双波段比色测温技术的应用

影响辐射测温准确性的因素很多,其中周围环境干扰和物体发射率是主要影响因素,使用比色测温技术可以很大程度上减弱这两种影响。文中介绍比色测温技术的原理,详细说明在比色测温系统中双波段的选取问题,列举实际系统标定过程中出现的一些问题,结合理论知识对这些实际问题进行分析,通过误差分析得出影响实验的主要因素。实验结果表明,温度在600～1 000℃之间,拟合曲线法的最大误差为3.06%,温度越低噪声对实验精度影响越大,测温距离也是导致测量误差产生的主要因素。     

红外双色点测温的修正方法

简要介绍一种微处理器控制的红外点测温方法及系统结构,重点阐述双色测温Tc比色温度的修正方法,用计算机给出了一组多项式和指数方程的发射率仿真修正数据,从而实现物体温度的高精度检测.     

基于比色测温的非线性校正方法研究

针对比色测温曲线的非线性特性,采用非等距节点分段直线法作非线性校正,提出利用绝对误差的一阶导数的零点来判断最大误差的位置和大小,作为是否为分段节点的依据。将分段节点写入单片机程序,根据线性插值法计算出温度。结果表明,测量温度与实际的相对误差小于1%。     

非制冷红外焦平面阵列比色测温双波长的选择

非制冷红外焦平面阵列的工作波长一般为8～14 μm.通过添加特定波长的滤波片,可使非制冷红外焦平面阵列获得该波长的辐出度,从而利用比色测温的方法完成对工业产品在工业中低温范围内的精确测量.介绍了非制冷红外焦平面阵列比色测温的基本原理,详细讨论了在8～14 μm波长范围内选择最佳比色双波长组合的理论依据,用MATLAB仿真计算确定了工业中低温范围最佳双波长组合的选择原则.最后模拟(8.8 μm,10.6 μm)双波长组合的T- R(T)图像,模拟结果满足测温精度要求.     

双波段比色测温方法及其分析

通过对目前主要的几种红外测温原理的分析,指出了它们的局限性,并由此重点分析了双波段红外比色测温方法,讨论了双波段红外比色测温的灵敏度和测温适用范围.研究结果表明可充分利用双波段红外热像,确定景物场景的温度场,为双波段成像提供一定的理论基础.     

比色测温中外界环境误差的减小方法研究

基于比色测温原理,论述了对比色测温测量精度影响较大的外界环境因素。通过理论研究,提出从比色测温双波段采集到的信息中除掉外界环境干扰因素的思路,并通过对大量实验数据的处理分析,得出最佳的校正模型,提高了比色测温的测量精度。     

单波段红外测温方程的建立及其分析

讨论了在被测目标为非朗伯体和测量环境中存在独立辐射源的条件下,反向反射分布函数(BRDF)的引入和单波段红外测温方程的建立,并对此作了初步分析.     

用三片截止型玻璃滤光片实现比色测温

截止型玻璃滤光片具有光谱透射特性好，性能稳定，工作波长容易选择等特点。本文介绍了一种巧妙利用三片截止型玻璃滤光片实现比色辐射测温的方法。用该方法测温，具有灵敏度高，抗干扰能力强等特点     

双波段比色精确测温技术

非接触红外辐射测温具有响应速度快、准确、便捷等优势。为实现中低温(50~400℃)物体温度的精确测量,根据双波段比色测温原理,搭建了双波段比色测温试验系统。首先对试验系统所用的试验器件进行精确标定,得到拟合曲线,用多种插值算法对曲线进行校正。然后,用设定温度的面源黑体作为试验目标来进行试验温度数据采集。实验结果表明:搭建的双波段试验系统不需要知道目标发射率,也能较为精确地得到中低温物体的真实温度。当系统标定置信度为0.95 时,物体的标准偏差在3℃以内。验证了搭建测温系统的正确性,实验装置的搭建对中低温物体真实温度的精确测量具有重要的研究意义。     

智能比色测温系统

针对比色测温技术的输入与输出的非线性特性导致难以自动化的问题,设计了一种新颖的智能比色测温系统,介绍了该系统的测温原理及结构,提出利用查表法和对分搜索进行软件设计,采用插值计算来确定温度,从而实现两路输出电压向温度值的智能计算。它具有体积小、响应快等优点,且大大减小发射率变化带来的干扰,能够实时显示温度,保证了较高的测温精度。     

变谱法在红外热像仪测温中的应用

为提高单波段红外热像仪测温的准确性,根据红外热像仪测温的原理和计算公式,提出了红外热像仪测温的变谱法。该方法通过在有限的波段内对发射率和反射率进行线性化处理,采取在不同的波段下测量的方法,从而构造不同的测温方程,然后通过求解方程组得到物体的表面温度。对于朗伯体材料的测温,需要构造3个测温方程进行求解;对于灰体材料的测温,可以通过在两个波段下进行测温,然后用建立的方程进行迭代求解。该方法可以通过在红外热像仪前加设滤光片和用不同波段的热像仪进行测量这两种方法来进行技术实现。仿真结果表明,该方法可以较准确地测量物体的表面温度,误差很小,可以在无需知道被测物体表面发射率的情况下得到物体的表面温度,从而减少了红外测温中由于发射率测量不准造成的误差。     

基于反射温度补偿及入射温度补偿的红外测温影响分析

以红外辐射理论及红外热像仪测温原理为基础,为解决环境高温物体对红外测温的影响,提出反射温度补偿和入射温度补偿两种方法。分析了两种温度补偿方法的理论可行性和实际操作方案并具体进行实验测温对比。对4个硫化矿样本分别应用两种补偿方法同未经补偿的红外测温进行实验测温对比研究,分析结果显示:经过温度补偿后,相对误差明显小于未经补偿的红外测温,且反射温度补偿法较入射温度补偿法更为精确,验证了两种温度补偿方法的可用性及精确性。两种补偿方法在保证测量精度的同时拓宽了普通红外热像仪的应用范围,保证了硫化矿自燃红外预测数值精度。     

双波段比色测温技术及实验测试

温度是自然界最重要的物理量之一,在不知道被测目标发射率的情况下,为了精确测量中低温(50～400℃)物体的真实温度,建立了双波段比色测温的实验系统。首先,根据双波段比色测温法的实验原理选择合适的实验器件,并对实验器件进行校准,用工程软件进行离散数据的曲线拟合,即对实验器件进行标定。然后,在实验器件被标定的基础上进行实验测量,即用设定温度的面源黑体(50～400℃)作为被测目标来采集数据。最后,将实验数据的计算结果(即被测物的实验真温)与设定温度进行比较,找出误差存在的原因和提出改进方法。实验结果表明:此实验系统是完全可行的,且当实验系统的标定置信度为0.95时,物体的真实温精度误差为5℃。搭建的双波段实验系统能较为精确地测量中低温物体的真实温度。     

一种新型的双模式红外传感器热电元件温度测量方法

传统的红外温度测量传感器由热电元件和热敏电阻两种传感器构成,其中热电元件用于测量待测物体的目标温度,热敏电阻用于测量环境温度。本论文提出了一种新型的温度测量方法,通过使用单一的热电元件及其AD(analog-digital)模块和PMOS(positive channel metal oxide semiconductor)电路实现双模式的切换,在一个测量周期内实现红外传感器测温和环境温度补偿的作用。采用TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company)0.35μm CMOS(complementary metal oxide semiconductor)工艺制造红外传感器,对红外传感器进行温度校准后按照双模式切换方法进行测试和实验,经过温度补偿后温度测量平均误差小于0.01℃,极大地提高了测量精度和环境温度补偿精度,减小动态温度测量误差,同时简化了红外温度传感器的设计制造过程,具有很好的实用价值。     

A method for accurate temperature measurement using infrared thermal camera

The temperature distribution on a centre-holed thin foil of molybdenum, used as a sample and heated using a sample-heating holder for electron microscopy, was measured using an infrared thermal camera. The temperature on the heated foil area located near the heating stage of the heating holder is almost equal to the temperature on the heating stage. However, during the measurement of the temperature at the edge of the hole of the foil located farthest from the heating stage, a drop in temperature should be taken into consideration; however, so far, no method has been developed to locally measure the temperature distribution on the heated sample. In this study, a method for the accurate measurement of temperature distribution on heated samples for electron microscopy is discussed.     

一种加热炉炉管表面红外检测温度的修正方法

加热炉炉管表面温度检测的准确性直接关系到加热炉的运行状态和生产安全,利用红外热像仪测量炉管温度时易受到火焰和烟气、邻近炉管、炉墙辐射等因素的强烈干扰。为了实时准确获取炉管表面的真实温度,以某炼油厂加热炉为例,首先给出了炉管表面热红外检测温度的干扰分析,进而提出一种基于现场参数的实时温度校正模型,并结合该模型给出一套判别某厂加热炉炉管状态的专家规则,最后将这套软件应用于实际工程检验。研究结果表明,该方法有效实现了炉管表面的温度修正。     

基于FPGA的比色测温系统设计

文章在比色测温理论的基础上介绍了基于FPGA测温系统的板级和片上基本结构设计.该系统将比色测温的算法逻辑和图象采集控制等各模块在一块FPGA上实现,既保证了运算处理的实时性又减小了外围电路的复杂性.     

The influence of heat treatment and ambient atmosphere on the In-CdS junction photovoltage

Measurements of the conductivity, photoconductivity and photovoltage have been made on photoconducting cadmium sulphide crystals with evaporated indium contacts. Changes in the electrical properties of this system due to mild heat treatment are ascribed to changes in the contact resistance and the accompanied change in the effective value of the surface recombination velocity at the metal-photoconductor interface. A model is presented to account for the observed reversal in the sign of the photovoltage following heat treatment and to explain the sensitivity of the photovoltage to the ambient atmosphere.     

红外热像仪高精度测温标定技术

红外热像仪能够监测目标温度从而起到事故预警与位置确认、大规模人体表面温度筛查等作用。由于环境温度变化与红外辐射吸收产生的温度漂移现象,目前大部分测温红外热像仪需要采用黑体进行实时校正,但是基于黑体的红外热像仪架设场景固定,便携性差。针对以上问题提出了一种无黑体式红外热像仪测温标定和温度补偿技术,通过对红外测温原理进行推导,采用多黑体标定获得目标温度与辐射量的先验关系,针对探测器内部结构引起温度漂移,由牛顿冷却定律进行非线性建模实现实时温度补偿。通过实验验证,所提出的测温标定技术可将测温平均相对误差长时稳定保持在0.9%以内,相比于标定前平均相对误差有效降低64%,从而实现小型化红外热像仪便携、实时、稳定高精度测温。