激光制造中双光谱测温法发射率的补偿优化
激光干涉仪温度补偿公式
激光干涉仪温度补偿公式英文回答：Laser interferometers are widely used in various fields for precision measurements. However, the accuracy of these measurements can be affected by temperature variations. To compensate for temperature effects, a temperature compensation formula is used in laser interferometers.The temperature compensation formula takes into account the thermal expansion coefficient of the material used in the interferometer and the change in length due to temperature variations. The formula is typically derived from the linear expansion equation:ΔL = αLΔT.Where ΔL is the change in length, α is the thermal expansion coefficient, L is the original length, and ΔT is the change in temperature. This equation describes how thelength of an object changes with temperature.In laser interferometers, the temperature compensation formula is used to calculate the change in length due to temperature variations and adjust the measurement accordingly. This ensures that the measurement is accurate even when the temperature changes.For example, let's say we are using a laser interferometer to measure the length of a metal rod. The interferometer is made of steel, which has a thermal expansion coefficient of 12 x 10^-6 per °C. If the temperature increases by 10 °C, the formula would be:ΔL = (12 x 10^-6) x L x 10。
发射率修正
Fluke Corporation 热像仪可望可及，问题点即拍即得更多热像仪信息请参考： http://www .fluke. com. cn / theory – Emissivity – 20080911 发 射 率 修 正发射率是影响红外温度检测精度的重要参数之一，因各目标 表面性质不尽相同，故发射率会有很大差别；若不能准确设置发射率，则会造成测量误差，本章讲述的是如何修正发射率，满足客户精确测量的需求。
热像仪原理 — 发射率什么是发射率？发射率是指物体表面辐射出的能量与相同温度的黑体辐射能量的比率。
（黑体是一种理想化的辐射体，可辐射出所有的能量，其表面的发射率为1.00）各种物质的发射率是由物体的本身材质所决定，相同的温度下，物质不同，向外辐射的能量也会不同。
例如下图，电工绝缘胶带贴在不锈钢杯的表面，将红外热像仪的发射率设为胶带的发射率（0.93），同时使用接触式热电偶测量温度，可以看到绝缘胶带处温度与接触式测温一致，而不锈钢杯表面与胶带的发射率不同，故温度显示有较大差别。
影响发射率的因素有哪些？我们将检测的目标分为非金属和金属材料两大部分，大多数非金属材料（如塑料、油漆、皮革、纸张等）发射 率可设置为0.95，相同材质、不同颜色的目标其发射率非常接近，误差通常不超过测量精度范围；部分表面光 亮的非金属材料发射率较低（如瓷砖、玻璃等），这些材料需要参考后页内容进行发射率确认。
金属材料的发射率会受到下列因素的影响：材料 不同材料的发射率不同，如铜的发射率一般来说比铝高。
表面光洁度 通常表面粗糙的材料发射率比光洁表面高。
表面颜色 以黑色为代表的深色系表面发射率比浅色系高。
表面形状 表面有凹陷、夹角或不平整规则的部位比平整的部位发射率高， 如通常我们在检测模具加热时会 发现温度有偏高的部位，但实际上该模具温度是均匀的，偏高的位置往往是表面不规则的部分。
发射率确定方法 – 查表法查阅发射率表确定相应材料的发射率。
光电子成像技术在表面质量检测中的温度补偿方法
光电子成像技术在表面质量检测中的温度补偿方法摘要：表面质量检测是现代工业中非常重要的一个环节，而光电子成像技术作为一种高精度的检测方法，在表面质量检测中有着广泛的应用。
然而，由于温度的影响，光电子成像技术在表面质量检测中容易出现误差。
为了提高检测结果的准确性，需要采用相应的温度补偿方法。
本文将介绍光电子成像技术在表面质量检测中的温度补偿方法，并对其进行分析和探讨。
1. 引言表面质量检测是制造业中重要的一环，对产品质量的控制和评估具有关键意义。
光电子成像技术通过感光元件记录物体的光学图像，利用图像处理算法对物体进行分析和评估。
然而，温度的变化会影响光电子成像技术的准确性，因此需要采取温度补偿方法来提高表面质量检测结果的准确性。
2. 温度对光电子成像技术的影响温度的变化会引起光电子成像技术中各个组件的物理性能发生变化，从而影响成像结果。
具体而言，温度的变化会导致感光元件的灵敏度、噪声水平和动态范围发生变化，进而影响成像的准确性。
此外，温度变化还会引起光源的颜色温度和光强度的变化，影响成像的色彩还原和对比度。
3. 温度补偿方法为了提高光电子成像技术在表面质量检测中的准确性，可以采用如下的温度补偿方法：a. 硬件补偿：通过在光电子成像系统中添加温度传感器，实时监测温度变化，然后根据温度变化来调整感光元件的参数或者光源的参数，实现对温度变化的补偿。
比如，可以通过调整感光元件的增益和曝光时间来补偿感光元件的灵敏度变化。
此外，也可以通过控制光源的颜色温度和光强度来补偿光源在不同温度下的变化。
b. 软件补偿：通过在图像处理算法中引入温度相关的参数，根据实际的温度来调整图像的处理过程，实现对温度变化的补偿。
例如，可以通过改变图像的白平衡和对比度来调节颜色温度的变化和对比度的变化。
此外，还可以通过实时监测温度变化，建立温度补偿模型，根据模型来对图像进行温度补偿。
c. 综合补偿：将硬件补偿和软件补偿相结合，综合利用硬件和软件的手段来实现对温度变化的补偿。
激光回馈双折射测量系统稳定性能优化
激光回馈双折射测量系统稳定性能优化摘要：1/4波片通常由方解石、石英晶体这些双折射晶体制成，常用于光学系统当中，用来改变光的偏振态，它可以把线偏振态的光变为椭圆偏振态，亦可将椭圆偏振光变为线偏振光。
目前，对1/4波片相位延迟量的测量方法有很多，常见的有移相法、椭偏测量法、频率分裂法等，移相法需要借助高精度的标准波片进行相位补偿。
椭偏测量法受到波长的限制，只能测量一定波长范围内的相位延迟。
频率分裂法是测量波片的国家标准，使用该方法进行测量，被测元件需要镀上相应的增透膜，适合用来作为校准装置，无法进行在线测量。
基于此，本文章对激光回馈双折射测量系统稳定性能优化进行探讨，以供相关从业人员参考。
关键词：激光回馈；双折射测量系统；稳定性能；优化引言由于激光反馈系统具有一个简单、紧凑、易于修理和成本低廉的系统的优点，已作出努力将其应用于仪器的精确测量。
经过几十年的发展，激光反馈测量领域扩大到速度、位移、绝对距离物理检测等。
21世纪，激光反馈效应逐渐在生物检测和医学领域出现。
一、激光回馈激光反馈也称为激光自混合干涉，是指激光发射的光由腔外物体反射或散射，并将部分光返回到激光共振腔，从而对功率、频率、偏振等的物理量产生调制效果。
你的激光。
在各向异性反馈腔中，可以通过解调发光强度和偏振态信息来实现双折射测量。
为了提高测量的稳定性，系统采用稳定频率技术，使激光器保持单模输出状态，提高激光器抗干扰的能力。
使用优化系统对TGG刀片和晶体进行测量表明，该系统非常精确可靠，对于检测和应用双折射部件的生产十分重要。
二、双折射测量系统的发展现状双折射测量系统以激光反馈效应为基础，即激光输出光从外部反射到激光内腔，干扰激光内腔的光束，引起光强变化。
从传统的激光反馈理论模型中，研究人员得出结论，反射器波长一半的位移是光强变化周期，为激光反馈技术在测量速度、形状、角度、位移等领域的应用提供了理论基础。
刀片作为光学系统的一个重要组成部分，广泛应用于通信技术、医疗技术和军事研究等许多领域，其处理和偏振测量精度必须达到高生产标准。
有效亮度温度测量中发射率影响的修正
有效亮度温度测量中发射率影响的修正原遵东;邢波;柏成玉;傅承玉;陈桂生【期刊名称】《计量学报》【年(卷),期】2014(000)006【摘要】经典的短波高温修正模型不适用于中长波红外温度计的发射率修正和不确定度评定。
采用有效亮度温度概念，得到了对于温度范围和测温波长具有广泛适用性的发射率影响模型以及具有简明物理含义的微差近似形式，包含了经典亮度温度理论中的发射率影响修正和环境辐射误差修正。
定量分析了经典的短波高温修正模型的误差。
针对黑体辐射源的不同溯源方法，讨论了辐射温度计校准中的发射率影响修正方法，并给出修正实例。
所用方法可用于辐射测温应用、辐射温度计校准和黑体辐射源校准中的发射率和环境影响修正以及辐射源发射率不确定度对校准结果不确定度贡献的计算。
【总页数】5页(P578-582)【作者】原遵东;邢波;柏成玉;傅承玉;陈桂生【作者单位】中国计量科学研究院，北京100029;中国计量科学研究院，北京100029;中国计量科学研究院，北京100029;湖北省计量测试技术研究院，湖北武汉430223;中国测试技术研究院，四川成都610021【正文语种】中文【中图分类】TB942【相关文献】1.动态发射率与辐射亮度同时测量实验中的时间精确同步技术 [J], 刘盛刚;李加波;李俊;薛桃;王翔;翁继东;李泽仁2.金属冲击温度测量中金属/窗口界面表观光谱辐亮度的再研究 [J], 汤文辉3.黑体辐射源发射率偏离1亮度温度溯源到比色温度的影响 [J], 龚宝妹; 郑伟; 朱欣赟; 邹冰妍4.动态发射率与辐射亮度同时测量实验中的时间精确同步技术探讨 [J], 张昆5.基于蒙特卡洛腔体有效发射率校正的钢包温度测量 [J], 刘军;刘郁聪;次英;方江雄;侯庆明;雷进杰;杨凤因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
发射率修正方法
应尽量使喷漆面均匀，而且薄（但要覆盖住被测目标表面），同时要给客户说明， 喷涂后的目标可能无法擦拭干净；建议使用者喷涂 3 分钟后，再进行测试。
发射率确定方法 – 涂抹法 用水性白板笔（已知发射率）均匀的涂抹在被测物体表面，然后通过调整红外热 像仪发射率，直到没有涂抹的表面温度与涂抹表面温度相同或接近，此时的发射 率即为目标物体正确发射率表确定相应材料的发射率。 查阅方法 1 查看 发射率值； 2 进入 SmartView 软件→帮助→内容→目录→双击”测得准确的温度”→发射 率表； 3 查询 Ti40,Ti45,Ti50,Ti55 光盘内产品手册附录 C 发射率值。 注意事项 此方法仅供参考，帮助大致判断该材料发射率的可能范围，但不建议在需要精确 测温的场合下使用。
发射率确定方法 – 绝缘胶带法 将一块绝缘胶带（已知发射率）贴于被测物体表面，通过调整红外热像仪发射率， 使被测材料表面的温度与贴有绝缘胶带表面温度相同或接近，此时的发射率即为 被测材料物体正确的发射率。
操作方法
贴绝缘胶布（建议使用 3M 电气绝缘胶带，牌号 1712，黑色），发射率：0.93 适用场合 此种方法适用于被测目标相对比较大，温度较低（小于 80℃），要求测试后不 改变原目标表面状况的 场合，例如各种散热模块，光洁芯片（较大）表面，金 属表面等。 注意事项 应尽量使胶带与被测目标的表面接触紧密，没有气泡或褶皱等现象，需要预留 5 分钟以上时间，使被测目标表面与胶带充分达到热平衡状态。
影响发射率的因素有哪些？ 我们将检测的目标分为非金属和金属材料两大部分，大多数非金属材料（如塑料、 油漆、皮革、纸张等）发射率可设置为 0.95，相同材质、不同颜色的目标其发 射率非常接近，误差通常不超过测量精度范围；部分表面光亮的非金属材料发射 率较低（如瓷砖、玻璃等），这些材料需要参考后页内容进行发射率确认。 金属材料的发射率会受到下列因素的影响： 材料：不同材料的发射率不同，如铜的发射率一般来说比铝高。 表面光洁度：通常表面粗糙的材料发射率比光洁表面高。 表面颜色：以黑色为代表的深色系表面发射率比浅色系高。 表面形状：表面有凹陷、夹角或不平整规则的部位比平整的部位发射率高， 如 通常我们在检测模具加热时会发现温度有偏高的部位，但实际上该模具温度是均 匀的，偏高的位置往往是表面不规则的部分。
如何调整红外测温仪发射率
如何调整红外测温仪发射率如何调整红外测温仪发射率红外线(IR)辐射红外线辐射无处不在而且永无休止，物体之间的温差越大，辐射现象就越明显。
真空可将太阳发出的红外线辐射能量通过9300 万英里的时空传送到地球，被我们吸收,为我们带温暖。
当我们站在商场的食品冷藏柜前时，我们身体发出的红外辐射热量被冷藏食品吸收，令我们感到非常凉爽。
这两个例子中辐射效果都非常的明显，我们可以明显感觉到其中的变化并感觉到它的存在。
当我们需要对红外辐射的效果进行量化时，我们就需要测量红外辐射的温度，此时就要用到红外测温仪。
材料不同，所表现的红外辐射特性也不同。
在使用红外测温仪读取温度之前，我们首先要了解红外辐射测量的基本原理和具体被测材料的红外辐射特性。
红外辐射率=吸收率+反射率+透射率无论何种红外辐射，一旦发出都将被吸收，,因此吸收率=发射率。
红外测温仪所读取的正是物体表面发出的红外辐射能量，红外辐射仪无法读取空气中散失的红外辐射能量，因此在实际测量工作中我们可以忽略透射率不计，这样我们就得到一个基本的红外辐射测量公式：红外辐射率=发射率-反射率反射率与发射率成反比，物体反射红外辐射的能力越强，其本身红外辐射的能力就越弱。
通常采用目测的方法可大致判断物体的反射率大小，新铜的反射率较高而发射率较低(0.07-0.2)，被氧化的铜的反射率较低而发射率较高(0.6-0.7)，因重度氧化而变黑的铜的反射率甚至更低，而发射率则相应会更高(0.88)。
绝大多数涂有油漆的表面发射率都非常高(0.9-0.95)，而反射率则可以忽略不计。
对于绝大多数红外测温仪来说，唯一需要设置的就是被测材料的额定发射率，该值通常预设为0.95，这对于测量有机材料或涂有油漆的表面就足够了。
通过调整测温仪发射率，可以补偿部分材料表面红外辐射能量不足的问题，尤其是金属材料。
只有被测物体表面附近存在并反射高温红外辐射源时才需要考虑反射率对。
线激光扫描温度补偿
线激光扫描温度补偿介绍线激光扫描技术是一种常用于测量物体表面形状和轮廓的方法。
然而，在实际应用中，温度变化会对线激光扫描结果产生影响，导致测量误差。
为了解决这个问题，可以使用温度补偿技术来消除温度对线激光扫描的影响。
温度对线激光扫描的影响温度变化会导致材料的热胀冷缩，从而改变物体的尺寸和形状。
在线激光扫描中，激光束照射在物体表面，通过测量激光反射的时间和角度来计算物体的形状和轮廓。
然而，由于温度变化引起的形状和尺寸变化，会导致扫描结果的误差。
温度补偿原理温度补偿技术通过测量环境温度和物体温度，将温度信息纳入到线激光扫描的计算中，从而对扫描结果进行补偿。
具体来说，温度补偿技术可以分为以下几个步骤：1.温度测量：使用温度传感器或红外测温仪等设备对环境温度和物体温度进行测量。
2.数据采集：将温度测量结果与线激光扫描的数据进行关联，建立温度与扫描数据的对应关系。
3.温度补偿算法：根据温度与扫描数据的对应关系，设计合适的算法来对扫描数据进行补偿。
常用的算法包括线性插值、多项式拟合等。
4.温度补偿校正：将补偿后的扫描数据与实际物体进行对比，进行校正和调整，以提高测量精度。
温度补偿的应用温度补偿技术在许多领域都有广泛的应用。
以下是一些常见的应用场景：1.工业制造：在线激光扫描测量中，温度补偿可以提高产品的精度和一致性，减少生产过程中的测量误差，提高生产效率。
2.三维重建：在建筑、文物保护等领域，温度补偿可以提高三维重建的准确性和稳定性，保证测量结果的可靠性。
3.医学影像：在医学影像中，温度补偿可以提高医学影像的质量和准确性，为医生提供更准确的诊断结果。
温度补偿的挑战与展望尽管温度补偿技术在许多领域都有广泛的应用，但仍然面临一些挑战。
1.精度要求：温度补偿技术需要高精度的温度测量和扫描数据采集，以及准确的补偿算法，以满足不同应用场景的精度要求。
2.复杂性：温度补偿涉及多个环节和算法，需要综合考虑各种因素，如温度传感器的选型、数据采集的准确性等，增加了系统的复杂性。
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（） ２
测量 中光 谱探 测器 检测 到光 谱信 号 主要 由 ４ 部 分组成 Ⅲ 个
Ｍ ｍ（ ）一 Ｍ ｅ ）＋ Ｍ （ （ ｆ ）＋ Ｍ ｒ（ ）＋ Ｍ ｓ ） （ （ ） ４
式 中 ： （） Ｍ 为光谱 探测 器探 测 到 的光 谱 强度 ； （） 目标 发射 的光谱 ； （ ） 目标反 射 周 围 辐射 的光谱 ； Ｍｅ 为 Ｍ 为
Ｍ ） 环境 及 目标本 身对 目标 发 射光谱 的反射 ； （） 源于 大气 的散 射及 吸收 （ 、 Ｏ 及 粉尘颗 粒 等） （ 为 Ｍ 来 水 Ｃ 。
法 测 温 进 行 精 度 比较 ， 实 与 比色 法 相 比该 方 法 的误 差 显 著 减少 。通 过 对 数 处 理 的 误 差 做 定 量 分 析 ， 出 其 证 得
误 差 在 １ ～２ ３ ５℃之 间 。
关 键 词 ： 激 光技 术 ； 高 温测 量 ； 发 射 率 模 型 ； 普 朗 克 公 式
摘
要 ： 为 进 一 步 提 高 温 度 测 量 精 度 ， 激 光 照 射 下 普 通 钢 的熔 池 为 研 究 对 象 ， 过 对 发 射 率 模 型 的 合 以 通
理 假 设 ， 现 了双 光谱 测 温 系 统 的 补 偿 优 化 。测 量 结 果 显 示 ， 对 普 通 钢 的 温 度 测 量 时 ， 射 率 采 用 指 数 模 型 实 针 发 可 以取 得 很 好 的 测 量 效 果 ， 量 误 差 在 ４ 以 内 。同 时 ， 同 一种 测 量 条 件 下 将 优 化后 的 测 温 法 与 传 统 的 比 色 测 在
激 光 制造 中双 光谱 测 温 法发 射 率 的 补偿 优 化
姚建华 ， 苗建民 ， 戴连奎。 叶诗豪 ，
（．浙 江 工 业 大 学 特 种装 备 制造 与 先进 加 工技 术 教 育 部 ／ 江 省 重 点 实 验 室 ， 州 ３ ０ １ ； １ 浙 杭 １ ０ ４
２ ．浙 江 工 业 大 学 激 光 加 工 技 术 工 程 研 究 中心 ，杭 州 ３ ０ １ ； ３ １０ ４ ．浙 江 大 学 工 业 控 制 技 术 国家 重 点 实 验 室 ，杭州 ３ ０ ２ ） １ ０ ７
着各 种 测量 方法 的改 进和 软件 的完 善 ， 其测 量误 差也 越 来越 小ｎ 。光 谱 测 温仪 的误 差 主要 来 源 于测 温 方 法 中 ］
发 射率 的处 理 ， 目前 处理 方法 主要 有两 种 ， 一种 是假 定待 测 物体 为 灰 体 （ 物体 发 射率 为 定值 ） 另外 一 种 是 通过 ， 假 定发 射率模 型 ， 而后 采 用多个 通 道光 谱信 号求 得模 型 系数 。后 一 种 处理 方 法 以其 较 强 的适 用性 得 到 了更 多 关 注 。本文 介绍 了传 统 比色 法测 温 的原 理及 误 差来 源 ， 结 合多光 谱 测温 的思 想 ， 并 对原 始 双光束 测 温结果 进 行误 差 补偿 改进 ， 然后 将 新 的测量 方法 与原 始方 法进 行误 差 比较 ， 并对误 差来 源进 行 了定量 分 析 。
到 非接 触式 测温 ， 而光谱 测温 以其 独特 的优 势在 非接 触 测 温 中得 到越 来越 多 的认 可 。光谱 测 温仪 作 为 温 度遥 测 设备 ， 已被应 用 于生产 实践 中 ， 而且 使用 数量 日趋 增 加 。它 主要 由光 电探测 系统 以及 数 据 处理 系 统 组成 ， 随
×１ 。 为第一 辐 射常数 ； ｚ － ｃ ｋ （ ＿ ３ ９ ． ０ ９ ×１ 为 第 二 辐射 常 数 。其 中 ， 普 朗 克 常量 ， ０， Ｃ ￣ ｈ ／ ＝ １ ４ ８７ ±０ ０ ０１ ） ０ ， ｈ为 ｃ
为真 空 中光速 ， 玻耳 兹曼 常数 。对 于一 般物 体 ， ｋ为 由于 发射 率 的干扰 ， （ ） 写为 式 １可 Ｍ （ ， ）一 ￡ Ｔ Ｃ ｅ ｐ Ｃ ／ Ｔ） — ］ Ｔ （ ， ） 一［ ｘ （ ２２ — １ 一 式 中 ：（ Ｔ 为 物体 发射 率 。 ｅ ， ） 在实 际测 量 中 ， 当 Ｔ ｌ 即 可用维 恩 公式代 替 普 朗克公 式 《 ，
中 图 分 类 号 ： ０４ ６ ３ 文献标志码 ： Ａ ｄ ｉ１ ． ７ ８ ＨＰ Ｐ ２ １ ２ １ ． ２ ７ ｏ ：０ ３ ８ ／ Ｌ Ｂ ０ １ ３ ２ ３ ８
目前 ， 高温 的 主要测 温方 式仍 然是 接触 式 测温 ， 但这 种方 法无 法在 恶 劣环境 下 （ 如腐蚀 、 毒等 ） 量 ， 剧 测 也无 法 对高 温及 超高 温 物体进 行 测量 ， 而且 接触 式 测温损 耗 大 ， 应不 灵 敏 。基 于上 述 原 因 ， 们 逐 渐将 眼光 转移 反 人
ｌ 光 谱 测 量 原 理
光 谱测 温 的原理建 立 在描 述物 体表 面发 出的光谱 与表 面 温度及 光谱 波 长间关 系 的普 朗克公 式上
Ｍ （ Ｔ）＝ Ｃ ｅ ｐ Ｃ ／ Ｔ） —１一 ， １一［ ｘ （ ２ — － ］ （） １ 式 中 ： ， 为温 度 丁时物体 的光 谱辐 射度 ； Ｍ（ 丁） Ｔ为物 体表 面温 度 ； 为 波 长 ； ｎ ｃ 一（ ． ４ ± ０ ０ ０３ Ｃ 一２ ｈ 。 ３ ７ １５ ． ０ ）
第 ２ 卷第 １ ３ ２期 ２１ ０ １年 １ ２月
强 激 光 与 粒 子 束
Ｈ Ｉ Ｈ ＰＯ Ｗ ＥＲ ＬＡ Ｓ Ｇ ＥＲ Ａ Ｎ Ｄ ＰＡ ＲＴ Ｉ ＣＬＥ ＢＥＡ Ｍ Ｓ
Ｖｏ ． ３ Ｉ ２ 。Ｎｏ １ ．２
Ｄ ｅ ．，２ Ｉ ｃ ０１
文 章 编 号 ： １ ０ － ３ ２ ２ １ ） ２３ ８ － ５ ０ １４ ２ （ ０ １ １ — ２ ７０