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。     

双波段比色精确测温技术研究

双波段比色精确测温是红外测温的一种,可以比较精确的测量出物体的温度。本文首先介绍红外测温和双波段比色精确测温的系统结构和原理,包括温度结果的计算的过程;然后介绍了比色测温实验平台的设计和测温系统的标定方法;文章最后做了实验分析,同时对文章做了小结。     

大气与环境影响分析的红外比色测温方法

传统的比色测温法通常利用可见光和近红外波段,对距离较近的高温目标具有较高的测量精度,而对距离较远的中低温目标无法精确测量。针对传统比色方法适用局限性,提出考虑大气和环境影响的红外比色测温方法,建立基于中波红外相机的比色测温实验系统。首先使用标准黑体进行中波红外相机和比色系统单波段定标;然后推导加入环境辐射参数的比色测量模型,进而建立新的目标辐射亮度比值与目标温度间的函数关系;最后,进行了实验室内自制灰体目标温度测量实验,验证了提出方法的可行性。实验表明:在实验温度范围内,温度绝对误差和相对误差分别小于4 ℃和6.7%,目标辐射亮度测量精度高于10%,考虑大气与环境影响的比色测温方法可实现中低温目标温度精确测量。     

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。     

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DSP处理器的红外测温系统的设计

通过对传统的红外热像仪测温采用拟合曲线及单向查表的算法分析,针对测温精度低,并且在不同环境温度下温度整体偏移等缺点,提出了一种双向查找表的测温算法。依据普朗克定律,利用标准面源黑体对热像仪进行标定,定标出温度查找表和环境温度补偿表,并且将两个定标表格存入测温系统存储器中。对目标物体进行温度测量时,根据目标物体的热像图灰度值和热像仪热电偶反馈的当前环境温度值,计算出目标物体的温度值和环境温度补偿值,利用环境温度补偿值对目标物体进行测温误差补偿,能够准确地测量出当前环境下的目标物体实际温度。实测结果表明,该方法测温精度可达到0.5℃,并且在不同测温环境温度下温度测量值稳定性较好。     

距离对红外热像仪测温精度影响及提高精度的实验研究

基于在固定环境下对手掌各部分温度测量的应用需求,实验研究了距离对目前最常用红外热像仪测温精度影响及提高精度的方法。首先在环境温度和湿度一定的条件下,实验研究了在一种测温距离下标定,不同测温距离测量时的测温精度。实验结果表示,66 cm测温距离标定下在其距离的测量精度是±0.08℃,但在40cm¹12cm距离的平均测温精度是0.43℃;其次实验研究了不同测温距离下重新标定的测温精度,测量平均绝对误差可以达到0.07℃,为在固定环境下利用红外热像仪比较精确的测量物体温度的应用提供了实验数据。     

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。     

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.     

红外双波段弱小目标温度特征提取模型研究

针对红外目标远距离识别特征微弱且具有很大不确定性的问题,定量研究了目标红外辐射强度提取精度与图像信噪比关系,并基于红外双波段比色测温原理,建立了目标温度特征提取与置信度估计模型。经静态实验验证,在图像信噪比达到6时,目标温度特征估计区间为10 K,特征估计精度为5 K；经外场试验验证,在图像信噪比达到6时,目标温度特征估计区间为20 K,特征估计精度为10 K。     

空间目标色温测量的波段选择

针对某空间目标色温测量技术,提出了一种可用于选择最优波段和提高系统温度分辨力与测温灵敏度的方法。 基于目标不同波长辐亮度的比对,推导了目标单色辐射率之比 与标准黑体波长及色温之间的关系,建立了目标色温测量数学模型,从而巧妙地绕开辐射率对测温工作的不利影响。同时建立了波段优 选评价函数数学模型,并通过分析系统的温度分辨力及测温灵敏度与探测波段之间的关系优选探测波段,提高了色温测量的精度。 基于红外系统进行的波段选择仿真结果表明,在8.0 ～ 8.5 μm范围内,当波段宽度取60 nm时,对温度为200 ～ 300 K的空间目标进行色温测量的温度分辨力最高可达到0.07 K。对不同温度目标的温度分辨力与测温灵敏度分别平 均提高了7.9 %和11.3 %。通过波段优选可以有效提高温度分辨力及测温灵敏度,为空间目标探测与识别装置的 研制提供了技术支持。     

红外双波段点目标双色比分析与处理

红外双色比能够表征目标的温度信息,但点目标双色比受噪声、探测器盲闪元以及跨像元因素干扰,难以准确测量,影响测温精度。应用递归图法定性分析和判断了点目标双色比的非平稳性。针对这一特性,先对点目标信号应用移动平均滤波做预处理,再通过小波软阈值去噪对双色比进行降噪处理。试验结果表明,在信噪比大于12的条件下,该方法可以实现静态点目标1 K温度分辨率,慢速动态点目标2 K温度分辨率。     

低功耗高精度温度多路采集测温系统研究

针对旋转物体、移动部件或物体内部温度分布采集的问题,文中设计了一种小体积、精度高、低功耗的温度测量系统。该系统能无线传输数据并能温度数据多通道采集。系统采用PT100作为温度传感器,利用高一致性和低导通阻抗的多路模拟开关ADG888实现多路测量控制。软件上,通过建立铂阻值与ADC转换结果的修正函数,对PT100的整个信号链进行系统校准,获得准确的PT100阻值。在比较多种非线性处理方法并进行误差分析后,采用PT100的传递函数校正非线性误差,以获得高精度的测量值。经测试,温度多路采集系统在0~300 ℃的设计温度范围内可达到0.5 ℃的精度。     

基于标准黑体的物体表面发射率计算方法研究

红外测温仪器的精度和被测物体表面的发射率对测量物体红外辐射特性的准确性影响很大。为了提高物体表面发射率的计算精度,先通过标准黑体对红外热像仪进行标定。然后,利用标定好的红外热像仪测量温度,计算出被测物体表面的发射率。将基于神经网络的红外热像仪标定方法应用到目标发射率的求解方法中,有效地消除了热像仪的系统误差。测试装置简单,测试结果准确。同时,温度和发射率的精确测量为红外隐身材料的研制奠定了基础。     

多路温度检测系统的设计与研究

现如今很多场合需要对其温度进行实时检测,如粮库、锅炉等,本文主要研究多路温度检测系统的建立及应用。以STC89C52为核心控制芯片,用数字温度传感器DS18B20来测试温度,用移位寄存器74HC595驱动数码管,LM7805稳压芯片为系统提供稳定电压,最后由MAX232电平转换芯片通过串口向单片机下载程序,最终实现多路温度的检测,具有快速、准确、可靠、经济、简单等特点。实验结果表明,所测温度范围为-55℃～125℃,在-10℃～＋85℃范围内精度为±0.5℃,适合普通场合的多路温度检测,该设计系统有很大的发展潜力,具有较大现实应用意义。     

基于SHT10的温湿度监测系统的设计

本温湿度监测系统以AT89C51为核心,以温湿度传感器SHT10作为测量元件,采集并实时显示传感器的测量数据,另外它还具有调节上下限并进行报警设置等功能。文章给出了硬件的设计过程和软件流程图,并进行了仿真,仿真结果表明,当温度变化范围为0~40℃,测量精度为±1℃;湿度变化范围为10%~100%RH,测量精度为±5%RH。该系统结构简单、携带方便、精度高,非常适合温室大棚及粮食存储等工厂企业应用。     

Robust techniques for abandoned and removed object detection based on Markov random field

This paper presents a novel framework for detecting abandoned objects by introducing a fully-automatic GrabCut object segmentation. GrabCut seed initialization is treated as a background (BG) modelling problem that focuses only on unhanded objects and objects that become immobile. The BG distribution is constructed with dual Gaussian mixtures that are comprised of high and low learning rate models. We propose a primitive BG model-based removed object validation and Haar feature-based cascade classifier for still-people detection once a candidate for a released object has been detected. Our system can obtain more robust and accurate results for real environments based on evaluations of realistic scenes from CAVIAR, PETS2006, CDnet 2014, and our own datasets.     

基于双波段对数比放大的热风炉拱顶测温系统

为了解决传统热风炉拱顶测温系统存在的维护难度大、发射率难以确定等问题,采用了双波段对数比放大测温方法,并对其进行了理论推导和实验验证。结果表明,在设定温度不变的前提下,该方法的测量结果与随着时间改变的温度几乎保持一致;并验证了设定温度与测量温度之间的关系,本系统测温误差绝对值在6℃以内,测量精度高;也验证了LOG112输出电压与真实温度的倒数呈线性关系,这与理论推导一致。该研究将辐射测温与对数比放大技术相结合,对于解决现存问题及提高拱顶测温精度具有重要意义。     

温箱温度控制设计

针对温箱控制过程中出现的精度低,稳定性差等问题,设计了一种基于MSP430F149单片机的高精度温箱温度控制系统。系统采用铂电阻温度传感器及12位A/D转换器实现了温箱温度精确测量,并利用低功耗MSP430F149单片机及加热和降温系统实现了对温箱温度的精确控制。通过不同温度下测量实验,表明温箱温度控制系统性能稳定可靠。从而在-50～150℃温度范围内,温箱控制精度可以达到±0.5℃。