真空开关电弧电子温度诊断的实验研究

金属蒸气等离子体是真空开关电弧的基本状态,为了实现对其等离子体电子温度诊断,提高真空开关的工作性能,本文提出了基于光学方法真空开关电弧电子温度诊断技术,阐述了二比色测温的基本原理,建立了真空开关电弧实验装置及相应的CCD光学图像采集系统。利用该实验系统得到了不同波长下的电弧图像,运用MATLAB经过图像处理得到真空电弧的灰度等值曲线,形象地表达了温度场的分布;通过计算得到了电子温度在不同电流下沿着径向的分布。试验结果表明:(1)在电弧电流为8.91kA时,电子温度最高可达3.42eV;(2)电子温度沿着径向不断的降低。     

热反射测温中基于随机共振的微小信号测量

提出了利用随机共振技术提高基于CCD探测器的热反射测温装置温度分辨力的方法。设定了CCD探测器量化效应的规则,分析了随机共振在非线性的CCD探测器测量过程中的作用机理,从理论上计算出了应用随机共振后CCD探测器测量微小信号的结果。利用LabVIEW编写仿真程序,对不同噪声强度对微小信号的测量效果进行了仿真,仿真结果与计算结果一致。仿真结果还显示:噪声强度越低误差越大,噪声强度大于1时,仿真结果与真实值基本一致。搭建了一套理论分辨力1.035℃的可见光热反射测温实验装置,测量0.5℃的微小温度变化,测得结果在0.455~0.673℃的范围内,结果证明了随机共振能够提高CCD探测器小信号测量能力。     

焦炉温度分布图像测试技术研究

针对中小型炼焦炉炉窑内温度测量与控制,分析了焦炉测温环境,探讨了炉膛内温度测试方法和数字图像采集方法,设计了一套测温系统,提出了以彩色面阵CCD像机作为测温传感器,并结合数字图像处理技术进行焦炉温度的非接触式测量的方法.建立了参考点法测温的数学模型,运用数字图像处理技术和动态温度标定技术实现了焦炉温度场的描述.     

热处理炉自动测试方案设计

一、引言 目前,国内外很多研究学者对热处理炉、温(湿)环境试验设备自动测试技术进行了研究,提出一种使用热电偶或水冷式抽气热电偶对燃烧室或烟道中的高温烟气温度逐点测量来获取运行中实际温度场数据,但受感温元件高温性能的限制,只能作短时间的测量,并且受介质的影响测温元件高温条件下使用寿命缩短,测量准确度随之降低;还提出了一种温度场测量方法,该方法利用数字图像处理技术根据三基色原理和Plank定律建立的三色测温公式实现温度场检测;一些学者提出利用激光技术和CT技术实现温(湿)度的检测,但由于设备复杂、昂贵、操作困难等,这些方法没有得到很好的研究.     

多波长法金属防热瓦表面温度及发射率的测量

为了解决金属防热瓦在连续加热过程中热边温度和发射率的测量问题,在基于辐射测温的参考温度数学模型的连续测量法中采用了一种新的发射率假设模型,并在此基础上提出了多波长数据处理方法.该方法假设材料的光谱发射率在选定的光谱处与温度有近似相同的线性关系,通过处理两个不同温度点处的多光谱测量数据以得到防热瓦真温及光谱发射率.使用多波长高速高温计测量了某种防热瓦在900～1300℃的温度范围内的辐射,并进行了数据处理.实验结果表明,只要温度估计初值与真实情况的误差在±200℃以内,即可得到较好的计算温度值和计算发射率值,测量不确定度在2%以内,说明此方法是测量金属防热瓦表面温度及发射率的可行方法.     

用散斑干涉光谱分布检测瞬态温度

为了提高对瞬态温度检测的灵敏度,提出了基于散斑干涉条纹光谱分析的瞬态温度反演算法.系统利用散斑干涉形成干涉条纹,由于瞬态温度的变化会使材料应变,从而使散斑干涉条纹改变.被测表面形变前后获得的干涉条纹由面阵 CCD 采集,其对应的光谱密度分布函数也会发生相应的改变,即由散斑干涉条纹反演得到的中心波长振幅发生改变.通过对两次中心波长幅值的比值的检测和计算,即可获得被测的瞬态温度.在分析计算了瞬态温度变化与材料应变、材料应变与干涉条纹变化的函数关系的基础上,推导了瞬态温度变化与干涉条纹振幅及相位函数关系.实验采用660 nm 半导体激光器,SI6600型面阵 CCD 探测器,从获得的光谱分布函数中提取中心波长处幅值比值,通过计算和标定,最终温度检测精度可达到±2℃.相比传统的直接检测干涉条纹的变化量,由被测面形变量推导温度的方法精度提高了近一个数量级,其精度更高、检测均匀性更好、稳定性更好.     

多波长可视化测温系统标定的实验研究

讨论了一种基于光学的火焰／温度场测量系统的标定方法。借助黑体炉等标定源，利用温控系统提供温度参数，经CCD系统成像得到图像的灰度值，通过函数拟合获得辐射图像灰度与温度之间的关系。通过调整不同的快门速度，扩大了CCD的动态范围，从而扩大测温范围。应用图像处理技术对辐射图像去噪，对标定数据进行了整理和拟合，并对结果进行了分析。     

火焰图像温度场测量的灰度拟合方法研究

为了扩大工业火焰温度测量范围,提出一种基于CCD图像处理的灰度拟合方法,并通过分析灰度比曲线获取可靠性较高的灰度值,以提高温度计算的准确性.在不同燃烧炉上对该方法进行了实验研究,结果表明该方法简单有效,测温范围可扩大100℃以上,最大相对误差降低1.59%,标准差降低12.37℃.     

一种采用热电器件的实用化双波长高精度光纤测温仪

介绍了一种利用钽酸锂热释电探测器的光纤比色测温仪。该仪器由光学接收系统、信号放大与处理系、统及显示系统三部分组成。从单个探测器的温度分辨率与波长的关系、仪器的测温灵敏度、相对测温灵敏度与波长和被测温度的关系以及大气对红外辐射的光谱透射特性等出发，优化设计了系统的工作波长；从光学器件的制作、温度的测量过程、温度的测量方法和电路的噪声分析等出发，分析了影响仪器测温精度的多种因素。     

基于抽象工厂模式的机载总线数据通用化处理方法研究

为解决目前TDLAS波长扫描直接吸收法测温领域存在的干扰吸收峰影响温度测量准确性的问题,提出了一种基于吸收光谱线型对称的积分吸光度计算方法,利用中心频率至无干扰吸收峰一侧频率范围的吸光度,根据对称性得到全频域的积分吸光度,以此来排除干扰吸收峰的影响,提高温度测量准确性。选取7185.6 cm^-1和7444.4 cm^-1两条H₂O吸收谱线,利用吸收光谱仿真数据在400~2600 K温度范围内选择8个温度点进行温度仿真计算,同时在实验室环境下搭建一套TDLAS测量系统,在573~1173 K温度范围内进行了管炉测温实验,并将吸收光谱线型对称积分吸光度计算法的测量结果与忽略干扰峰影响的单峰法的测量结果进行对比,结果显示：二者仿真计算温度的平均相对误差分别为1.11%和5.66%,实验测量温度的平均相对误差分别为1.02%和9%,验证了存在干扰吸收峰时根据线型对称性获取积分吸光度进行温度测量的可行性与准确性,为推动TDLAS温度测量技术发展提供了重要借鉴。     

BP神经网络的火焰图像温度检测方法

基于炉膛火焰温度不同，与之相对应通过CCD摄取的炉膛火焰图像颜色也不同，提出了一种检测炉膛火焰温度的方法。将获取的炉膛火焰图像RGB模型转换为HSI颜色值，用H、S值作为BP神经网络输入，通过样本图像训练后，拟合H、S与温度T的非线性关系，计算得到炉膛火焰温度值。实验表明，计算温度与实际温度良好相符，温度测量方法切实可行。     

CCD测温在现代焦化炉中的应用

焦化炉是石化行业很重要的一个设备，随时了解它的温度场分布和掌握它的运行状态一直是一个备受人们关注的问题。就CCD测温在现代焦化炉中的应用进行了介绍，阐述它的原理，指出了它今后发展的方向，最后举例说明该方法在现代工程上可行，并取得了比较令人满意的结果。     

Interline Transfer CCD Camera for Gated Broadband Coherent Anti-Stokes Raman-Scattering Measurements

Use of an interline transfer CCD camera for the acquisition of broadband coherent anti-Stokes Raman-scattering (CARS) spectra is demonstrated. The interline transfer CCD has alternating columns of imaging and storage pixels that allow one to acquire two successive images by shifting the first image in the storage pixels and immediately acquiring the second image. We have used this dual-image mode for gated CARS measurements by acquiring a CARS spectral image and shifting it rapidly from the imaging pixel columns to the storage pixel columns. We have demonstrated the use of this dual-image mode for gated single-laser-shot measurement of hydrogen and nitrogen CARS spectra at room temperature and in atmospheric pressure flames. The performance of the interline transfer CCD for these CARS measurements is compared directly with the performance of a back-illuminated unintensified CCD camera.     

CCD比色测温系统在水泥篦冷机中的应用

本文介绍一种基于CCD比色法的水泥篦冷机熟料温度场测量系统。详细论述了该系统的测温原理和系统结构，分析系统参数的选择原则。通过实验测定，结果表明，该测量系统可以测量篦冷机熟料温度场的分布，满足篦冷机熟料温度场测量要求。     

CCD信号处理技术及其在长度测量中的应用

论述线阵ＣＣＤ信号处理技术及其在几何尺寸测量中的应用,对线阵ＣＣＤ的特点和信号的处理方法给予较为详细的论述。特别是对ＣＣＤ信号的二值化问题,提出实现方法,结合这一技术在马钢初轧厂连轧坯测长和配尺应用的实例,进一步论述这一技术在大尺寸测量中的具体应用。     

Concurrent measurement of temperature and soot concentration of pulverized coal flames

This paper presents a novel instrumentation system for the concurrent measurement of temperature and soot concentration of pulverized coal flames. The system operates on the two-color principle, combining CCD camera optical sensing and digital image processing techniques. The temperature and its distribution in a flame are calculated from the ratio between the grey-levels of corresponding pixels within two images captured at two carefully selected wavelengths. The soot concentration distribution of the flame is represented and estimated using the KL factor that is derived from intermediate information obtained during the temperature measurement. The system is calibrated using a tungsten lamp as a standard temperature source. The maximum relative error in the temperature measurement is 1.83%. Experimental results obtained on a 0.5 MW/sub th/ combustion test facility show that the temperature distribution of a coal-fired flame ranged from 1380 to 1700/spl deg/C, while the KL factor ranged from 0.18 to 0.33.     

基于虚拟仪器的等离子射流温度场测量

结合CCD技术和图像处理技术,进行了基于虚拟仪器的高温射流温度场测量技术的研究.实现了通用图像采集卡在LabVIEW环境下的采集以及射流的实时显示;根据图像的灰度与温度场之间的关系,利用IMAQ Vision视觉软件包中强大的图像处理功能对射流图像进行一系列处理,得到射流温度场的分布图像.研究结果表明,这种测温方法费用低、精度高、操作简单,也可应用于热电站、金属焊接、冶炼等场合的温度场的测量,具有十分广阔的应用前景.     

采用面阵CCD对大尺寸轴径进行高精度测量的研究

采用面阵CCD对大尺寸轴径进行高精度的拼接非接触测量,克服了单片面阵CCD测量范围小的缺点,解决了用线阵CCD拼接测量时测量带太窄又不能扩展情况下所带来的问题。面阵CCD进行图像拼接的测量方法,适用于测量128-135mm的轴径,其测量精度高达±0.01mm。