明,基于虚拟仪器及PXI技术的传感器静态特性标定系统,比用其它手段更精确、快捷和方便,为虚拟仪器在叶轮机械试验测试中的进一步应用打下了基础。     

Nasicon sensor for NO detection in the automotive exhaust

Development of a sensor where both electrodes are exposed to the same gas offers simple design with no need for a separate reference gas with a complicated sealing system. Such sensors are still in research stage. The NASICON electrolyte, which has high ionic conductivity at the temperature of the exhaust gas mixture, allows such sensors to work without a heater, making a simple and miniaturised construction technique. Using two asymmetric electrodes, where each electrode has a different catalytic activity at a given temperature, can result in anemf, which is a function of partial pressure of NO. A NASICON sensor with SmFeO₃ as a sensing electrode and Au as an oxygen electrode was calibrated as a NO sensor and tested in oxidising atmosphere in simulated exhaust gases. The sensor responded quickly with reproducibleemf values. Paper presented at the 9th EuroConference on Ionics, Ixia, Rhodes, Greece, Sept. 15 – 21, 2002.     

精密角度传感器及其标定技术的研究

介绍了精密角度传感器和不使用任何精密参考仪器的角度传感器的自标定方法。采用补偿技术制作了一对角度传感器,可以克服光源热漂移带来的影响,并进行了标定。两个角度传感器的测量范围为180″,分辨率分别为0．003″,0．004″。平均灵敏度标定的重复性误差为0．015％,线性误差的标定重复性误差为0．015″。     

铑铁电阻温度计低温性能测试

针对一种商用铑铁电阻温度计进行了低温下的工作性能研究。对传感器进行了常温和液氮温度下的两点校正,校正结果验证了厂商提供的电阻温度拟合关系式。另外,还对该铑铁传感器连续进行了三次热循环实验。实验前,传感器的液氮温度稳定性优于20mK,而在实验后其温度稳定性优于30mK,满足工程应用的要求。所有实验结果表明,该铑铁电阻温度计性能可靠稳定,为其在超导磁体系统中的进一步应用提供了基础。