基于RGB数字滤光的CCD激光熔覆测温系统的标定

为提高基于彩色CCD比色测温的激光熔覆测温系 统的精度和测温范围,提出了基于RGB数字滤 光的温度标定方法。采用MIKON M390高温标准黑体炉,每隔50℃采 集不同参数下黑体炉辐射图像,在 1000～1800℃的测温范 围内对彩色CCD相机采用比色测温法进行温度标定。提出将发射率归结到待定系 数K值中,并基于最小二乘法建立K与灰度比之间的一一对应关系,减小发射率 误差;提出先用外搭载 RGB分色窄带滤光片进行图像采集和分色滤光处理,然后建立分色滤光后灰度与无分色滤光 灰度之间的映 射关系,对无RGB分色滤光片的灰度值进行数字滤光,实现光谱响应带宽的误 差校正。本文方法将系统最 大测温误差缩小至38.6℃,将原测温范围扩大近300℃。实验结果表明,基于RGB数字软滤波方法的彩 色CCD测温标定方法,简单实用、精度较高,可以较大程度提高测温范围。     

激光加工温度场CCD检测中的温度标定

激光加工温度场的检测对实现激光加工智能化有重要的实用价值。根据比色测温原理，提出采用彩色CCD和计算机图像处理相结合检测激光加工温度场的实验方案，研究CCD比色测温的温度标定。采用BF1400和BBR1000型国家标准黑体炉作为温度标定仪器，用WV-CP474型CCD相机在标定温度范围700～1400 ℃时，每隔100 ℃拍摄黑体炉靶面图像。开发了基于VC++的温度场图像处理专用软件，并对CCD拍摄的图像进行处理，建立了温度与比色值的数学关系表达式，并给出了待定系数。结果表明：CCD测温数据与现行标准测温数据之间存在良好的对应关系，进一步发展后，可成为激光加工温度场检测的有效手段。     

黑体炉温度数字显示装置

本文介绍了一种中温黑体炉配用的简单适用的温度数字显示装置。它采用铂电阻作感温元件,非线性R-V转换电路进行线性化,三重积分型A/D转换,以四位数字进行温度显示。测温范围为73K到1000K,分辨率0.1K,精度为0.1％,并且附有炉温上限的设定和超温报警电路。黑体炉系统加装此显示装置后,提高了测温精度,简化了系统,方便了使用。     

一种多点测量并兼容多种传感器的黑体测温方法研究

机载红外扫描仪黑体温度测量是遥感数据定量化反演的依据,已经成为仪器设计的重要环节。由于黑体的面积较大,相对于目前一般使用的单点测温方法介绍一种多点测温方法,在黑体内放置多个温度传感器,通过扫描网络实现多点巡回测温,提高黑体测温准确度。同时,兼容多种不同精度的温度传感器,能够适应不同灵敏度的红外扫描仪对黑体测温精度的要求。     

一种可提高红外热像仪测温精度的算法

传统的红外热像仪测温算法具有测温精度低,测得的温度值不是目标物体的真实温度等缺点.从红外热像仪的测温原理入手,重点介绍了产生上述缺点的原因,并分析了黑体标定测温算法的不足之处.在此基础上提出了一种红外热像仪精确测温算法.通过在传统的黑体标定测温算法中引入差值查表标定、测温预处理和真实温度换算等环节,提高了热像仪的测温精...     

基于图像灰度的大范围辐射温度反演

为解决高温辐射源和环境温度对红外测温的影响,提高极端工况下红外热像仪的测温精度,以红外辐射理论以及红外热像仪测温原理为基础,提出了一种将红外图像灰度与目标温度、环境温度和积分时间相结合的综合辐射温度反演方法,该方法实现了环境(镜头)温度与场景温度参量解耦,可以独立预估各参量变化所产生的探测器响应变化。首先对红外热像仪进行数据标定,标定时一般采用高精度面源黑体,之后通过计算面源黑体辐射亮度,利用黑体辐亮度和黑体灰度的线性关系,对黑体温度与黑体图像灰度值两组数据之间关系进行拟合,建立全环境温度和全积分时间的大范围温度反演匹配模型。最后在实验室环境下,分别用热像仪和基于灰度的温度反演模型对探测目标进行测温。经过实验验证,该反演模型在实验室环境下取得了较为良好的效果。     

3.2～3.4μm红外热像仪基于拟合的测温方法

研究目的为32～34μm窄波段红外热像仪的测温方法,本文从图像处理领域出发,利用红外热像仪和标准辐射源黑体,在一定的环境温度下,采集不同温度的黑体红外图像,通过数学建模软件对黑体图像进行灰度值计算,进而探究图像灰度值与温度的相关性,并基于最小二乘法和插值拟合思想构造黑体标定曲线,根据得到的标定曲线和已有的灰度值推出验证温度。经验证结果表明,测温精度有所提升,误差在049℃以内。     

原子发射双谱线测温常数静态标定实验研究

为了实现恶劣环境下瞬态高温的精确测量,设计了基于原子发射双谱线测温原理的光电测温器。采用高温黑体炉对光电测温器进行特定常数静态标定实验,选用CuⅠ 510.5nm和CuⅠ 521.8nm两条波长间隔小的谱线作为测温时的温标谱线,得到了测温常数A的值为0.1083,B的值为628.387。对标定后的光电测温器进行Cu燃烧温度场温度测试实验,并与计量部门标定过的M5型红外测温仪测量的标准温度进行比较。结果表明,两种方法测得温度的平均相对误差为1.3%。该研究为原子发射双谱线测温法准确测量瞬态高温提供了理论依据。     

基于小波边缘检测的红外波长测温法研究

利用小波边缘检测的方法,通过对红外辐射能量与温度、波长关系的分析,推导出两个 具有普适意义的拐点波长位移公式,提出并论证了红外波长测温理论。理论证明,利用红外波长测温法测得的三个温度值具有互校性,可用来校验绝对黑体,并为红外测温提供了一种全新的方法。     

噪声对红外测温性能的影响研究

为了提高红外热像仪的测温性能,以黑体辐射图像为基准,研究了噪声对红外热像仪测温的影响。首先,分析了室内背景下红外图像中噪声的来源和组成,主要包括高斯噪声和椒盐噪声。接着,建立了红外测温实验系统,获取标定时的黑体辐射图像和实际测温图像。然后,对黑体图像采用人工加噪的方法,研究不同噪声参数和传统降噪方法处理后对测温性能的影响,得到了不同噪声参数及降噪方法对测温性能的影响规律,在传统降噪方法的基础上提出了改进均值法并进行实验验证。最后,将改进均值法应用到室内实际测温的图像上。实验结果表明,改进均值法处理后,温度均方差减小为0.32,测温误差减少了1.69℃。效果优于传统降噪方法,改善了红外测温性能。     

基于红外成像技术的乙烯裂解炉炉管温度安全监测

介绍了裂解炉工作中对炉管表面温度掌握的重要性,利用比色测温理论对炉管温度进行监测的方法,以及CCD的光电特性对于曝光量的要求。通过对几组标定温度与计算温度的比较得出温度T的计算方法,并通过实验证实用这种测温方法的可行性。     

发射光谱层析重建温度场中的温度定标

基于黑体辐射理论,重点对发射光谱层析(EST)重建温度场中的非接触式温度定标进行了研究.实验结果表明,非接触式温度定标方法(即黑体炉定标法),能有效地避免由于接触式测温仪对原场的干扰所造成的误差,也能有效地解决在发射光谱层析中高温区或超高温区的温度定标问题,在接触式定标基础上提高了温度场重建精度、拓展了温度适用范围.     

LF 炉钢水非接触测温系统及应用

温度控制在 LF 炉精炼过程中具有重要地位, 它是控制钢水成分质量、连铸质量及稳定工艺的关键。研发了 一种非接触式的钢水温度监测系统, 该系统通过双光路近红外面阵 CCD 探测器实时获取 LF 炉内钢水高清热像, 再利 用计算机对该图像信息进行技术处理,从而准确地识别出钢水, 并根据测温模型计算出实时的温度数据。该测温系统 还可作为工业电视使用, 便于炼钢工人及时了解炉内状况。不同于以往的接触式测温方法, 新系统可以在不影响钢水 冶炼进度的情形下完成对LF炉内钢水温度的实时监测, 操作便捷、安全, 是一项十分值得推广的技术, 对其它测温应 用领域也具有一定的指导作用。     

基于CCD的炉膛辐射能测量方法研究

 提出了一种用CCD测量炉膛辐射能的方法和相应测量系统.分析了基于CCD的辐射能测量机理,建立了CCD摄像机输出电压与辐射能的测量模型.由于测量模型的复杂性和非线性会阻碍测量方法的实际应用,同时考虑BP神经网络具有逼近任意非线性函数的特性,因此提出了采用BP神经网络作为辐射能测量模型.试验表明:该测量方法是可行的,且测量方法具有较满意的测量精度.     

基于CCD图像传感器的加热炉温度测量的研究

为了实现对加热炉温度的采集与测量,有效控制炉内物料或工件的加热过程,采用CCD图像传感器结合PC机监控炉内温度。根据比色测温原理,通过MATLAB编程实现像点与温度对应的算法关系,计算出采集得到的图片中各点的温度值及区域的场温度值,由于所得的温度值与实际温度值有较大偏差,编程实现了对温度的校正。实验结果显示,测得的温度与实际温度的绝对误差基本小于10℃,相对误差小于1%,表明系统具有在线实时、精度高、可靠性好等优点。     

Zirconium fluoride glass fiber radiometer for low temperaturemeasurements

Infrared signal transmission through zirconium fluoride glass fibers is used for noncontact temperature measurement. A radiometer was developed for temperature measurement between 30°C and 150°C. The dependence of the radiometer signal on the black-body temperature is presented. Experimental and theoretical results are compared     

单CCD数字滤光温度场测量

 为提高CCD辐射测温精度,需在光路中加载滤光片以获取单色光.然而现场搭建光路极为不便且难于实现精确的图像匹配.为减小误差且便于工程实现,提出了对CCD光谱响应曲线寻迹的数字滤光方法,并与多色滤光系统进行了比较.结果表明,数字滤光方法简单有效,无需外置滤光光路即可实现图像辐射测温.     

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。     

基于双目视觉的硅棒直径测量方法

提出了一种在实验室环境下模拟工业现场在线测量多晶硅还原炉内硅棒直径的检测系统。该系统采用双目立体视觉测量的方法,首先采用双CCD获取硅捧模型的实时图像,并依次进行摄像机的标定、特征点的提取、立体匹配、然后通过特征点的三维坐标计算硅棒模型的直径。实验结果表明,硅棒直径的测量结果达到了还原炉工艺参数自动化控制所需的精度,并且该测量系统有效地避免了人工长时间目测造成的劳动强度大以及由于主观因素造成误差较大的缺点。