多光谱测温

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测量爆炸火焰真温的多光谱温度计的研制

测量爆炸火焰真温的多光谱温度计的研制

型 爆 炸 的 火 焰 温 度 场 进 行 测 量 , 直 是 国 内 外学 者 关 注 的 问 一
题 。 因其爆炸 时间短 , 但 温度 变化剧 烈 , 量环境极 度恶 劣 测 等因素 , 型爆炸火焰真温 的测量是非常困难的 。 大 近 年 来 , 着 电子 产 业 的 发 展 ,已经 出 现 了一 些 测 量 爆 随
提 下 , 量 的是 物 体 的亮 温 , 法 测 量 物 体 真 温 。通 过 估 计 测 无
经数据处理得到物体 的温度 。 计算物体真温 和发射率应用二
次测 量 法 。
发射率的方法计算得出物体的真温,但 由于发射 率估计值 的 误差较大 , 物体 的真温的误差较大 。方法 2测量 的是 物体 的
的瞬 间 ,同 时 对棱 镜 分 光 后 的 多个 光 谱 带 下 的爆 炸 火 焰 辐 射 能 量 进 行 采 集 ,利 用 二 次 测 量 法 得 出 爆 炸 火 焰
的真温及发射率 。在光路 中采用 了光纤远传技术和光纤耦合技术 , 大程 度上解决 了仪 器核心部分 的防震、 极 防爆 、防 电磁 干扰 的 问题 。采 用 高 速 采集 和 多 级放 大解 决 了爆 炸 时 间短 、温 度 变 化 剧 烈 、 号 难 于 采 集 的 问 信 题 ,同时采用 无线 远传 的结构保证 了工作人员 的安全 。
如 果 多 个 波 长 温 度 计 有 个 通 道 ,则 第 i 通 道 的 输 出 个 信 号 可 以 表示 为


A .・ ( , )・ E T 2 … , ) ( ) ,, ” 1
在 19 9 9年应用棱镜分 光式 多光 谱温度计 成功地 测量 了固体
测 量 爆 炸 火 焰 真 温 的 多 光 谱 温 度 计 的 研 制

高速公路隧道专用多光谱移动火情检测系统的应用

高速公路隧道专用多光谱移动火情检测系统的应用

高速公路隧道专用多光谱移动火情检测系统的应用摘要:目前高速公路火灾探测报警系统主要产品的检测手段都是针对国标要求的固定火盆0.4㎡的汽油火在30s内报警的产物[1],此类产品不具备火灾早期侦测和移动火源探测的特征,并不满足现有隧道中真实火情的情况。

本文基于红外焦平面传感器技术,结合多光谱移动火情及火灾预警系统,分析高速公路隧道专用多光谱移动火情检测系统的原理和优点,经对比发现,基于0.7~14um的多光谱探测响应,对于火灾发生发展过程产生的的辐射、亮度等参数进行检测,稳定可靠,实现了火灾的极早期探测目的,大大提高了隧道火灾探测的快速响应性和维护使用方便性。

引言:高速公路隧道专用多光谱移动火情火灾检测系统主要由移动火灾火情探测器、火灾综合盘、声光报警器、火灾报警主机与火灾预警管控平台组成。

系统依托新一代0.7-14um多光谱火灾探测技术,实现快速远距的早期火灾探测,一旦发生早期火情,实时输出检测结果,即刻联动本地声光报警器,发出本地报警信号;同时检测结果经火灾报警主机传送至监控中心火灾预警平台,从而实现对隧道通风系统、隧道广播系统、隧道卷帘门系统、以及视频监测系统等子系统的联动处置功能。

从预警预测的角度提升隧道的火灾安全管控水平,使得隧道更安全、更畅通。

1、现状与需求分析1.1现状近年来,随着我国经济建设的快速发展,特长公路隧道及隧道群日益增多,隧道中发生火灾的可能性也随之增大,故如何预防火便成为隧道防灾减灾关键技术研究的重点问题之一,是公路隧道消防安全急需解决的重大课题。

由于不断增长的交通流量和路况改善以及运输物品的复杂性,增加了交通隧道的火灾风险,引发了不少严重的灾难性事故,尤其是火灾事故,它不仅严重威胁到人的生命和财产安全,而且对交通设施、人类的生产活动造成巨大的损坏。

图1 公路隧道火灾风险现状图示隧道作为高速公路的咽喉之地,一旦发生火灾,通常会造成巨大的经济损失和惨重的人员伤亡,其对社会造成的影响更是难以估量。

一种多光谱高温计无源温区的标定方法研究

一种多光谱高温计无源温区的标定方法研究
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根据韦恩位移定律 可知 ,多 光谱高 温计在 高温测 量 中,
通常采用 的光谱范 围为近 红外 偏可 见光 ,即 0 4 1 1f . ~ . m。 在此光谱范 围内, 利用表 1的验证方法对此标 定方法进行 可 行性验证 , 分别 对精度 为 3 ,1 和 3 的外 推范 围进行 并 ‰

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导数外推 , 计算得 出相对应 的温度值 。 l为 一0 6p 的 表 . t m 理论外推结果及误差 。
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M ut se ta y o tr up W l—p crl rmee tu i p o
M u t s e t l y o t r up t l —p c r r mee tu / i ap o V

种 多光谱 高温 计 无源 温 区 的标定 方 法研 究
孙 晓刚, 孙 岘 , 戴景 民

双波长比色测温法

双波长比色测温法

双波长比色测温法1.引言1.1 概述双波长比色测温法作为一种先进的测温技术,在工业、科学研究和医疗等领域被广泛应用。

它通过分析物体发射的辐射能量,利用不同波长的光信号来测量物体的温度。

相比传统的测温方法,双波长比色测温法具有高精度、高灵敏度、无接触等优势。

双波长比色测温法的原理是利用物体发射的辐射能量与其温度之间的关系。

根据普朗克黑体辐射定律,物体的辐射能量与其温度呈指数关系。

在双波长比色测温法中,使用两个不同波长的光信号作为输入,分别与被测物体的辐射能量进行比较。

通过测量两个波长之间的光强比值,可以确定物体的温度。

双波长比色测温法的应用非常广泛。

在工业领域,它可以用于高温炉的温度监测和控制,例如钢铁、电力等行业中的高温熔炼过程。

在科学研究中,双波长比色测温法可以应用于材料表面温度的非接触式测量,为研究者提供了一种非常方便和准确的工具。

在医疗领域,双波长比色测温法可用于人体体表温度的测量,特别在体温监测、热成像等方面有着重要的应用。

总之,双波长比色测温法作为一种先进的测温方法,具有高精度、高灵敏度和无接触等优势,被广泛应用于各个领域。

随着科学技术的不断进步,双波长比色测温法在未来有望进一步发展和完善,为测温领域带来更多的创新和突破。

1.2文章结构文章结构:本文将按照以下结构来介绍双波长比色测温法的原理和应用,并总结其优势,最后展望其未来的发展。

在引言部分(第1节),将对双波长比色测温法进行概述,介绍其基本原理和目的。

同时,也将呈现文章的整体结构,即第2节将详细阐述双波长比色测温法的原理,第3节将探讨其应用情况。

最后,第4节将通过总结对双波长比色测温法的优势进行归纳,并展望其未来的发展方向。

在正文部分(第2节),将着重介绍双波长比色测温法的原理。

将详细解释该方法的工作原理,以便读者更好地理解其基础知识。

将涵盖该方法所涉及的关键概念和公式,并且通过相关实例进行解释以增加可读性。

在正文的后半部分(第3节),将探讨双波长比色测温法的应用情况。

多光谱辐射测温装置及使用方法[发明专利]

多光谱辐射测温装置及使用方法[发明专利]

专利名称:多光谱辐射测温装置及使用方法专利类型:发明专利
发明人:戴景民,王振涛,陈杨,杨宗举,郑洪全申请号:CN202110463506.6
申请日:20210425
公开号:CN113237559B
公开日:
20220621
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明公开了一种多光谱辐射测温装置及使用方法,其中,装置包括:多光谱辐射采集模块和多光谱温度场重建模块,多光谱辐射采集模块包括控制单元、分光单元、红外热像仪,控制单元包括电机和频率计,用于根据频率计的示数控制电机转速,与红外热像仪拍摄速率同步;分光单元包括滤光片和调制盘,用于当电机带动调制盘转动时,使被测目标与调制盘相对运动,以切割被测目标的图像,再根据预设探测波段选取对应波长的滤光片,透射出被测目标在不同波长下的光束;红外热像仪用于将透射后的光束转化为数字图像序列;另一模块用于处理并分析数字图像序列得到被测目标的真温场。

该装置针对激光加热测温的实际需求,解决现有测温装置无法测量真温场的问题。

申请人:哈尔滨工业大学
地址:150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号
国籍:CN
代理机构:哈尔滨市阳光惠远知识产权代理有限公司
代理人:刘景祥
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多光谱辐射测温技术测量火工烟火药剂燃烧温度

多光谱辐射测温技术测量火工烟火药剂燃烧温度

引 言
瞬态 测 温 一直 是 测 试 技 术 f受 多 方 关 注 的一 个 分 支 。例 l
1 火工烟火药剂燃烧火焰辐射光谱分析
所有火焰 都 可以分 为两大 部分『 :发光火 焰 和透 明火 2 ] 焰, 发光火焰辐射连续 的光谱 ,而透明火焰只在一些特征谱
带 上 有 较 强 的辐 射 。 工 烟 火 药 剂 的燃 烧 火 焰 为 发光 火 焰 。 火 烟 火药 是 多 组 分 的 机 械混 合 物 , 一 种 非 均 匀 体 系 , 是 它 的 燃烧 不 同于 普 通 可燃 物或 均 质 火 药 ,它 有 自己 的 特征 。烟
定 ,为火 工 烟 火 药剂 燃 烧 输 出 特性 的研 究 奠 定 丫 基 础 。
关键词 多光谱辐射测温系统 ; 火工烟火药剂 ; 燃烧温度
中图 分类 号 : J 5. T 406 文 献标 识 码 : A D :1. 9 4ii n 10 —53 2 1 )82 6—3 OI 03 6 /.s . 0 00 9 (00 0—0 20 s
火 药的燃烧过程是一个复杂的传质、传热等物理及化学反应 过程 ,这个过程与烟火药的组成和燃烧条件有密切的关 系。
目前 , 主要采用 的是热电偶测温法测量火工烟火药剂 的 燃烧火焰温度 ,但 由于 烟火 药剂 的燃 烧是 高温 、高速 的过
程 , 加上 高 熔 点 热 电偶 材 料 难 以 寻求 以及 热 电 偶 测 温 反 应 再 时 间较 慢 _ , 致有 时 不 能 捕 捉 到 被 测 烟 火 药 剂 燃 烧 温 度 , 1 导 ]
emal i a yn0 1 13 tm - i z n ig 3@ 6 .o :lh
第8 期
测 试 通 道 的 没定 做好 了铺 垫 。

多光谱辐射测温法应用于测定火工烟火药剂燃烧温度

多光谱辐射测温法应用于测定火工烟火药剂燃烧温度

基 金 项 目 : 器 装 备 预研 基 金 资 助 项 目 ( 1 0 3 0 4 8 3 武 94C71 00) 1
作 者 简 介 : 占英 ( 8 李 1 4一) 女 , 读 硕 士 研 究 生 , 要 从 事 火 工 品 测 9 , 在 主 试 技 术 的研 究 。e ma l ih n ig 3 @1 3 c m - i z a yn0 1 . o :l 6
显得 十分重 要 。
2 火 工 烟 火药 剂燃 烧 火 焰 辐 射 特 性
火工 烟 火 药 剂 主 要 由氧 化 剂 、 燃 剂 、 合 剂 组 可 粘 成 , 易燃 易爆 的多组分 混合 物 , 烧过 程是一 个复 杂 是 燃
的传质 、 热等物 理及化 学反 应过 程 , 传 这个 过程 与烟火
多光 谱 辐 射 测 温 法应 用 于 测 定 火 工 烟 火 药 剂 燃烧 温 度
文章 编 号 :1 0 9 4 ( 01 0 04 50 0 6-9 1 2 0) 4- 0 -4
多光 谱辐射 测温 法应 用 于测 定火 工 烟火 药 剂燃 烧 温度
李占 席兰霞, 英, 刘举鹏, 郭崇星, 刘春建, 杨 刘欢
火焰 温度测 量方 法有 两大类 :接触 式 测 温法 和非 接触 式测 温法 。在火 工 烟 火 药剂 燃 烧 火 焰 测 温领 域 , 主要 应用 的接触 式测 温 法 为 热 电偶 测 温 法 , 由 于 烟 但
了参考 和借 鉴 。
本文 针对 火工 烟火 药 剂 这 一 特殊 测 试 对象 , 多 对 光 谱辐射 测 温法测 定火工 烟火 药剂燃 烧温度 的可行 性 进 行 了研 究 和探讨 , 应用 该 方 法 测量 了火 工 烟火 药 并
3 5波长 高温计 , 们对 多光谱 辐射 测温 法 的研究 还 人 在继 续 。金钊 、 传新 范 等人 应 用 多 光谱 辐 射 测

多光谱测温

多光谱测温

多光谱测温多光谱测温是一种新型的测温技术,它相对于传统的测温方法而言具有较高的精度和可靠性,因此在现代工业生产和科学研究中得到了广泛的应用。

多光谱测温的原理是利用物体发出的与温度相关的红外辐射能量进行测量,一般采用测温仪器对物体进行扫描,在不同波长范围内记录其红外辐射信号,然后结合相关算法对其进行处理,从而获得物体表面的温度信息。

相对于其他测温技术,多光谱测温具有诸多优势。

首先,它的测量范围广泛,涵盖了从室温到高温区间的所有温度范围。

其次,它对目标物体的材料、表面状态和几何形状等因素不敏感,可以适用于各种不同的物体。

此外,多光谱测温技术还可以通过选择合适的红外波段,实现目标物体温度分布的空间与时间解析。

在实际应用中,多光谱测温技术主要用于工业生产和科学研究中的温度测量。

其中,在工业生产中,它可以用于钢铁、铸造、熔炼等高温工艺的温度监测和控制,以确保产品质量和生产安全。

在科学研究领域,多光谱测温技术可以用于地球物理、气象、天文学等领域的温度测量和分析,以及对生物体内部的温度变化进行实时监测。

不过,多光谱测温技术也存在一些局限性。

例如,它对物体表面的材料发射率具有一定的要求,不同材料的发射率差异会影响温度测量的准确度。

此外,由于多光谱测温技术的测量原理与物体表面的红外辐射信号相关,因此环境因素,如气体浓度、湿度和光照强度等,也可能对测温结果产生影响。

为了克服这些局限性,多光谱测温技术的实用性也在不断地提高。

目前,一些先进的多光谱测温系统已经结合了多种测量技术,如高速视频、热成像和激光雷达等,以提高测温的精度和稳定性。

此外,人工智能和数据处理技术的应用,也为多光谱测温技术的发展带来了新的机遇。

总之,多光谱测温技术作为一种新兴的测温技术,具有很大的发展前景。

虽然它还存在一些局限性,但是随着科技的不断进步和应用的不断拓展,它的应用范围和准确度也将越来越大,成为工业生产和科学研究中不可缺少的技术手段之一。

炸药爆轰瞬时温度的实时测量

炸药爆轰瞬时温度的实时测量
r、
本文基于线 阵 C D,结合多光谱测温技术 和现场可编程 C 逻辑阵列硬件平 台,采集爆炸过 程 中多个 时刻 的光谱 , 将 并
收 稿 日期 : 0 一 1 ,修 订 日期 :2 1一32 2 1 ¨一 5 0 0 1O 5 基 金 项 目 :国家 自然 科 学 基 金 项 目 (0 0 0 0 A0 0 0 ) 助 19 5 9 / 5 6 6资
的 最 高 温 度 。它 存 在 时 间 短 、温 度 高 且 伴 有 破 坏 作 用 , 爆 是 轰 多 个 参 量 l最 难 测 量 的一 个 参 数 。 目前 , 温 测 量 系 统 一 { | 爆
敏度等特点 , 对加快新型炸药 的研究具有重要 意义 。
1 多光谱辐射测 温原理
多光谱辐射测 温法利 用被测 目标在多个光谱点 F的辐射 信息 ,经过数据处理 , 而得到 目标 的真实 温度 和光 谱发 射 从 率[】 。根据维恩近似公式 ,绝对黑体 的光谱 辐照度 町近 似表
拟合 出爆 轰瞬问光谱信息 的动态波形 图 。 在标定过程 中, 采用 两束 激光特征谱线 6 0和 52n 3 3 l n进行 C D的 C 标定 ,确定 出对应的像元序号 分别是 15和 2 0 7 7 。对 卤钨灯 的表 面温度 进行 实时 监测表 明 :基 于高速 线阵 C D的多光谱测温 系统 可以完成多个时刻 的瞬时 光谱 采集 ; 4 C 在 0MHz 的高速 时钟驱 动下 , C 的帧频可 CD
第 1 期 1
lE ( T)+ 5 m + n , l
一 l CI— le 2, 、 n n ( 了)
( 3)
作 者 简 介 :郑 锦 坤 ,18 生 ,中 国科 学 院超 快 诊 断 技 术 重 点 实 验 室 ,中国 科 学 院 研 究 生 院 硕 士 研 究 生 4年 9

光谱测温的问题

光谱测温的问题

光谱测温的问题
光谱测温是一种利用物体辐射的光谱特性来确定其温度的技术。

它基于一个物理原理,即物体的温度与其辐射的光谱分布有关。

通过测量物体发出或吸收的光的波长和强度,可以推断出物体的温度。

然而,光谱测温也面临一些问题和限制:
1.受到环境因素影响:在实际应用中,光谱测温可能受到环境条件的影响,如光照条件、气候、杂散光等。

这些因素会引入误差,影响测温的准确性和可靠性。

2.材料表面特性:不同材料的表面特性可能会影响光谱测温的结果。

例如,材料的表面反射、吸收和发射特性可能会改变光谱的形状和强度,从而影响测温的准确度。

因此,在实际应用中,需要考虑和纠正材料的表面特性对测温结果的影响。

3.测温范围限制:不同的光谱范围适用于测量不同温度范围的物体。

例如,在近红外光谱范围内,通常适用于测量较低温度范围的物体,而在红外光谱范围内,适用于测量较高温度范围的物体。

因此,选择合适的光谱范围对于测温结果的准确性至关重要。

4.复杂度和设备需求:光谱测温通常需要专用的测温设备和复杂的光谱分析技术。

这些设备和技术的使用需要专业知识和经验,以确保测温的准确性和可靠性。

简述温度测量的发展

简述温度测量的发展

3 温度测量的发展展望
随着新材料、新工艺以及一些新技术的发展, 传统的热电偶、热电阻测温方法在未 来温度测量领域中,依然能够广泛使用.现代的测温技也将会针对实际工程现场或一 些特殊条件下的温度测量变得更加细化.
3.1 热电偶材料性能的提高
Ø N型热电偶越来越受到重视. Ø 钨铼热电偶抗氧化技术得到了发展,拓宽了其应用领域. Ø 一些非标准分度的金属、非金属热电偶正在研制并逐步得到应用.
3.4 光纤测温技术
黑体空腔式光纤高温计是由黑体空腔与被测介质达到温度平衡,通过光纤将黑体腔 的辐射能量传输给光电探测器件,从而实现温度测量.
分布式光纤测温系统是一种用于实时测量空间温度场分布的传感系统,它是一种分布 式的、连续的、功能型光纤温度测量技术.
光纤布拉格光栅FBG是光纤无源器件,它利用温度变化时光纤的栅距和折射率变化,产 生波长移动,通过检测响应波长即可确定温度.
Ø 测温范围从高温、中温向中、低温部分拓展; Ø 准确度和稳定性更高; Ø 工作波段多样化,可根据被测对象的特性选择; Ø 从点测量发展到二维面测量; Ø 红外测温仪具有小型化和智能化的特点; Ø 从测量原理和方法上消除发射率影响,实现物体的真温测量.
多光谱测温技术也逐步开始在科研和工程领域中得到了应用.
接触式光电测温方法主要是指通过接触被测对象,将温度变化引起的热辐射或其他 光电信号引出,通过光电转换器件检测该信号,从而获得测温结果的方法.
热色测温方法主要通过示温敏感材料的颜色在不同温度下发生变化来指示温度的, 示温漆和示温液晶都属于热色测温.
图4 普通接触式光电测温传感器和五格变色温度纸
2.2 非接触式测温方法原理及特点
4 结语
人类对温度的测量有很长的历史,发明出来的温度测量方法多种多样,但是人们对于 它的研究不会停止,随着科学研究水平的不断提高,将会有更多更先进的测温技术温问世, 现有的测温技术也将得到改进,应用到更广阔的领域.

多光谱真温快速反演方法

多光谱真温快速反演方法

Vol 41,No. 5,pp1336-342May , 2021第41卷,第5期2021 年 5 月光谱学与光谱分析SpectroscopyandSpectralAnalysis多光谱真温快速反演方法孙博君,孙晓刚",戴景民哈尔滨工业大学仪器科学与工程学院,黑龙江哈尔滨150001摘要材料的未知发射率是辐射测温的一大障碍,它导致了无法依靠单组测量数据获得材料的真实温度,人们只能通过假定材料发射率模型来计算出材料的亮度温度等非真实温度#基于这样的背景,Gardner J 等科学家们提出了多光谱测温法并不断完善其理论,如今多光谱测温广泛应用于高温和超高温测量、高温目 标的热性能测量、真实温度动态测量等。

2005年,孙晓刚提出了二次测量法,二次测量法属于多光谱真温反演算法的一种,其通过两组测量数据之间的迭代运算解决了反演真温与反演各波长下材料发射率的难题,并且通过构建大量发射率模型来确保各波长下反演出的发射率的精度,但是其在数学运算和软件运行中需要构建数量庞大的发射率模型库、通过匹配库中所有发射率模型来得到真温最优解,这不仅需要大量计算时间而且占用大量软件资源#提出了新的多光谱真温快速反演方法,理论推导出了的材料辐射能量当量与发射率之间的不等式方程组,在二次测量法算法中添加了对发射率模型库优化筛选步骤,这一措施能够筛 选掉发射率模型库中不合理的模型以缩小发射率模型库的规模,从而节省大量计算时间和软件资源#首先进行了 0. 400〜1 100波段的仿真实验,实验中分别对六种发射率模型进行了多光谱真温快速反演方法和二次测量法的反演结果对比,结果表明,对于同一个被测目标在相同的温度初值和相同的发射率搜索范围下,真温快速反演方法不仅保证了反演精度,而且相比于二次测量法减少了 29%〜64%的发射率模型数和26%#57%的计算时间#进行了 0.574〜0.914波段的实测对比实验,实验结果表明对于相同条件下,真温快速反演方法在保证精度的前提下,相比于二次测量法减少了 42%〜48%的发射率模型数和35%〜49%的计算时间#实验证明真温快速反演方法可行,对于大规模多光谱真温测量和在线多光谱真温测量有重要价 值#关键词 多光谱&快速反演&真温测量中图分类号:O140.3025文献标识码:ADOI : 10. 3964/j. issn. 1000-0593(2021)05-1336-07引言多光谱辐射测温技术在高温测量和超高温测量领域有着广泛的应用被应用于测量高温目标热物性、真实温度测量、动态温度测量等方面#Gardner 于20世纪80年代提出了单模型构建法,构建模型为:丘$, T %=a W bX ,之后Gardner 等对钨等金属材料 进行了仿真计算,并反演到了可靠的目标真温& 2001年,孙晓刚提出了多模型一一采用BP 神经网络对多光谱测温法的 数据进行处理⑷,该方法能够适用于大多数被测目标的真温测量& 2005年,孙晓刚针对固体火箭发动机羽焰真温测量⑸和爆炸火焰真温测量⑹等动态测温场合提出了二次测量法#以二次测量法为例的多光谱辐射测温方法在计算过程中会构建庞大的发射率模型库, 较大程度地增加 了 计算时间, 在如今设备与资源大规模智能化和网络在线整合化的趋势下,计算速度慢也会严重限制二次测量法的实际应用价值#为了减少二次测量法的计算时间,邢健等提出了针对目标函数和数组约束等改进方法,但是这些改进方法在减少计算时间的同时却降低了计算结果的精度#本文理论推导出了辐射能量当量与发射率之间的不等式 方程组, 并提出了多光谱真温快速反演方法, 针对六种经典发射率模型进行了仿真和实测对比试验#实验结果表明相对于二次测量法, 快速反演方法能在保证精度不降低的前提下 减少计算时间#收稿日期:2020-05-20,修订日期:2020-08-30基金项目:国家自然科学基金项目$1875046)资助作者简介:孙博君,1996年生,哈尔滨工业大学仪器科学与工程学院博士研究生e-mail : ****************通讯作者e-mail 'sxg @hitedu cn第5 期光谱学与光谱分析13371理论原理推导如果多光谱高温计有宛个通道!则高温计的第Z 个通道的输出信号匕如式(1)所示V % =, T ) ) )) (%= 1,2,1,$)%L "f (e %r -1)1)式(1)中,A %为只与波长有关而与温度无关的检定常数,它与该波长下的探测器光谱响应率、光学元件透过率、几何尺 寸、以及第一辐射常数有关& "为第%个通道的有效波长& !(入,!)为温度T 时目标光谱发射率& )2为第二热辐射常数,为 14 388 "m - K #利用维恩近似公式替代普朗克定律(即e )!-1#e )!)处理式(1)得V? = A %!" , T )"- 5 e %(2)在定点黑体参考温度T 下第%个通道的输出信号 V 如式 3) 所示&V ' A %"% 5e 炸[黑体的发射率e (", V )为1.0,所以此处省略)(3) 由式(2)和式(3)得% +1% +1下面按齐<&亍,&=&+1,& >&二三种情况讨论#式(9)左侧<0,所以式(9)右侧<0,即",l e (", T )—"%+1&n e $"%+1 ,T ) +$"%+1"% ) n解得:e(", T ) < e(",+! , T)"1式(10)左侧V0,所以式(10)右侧V0,即"l e (", T )—"%+1&n e ("%+1 !T ) + ("%+1—"%) n小,"越大越综上所述得:e(",, T ) < e(",+! , T )-%式(9)左侧=0,所以式(9)右侧=0,即",l e (",, T )—&V = e (" , T )e % e "!式(4)中,V %被称为第%个通道的辐射能量当量#整理式(4)得In/)* ) ' -)T + IngT )由式(5)得到式(6)和式(7)(4 )(5 )(6 )(7 )"%+1&n e ("%+1 !T ) + ("%+1—"%) n解得:e(", T ) = e(",+! , T)%1% %+i式(10)左侧=0,所以式(10)右侧=0,即"l e (", T )—"%+1&n e ("%+1 !T ) + ("%+1*"%) n解得:e(", T ) = e(",+! , T)"1由于v V~.=,得 e(—+i , T )~+~已知 0V e(", T )V1, 0V e("+,T )V1,取 0V "V "+i有寻一占>0,则",(6)-",+!(7)得%"% +1e(",+1 , T)—1%+1%"ln"%,1&n e ("%,1 !T ), T )—所以 e(",, T ) = e(",+!,T)"f%+1e ("%+1 ,8)式(8)两边同加("+ —" )ln ( &+ )得T)"f%+1" In一 In"%&n e ("% !T )9)&V> 匕+]& V % > V +式(9)左侧>0,所以式(9)右侧>0,即-l e(-, T )—"%+1&n e ("%+1 !T ) + ("%+1*"%) n"+iln£("+i , T ) + ("+i —" )ln解得:e(", T ) > e(",+! , T)"1%+i%式(10)左侧>0,所以式(10)右侧>0,即"l e", T )—10)"%+1&n e ("%+1 !T ) + ("%+1—"%)n1338光谱学与光谱分析第41卷a越大a#越综上所述得:£(九!T)%!("十1,T)"%最终可以得到式(11)结论!T)$!("汁1!!("!T)=!(",1!!T)%!("+1!2仿真实验二次测量法的流程图如图1$)所示⑸。

基于遗传神经网络的多光谱辐射测温法

基于遗传神经网络的多光谱辐射测温法

24 1
光谱学与光谱分析
第 2 卷 7
2 遗传神经 网络原理
21 i . l p神经 网络
优性。 为克服其不足, 本文利用遗传算法对其进行改进。
2 2 遗传算法 .
遗传算法是模拟生物的遗传和长期进化过程发展起来的

种搜索和优化法 。 它模拟 了生物 界“ 生存 竞争 ,优胜劣 汰,
基金项 目: 国家 自然科学基金项 目(0707资助 6373)
作者简介 : 晓刚 , 9 7 孙 1 6 年生 , 哈尔滨 工业大学 自动检测与过程控 制系统研究所教授 * 通讯联 系人 e i y b 5 5 h .d . a - l g 8 1 ( i eu c ma :  ̄ t
维普资讯
基 于遗传 神 经 网络 的 多光 谱 辐射 测 温 法
孙晓 刚, 原桂彬 , 戴景 民
哈尔滨工业大学 自动检测与过程控制 系统研究所 , 黑龙江 哈尔滨 10 0 50 1

要 针对 B P神经 网络 易陷入 局部极 小 等缺 陷 , 遗 传算法 ( A 与神 经 网络相 结合 , 出 了一种将 将 G ) 提
S e ')i ) i ( Tl ( C S , ( ) i C 一 l

式 () 3 和式 ( ) A = G r1 R( ) 4中 i( ) 根据式( ) 3 和式( ) 4 有

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B P神经 网络是一 种误 差反 向传 播 的前馈 型神 经 网络 。
它 由输入层 、 隐层( 一层 或多层 ) 和输 出层 组成 。网络 由正 向

CCD多光谱辐射测温技术的应用与发展

CCD多光谱辐射测温技术的应用与发展
Absr c t a t:W ih t ede e o me to t h v l p n fCCD—ma i e h oo y,CCD si c e sngyus d wi h e h l g fm ut— v l n t a ito i gngt c n lg i n r a i l e t t e tc noo yo liwa e e gh r da in h
关 键 词 :C CD; 多 光 谱 ;辐 射 测 温 技 术 ;高 温 温 度 场
中 图 分 类 号 :T 9 2 B 4
文 献 标 识 码 :A
文 章 编 号 :1 7 6 4—5 9 ( 01 ) 0 75 2 1 1—0 4 0 5—0 5
App i a i n a d De eo m e to lc to n v l p n f CCD u t- a e e t R a i to Th r o e r M l w v lng h d a n e m m t y i i
计 测 技 术
综 合 评 述
・ 5・ 4
C D多 光 谱 辐 射 测 温 技 术 的 应 用 与 发 展 C
邓 兴 凯 ,杨 永 军
( 中航工 业北 京长城 计量 测试技 术研 究所 ,北京 10 9 ) 005
摘 要 : 随 着 C D 成 像 技 术 日益 成 熟 ,C C CD 逐 渐 开 始 应 用 到 高 温 温 度 场 测 量 当 中 , 并 结 合 多 光 谱 辐 射 测 温 技 术 , 弥 补 了 传 统 测 量 方 法 在 测 量 高 温 温 度 场 时 的 缺 陷 。 本 文 概 述 了 C D 的 成 像 原 理 和 多 光 谱 辐 射 测 温 原 C 理 以 及 C D 多 光 谱 测 温 技 术 在 测 量 高 温 温 度 场 的 优 点 。 通 过 分 析 相 关 资 料 , 概 述 了 彩 色 CC 和 近 红 外 CC 多 C D D 光 谱 测 温 研 究 进 展 , 对 目前 C CD 多 光 谱 测 温 技 术 研 究 发 展 进 行 了 归 纳 。

CCD

CCD

3、CCD 成像和实现温度测量的基本原理
3.1、基本原理
一个完整的CCD传感器由光敏单元、转移栅、移位寄存器及一些辅助输入和输出电路组 成。工作时,在设定的积分时间内由光敏单元对光信号进行取样,将光的强弱转换为各光敏 单元的电荷多少,取样结束后,各光敏单元电荷由转移栅转移到移位寄存器的相应单元中, 移位寄存器在驱动时钟的作用下,将信号电荷顺次转移到输出端将输出信号接到图像显示器 或其它信号存储、处理设备中,就可对信号再现或进行存储处理。 CCD主要是对物体辐射能量中某一波段能量进行采集,并形成图像,波段并不一定局限于 可见光范围。高温物体辐射的信息覆盖了全波段,并且辐射能量随波长发生改变,辐射峰值 符合维恩公式,因此高温辐射能量主要集中在近红外和可见光波段,在高温物体温测量中, CCD传感器光谱响应多在可见光和近红外波段。高温物体表面温度场测量中CCD传感器的作用 是采集相应响应范围内的整波段的物体辐射能量信息。某些研究中在CCD传感器前加装一些分 光、滤光等装置或对CCD传感器进行改造,对进入CCD的信息进行处理,通过对采集的信息进 行分析,得到物体表面的温度场分布。 目前,高温物体表面测量中,常用的CCD成像器件可分为RGB彩色CCD和近红外CCD两类。 RGB彩色CCD主要用于模仿人眼的视觉效果(图2)进行可见光波段范围的成像,自然界中,任何 可见的彩色可以用三原色(R一红、G一绿、B一蓝)按一定比例混合得到。彩色CCD传感器的作 用是把来自被测对象的入射光分解为不同比例的R,G,B三原色(图3),利用计算机进行数据 采集和温度场重建的处理。目前主要采用的测温方法有比色法和三色多光谱测温法,最终获 得被测物体的温度。测量装置简单,可对高温物体进行实时温度场测量,然而彩色CCD传感器 主要应用于视觉成像,并不是为温度测量设计,在测温过程中存在很大的偏差,并且受外界 环境影响大。 近红外CCD主要是对物体近红外波段辐射出来的能量进行采集。目前的高温测量主要针对 3000K以下,此温度下的高温物体辐射能量主要集中在近红外波段,因此,采用红外CCD进行 温度测量时,具有较高的灵敏度,测量的温度下限较低;并且,外界光源主要在可见光范 围,对近红外CCD影响相对较小。因此,目前,近红外CCD测温技术得到越来越多研究人员的 关注,建立了多种近红外CCD测温方法:单色法、比色法和多谱段测温法等。

多光谱红外热像仪测温

多光谱红外热像仪测温

多光谱红外热像仪测温
多光谱红外热像仪是一种能够测量物体表面温度的仪器,它利
用物体发射的红外辐射来确定物体的温度。

多光谱红外热像仪与普
通红外热像仪相比,能够在更广泛的波长范围内进行测量,从而提
供更为全面的温度信息。

它通常可以测量从近红外到远红外范围内
的辐射,这使得它能够更准确地测量物体表面的温度分布情况。

多光谱红外热像仪的测温原理是基于物体发射的红外辐射与其
温度成正比的基本规律。

它通过测量物体在不同波长下的红外辐射
强度,然后利用这些信息来计算物体表面的温度。

利用多光谱技术,可以更准确地补偿大气吸收和散射对红外辐射的影响,从而提高了
测温的准确性和可靠性。

在实际应用中,多光谱红外热像仪广泛用于工业领域的温度监
测和热成像。

例如,在电力行业,它可以用于检测输电线路和变压
器的热量分布,及时发现潜在的故障隐患;在机械制造中,它可以
用于监测设备运行时的热量分布,帮助工程师优化设备设计和维护
方案;在建筑工程中,可以用于检测建筑物表面的热桥和隔热性能等。

总的来说,多光谱红外热像仪在测温方面具有更高的精度和灵敏度,能够提供更全面的温度信息,因此在工业和科研领域有着广泛的应用前景。

多光谱温度测量系统设计及超稀疏多光谱温度场测量方法研究

多光谱温度测量系统设计及超稀疏多光谱温度场测量方法研究

多光谱温度测量系统设计及超稀疏多光谱温
度场测量方法研究
哇塞,多光谱温度测量系统设计及超稀疏多光谱温度场测量方法研究,这可真是个超级有趣又超级重要的领域呢!
首先呢,咱来说说这个多光谱温度测量系统的设计步骤。

那可得精心策划呀!要选择合适的光谱范围,这就像是给系统选一件合身的衣服,得合适才行!然后呢,还得挑选高精度的传感器,这可是关键的“眼睛”呢,可不能马虎!在安装和调试的时候,更是要小心翼翼,就像呵护宝贝一样,稍有不慎可能就会影响测量的准确性。

注意啦,环境因素也很重要哦,不能有干扰呀!
再来说说过程中的安全性和稳定性。

这就好比是走钢丝,必须得稳稳当当的!要确保系统不会出现故障,不会突然“撂挑子”,不然那可就麻烦大啦!得做好各种防护措施,让它稳稳地工作,给我们提供可靠的数据。

那这个多光谱温度测量系统的应用场景可多啦!在工业生产中,那可是大显身手,可以实时监测设备的温度,及时发现问题,避免出现大故障。

在科研领域,也是不可或缺的呀,能帮助科学家们更好地了解各种现象。

它的优势可明显啦,测量速度快,精度高,就像是一把锋利的宝剑,能快速准确地解决问题。

就拿一个实际案例来说吧,在一家大型工厂里,通过多光谱温度测量系统的应用,及时发现了一台设备的温度异常,避免了一场可能的大事故,这效果多明显呀!这就像一场及时雨,拯救了整个工厂。

总之,多光谱温度测量系统设计及超稀疏多光谱温度场测量方法研究太重要啦!它能为我们的生活和工作带来巨大的帮助,我们可一定要好好利用它呀!。

火焰温度测量

火焰温度测量

火焰温度测量方法分析聂伟(学号:SA14168089)1.引言众所周知,火焰温度很高,一般很难直接精确测量。

但由于火焰温度是燃烧过程中的重要热力参数之一。

因此,对火焰温度测试技术的研究具有非常大的意义,当前,国家正大力改善自然环境,尤其是招手治理空气污染,在汽车工业方面提出降低汽车尾气排放,鼓励开发设计高效新型低污染发动机,在煤电产业中提出要提高电站煤炭燃烧的效率,这都与火焰温度测量密不可分。

在高音时飞行器的研发过程中,要求其发动机有足够的功率,而发动机的功率可由发动机火焰温度来间接说明,以及发动机等部分的材料选取都在一定程度上受到火焰温度的限制,所以火焰温度测量不论是在国民生产中,还是在国防建设中都具有重要的作用]1[。

2.火焰温度的分类根据火焰辐射光谱的不同特点,火焰光谱可分为发光火焰和透明光谱,发光火焰辐射连续光谱,辐射光波长范围在0- ,在可见光频带内有辐射;透明火焰辐射带状或线状光谱,范围多在红外区段。

而根据火焰结构的不同,火焰可分为预混火焰和扩散火焰,预混火焰的特点是:气态的燃烧剂和氧化剂在进入火焰反应区前已经混合均匀。

由于其传播速度受化学反应和流动力学过程的控制,预混火焰又分为湍流和层流预混火焰两种类型;扩散火焰的特点是:气态的燃烧剂和氧化剂在进入火焰反应区前处于分离状态,在进入反应区后经混合后再燃烧。

3.火焰温度的测量方法火焰温度的测量方法根据火焰的不同类型有不同的方法,在实际应用中主要有接触式测温额非接触式测温方法,接触式测温法包括热电偶测温和光纤测温,非接触式测温包括成像法、激光光谱法、辐射法和声波法。

如图1所示]2[:3.1接触式测温接触式测温]2[,具有代表性的就是热电偶测温。

热电偶由不同材料的金属合金导体构成,当导体两端存在温度差异时,会产生电势差,而此电势与导体两端的温度差呈数关系。

当热电偶的热端与被测对象达到热平衡,另一端处于恒定已知温度时,就可以通过电势差推算出被测对象的温度。

多光谱热像仪使用说明书

多光谱热像仪使用说明书

多光谱热像仪使用说明书一、产品简介多光谱热像仪是一种用于测量物体表面温度的设备,基于红外热辐射原理,通过红外成像技术将物体表面的红外热辐射转化为可见光信号,从而得出物体表面的温度分布图像。

本产品集成了多个热像传感器,可以同时获取多个波段的热像数据,实现多光谱测量。

二、产品特点1.多光谱测量:本产品具备多个波段的热像传感器,可同时获取多个波段的热像数据,实现多光谱测量,提高测量精度和可靠性。

2.高分辨率:采用高分辨率的红外热像传感器,可以捕捉到微小的温度变化,提高测量精度。

3.高灵敏度:传感器具备高灵敏度,能够快速、准确地捕获物体表面的红外热辐射。

4.易操作:本产品操作简单,用户只需按照提示完成相应操作即可完成测量。

5.数据传输:支持数据传输至电脑或移动设备等终端,方便用户进行数据存储和分析。

三、产品结构1.主机:多光谱热像仪的主控制单元,包含显示屏、按键和数据存储设备等。

2.红外热像传感器:用于捕捉物体表面的红外热辐射。

3.电池:用于供电。

四、使用方法1.开机与关机(1)开机:按下主机上的电源开关,等待主机启动;(2)关机:长按主机上的电源开关,直到主机关闭。

2.基本设置(1)语言设置:进入设置菜单,在语言选项中选择所需语言;(2)亮度调节:进入设置菜单,在亮度选项中进行亮度调节。

3.测量操作(1)选择测量模式:从主菜单中选择测量模式,例如单波段测量或多波段测量;(2)选择测量波段:如果选择多波段测量模式,需要在波段选择菜单中选择所需波段;(3)对准测量目标:将热像仪对准待测目标,确保热像仪与目标之间没有遮挡物;(4)触发测量:按下热像仪上的测量按键,触发测量过程;(5)获取测量结果:测量完成后,测量结果将显示在主机的显示屏上。

4.数据传输与存储(1)数据传输:通过USB线将热像仪与电脑或移动设备等终端连接,进行数据传输;(2)数据存储:将数据传输至终端后,可以选择将数据存储在终端上或导出到其他存储设备中。

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RESEARCH ON DATA PROCESSING METHOD OF MULTI-SPECTRAL THERMOMETER Good morning everyone, I'm Zhang Mingyao. I feel very honored to have a speech here. The topic of my speech today is research on data processing method of multi-spectral thermometry for the measurement. OK, Now we get down to business.
To improve the measuring precision of true temperature and spectral emissivity, the dissertation brings forth the new ideas and work as follows:
(1) A brightness temperature approach is proposed and used for the measurement of the true temperature and spectral emissivity.
(2) A continuous measurement method based on brightness temperature is proposed by processing the measured data of the multiwavelength pyrometer at two different times, the true temperatures and spectral emissivities at two different times can be calculated simultaneously.
(3) The effects of the random noise on the measured results, which are based on brightness temperature approach method and continuous measurement method, are evaluated.
(4) The feasibility of applying of brightness temperature approach method and continuous measurement method in practical application are verified.
Below, the emissivity model selection: efficient wavelength by eight wavelength radiation thermometer are respectively 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1, 1.1 μ m, temperature range of simulation for 1500~3000K, the temperature interval is 50K. At each temperature point used as shown in Figure 1 A~E five emission rate model, each class into 31 groups.
Fig. 1 emission rate model
This is the result of simulation error:
From the table we can see, at high temperature:
1) rightness temperature approach method without noise in each channel, for the same emission rate model, the absolute error of the calculation of the true temperature increases with increasing temperature.
2) For A model, compared with the processing method of data based on BP network, brightness temperature approach method results in higher accuracy.
Fig. 2 the high-temperature section without noise absolute error map
Fig. 3 the high-temperature section without noise relative error
Figure 2, figure 3 is a diagram of calculation error of brightness temperature approach method in high temperature period. From which we can see more clearly: the A emission rate model, the calculation error increases with the temperature changes very slowly; emission rate model for C, E class, the calculation error is large (± 80K); for the D class model, computation error between the two. The error range that is allowed for ultra high temperature measurements. No matter what kind of emission rate model, the error in 1500 ~ 3000K near the starting point of the relatively small. In general, the actual measurement, for class a firing rate
model, the calculation result of this method is ideal.
Conclusion
Multispectral radiation thermometry ultra high temperature target transmission rate at the same time. And the data processing of multi spectral radiation thermometry has been a hotspot and difficulty of research in the field of radiation temperature measurement. Therefore, the data processing method research of a high precision multi spectral pyrometer has become one of the important issue to be settled urgently radiation temperature field. In this paper a multi spectral radiation emission rate model of temperature measurement theory and several materials, the measurement data processing method of multi spectral brightness temperature approach method and continuous measurement method of radiation, the research has important theoretical significance and practical value.。

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