本文關(guān)鍵詞：基于比色測(cè)溫技術(shù)的熱處理爐溫度場(chǎng)精確測(cè)定研究

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【摘要】：熱處理爐內(nèi)溫度場(chǎng)測(cè)定和實(shí)時(shí)監(jiān)控對(duì)于嚴(yán)格控制產(chǎn)品質(zhì)量、保障生產(chǎn)安全、提高生產(chǎn)率有著重要的指導(dǎo)意義,特別是針對(duì)精密部件的熱處理工藝來說,熱處理爐的溫度及場(chǎng)分布都有著極其嚴(yán)格的要求。傳統(tǒng)的熱電偶檢測(cè)法,盡管較為精確,但只能是以點(diǎn)帶面,破壞原先的溫度場(chǎng)；基于邊界條件的數(shù)值模擬方法則存在驗(yàn)證困難、不能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等問題。另外加上爐內(nèi)溫度瞬息萬變,氣體灰塵等復(fù)雜惡劣環(huán)境,很多研究方法由于操作難度大、測(cè)量不精準(zhǔn)等原因不能廣泛應(yīng)用到生產(chǎn)工程中。本課題采用近紅外網(wǎng)絡(luò)面陣探測(cè)器,基于比色測(cè)溫原理,提出了一種首先精確測(cè)量熱處理爐內(nèi)有限個(gè)靶標(biāo)的溫度,再結(jié)合空間反距離加權(quán)內(nèi)插法,從而推導(dǎo)出空間截面二維溫度場(chǎng)分布的方法。本論文主要完成以下幾個(gè)方面的工作：1.從熱輻射學(xué)的幾大定律推導(dǎo)出雙波長比色測(cè)溫公式和設(shè)備因子K值表達(dá)式,闡述了本課題的理論研究方法,利用近紅外CCD攝取熱圖像及靶標(biāo)識(shí)別,再根據(jù)比色測(cè)溫公式計(jì)算出靶標(biāo)溫度,進(jìn)一步推導(dǎo)整個(gè)溫度場(chǎng)分布；2.根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作需要,設(shè)計(jì)測(cè)溫裝置系統(tǒng),包括最重要的近紅外熱成像傳感器和高溫鏡頭、防止內(nèi)部光學(xué)系統(tǒng)損壞的高溫防護(hù)系統(tǒng)、高發(fā)射率的靶標(biāo)、以計(jì)算機(jī)為主的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),并且梳理了整個(gè)系統(tǒng)工作的流程；3.利用靶標(biāo)溫度根據(jù)反距離加權(quán)法推導(dǎo)其它待測(cè)點(diǎn)的溫度；4.為了提高測(cè)量準(zhǔn)確度,減小實(shí)驗(yàn)誤差,對(duì)系統(tǒng)中幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)的優(yōu)化,比如相機(jī)參數(shù)設(shè)置、紅外雙波段的選取、光學(xué)系統(tǒng)非均勻性補(bǔ)償和設(shè)備因子K值的標(biāo)定等；5.在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)處理,結(jié)合開發(fā)軟件繪制出溫度場(chǎng)分布圖；6.最后,描述熱處理爐溫度場(chǎng)的分布情況。
【關(guān)鍵詞】：近紅外網(wǎng)絡(luò)面陣探測(cè)器 溫度場(chǎng) 比色測(cè)溫 空間反距離加權(quán)內(nèi)插法
【學(xué)位授予單位】：安徽大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG155.1
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-17
• 1.1 項(xiàng)目研究背景8-9
• 1.2 熱處理爐簡介9-11
• 1.3 溫度檢測(cè)方法11-15
• 1.3.1 接觸式測(cè)溫12-13
• 1.3.2 非接觸式測(cè)溫13-14
• 1.3.3 結(jié)合反距離加權(quán)內(nèi)插法比色測(cè)溫技術(shù)在溫度場(chǎng)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用14-15
• 1.4 本課題研究內(nèi)容15-17
• 第二章 比色測(cè)溫及應(yīng)用算法17-26
• 2.1 紅外熱輻射簡介17-18
• 2.2 熱輻射定律18-21
• 2.2.1 普朗克(Planck)輻射定律18-19
• 2.2.2 維恩(Wien)位移定律19-20
• 2.2.3 基爾霍夫(Kirchhoff)定律20
• 2.2.4 斯蒂芬-玻耳茲曼定律20
• 2.2.5 瑞利-瓊斯公式20-21
• 2.3 比色測(cè)溫原理21-23
• 2.4 算法及數(shù)值模擬23-25
• 2.5 本章小結(jié)25-26
• 第三章 系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理26-32
• 3.1 測(cè)溫系統(tǒng)的構(gòu)成26-30
• 3.1.1 近紅外熱成像系統(tǒng)26-28
• 3.1.2 高溫防護(hù)系統(tǒng)28
• 3.1.3 靶標(biāo)28-29
• 3.1.4 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)29-30
• 3.2 系統(tǒng)工作流程30-31
• 3.3 本章小結(jié)31-32
• 第四章 系統(tǒng)在線實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)分析32-48
• 4.1 系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化32-42
• 4.1.1 相機(jī)參數(shù)設(shè)置32-33
• 4.1.2 紅外波段的選擇33-36
• 4.1.3 光學(xué)系統(tǒng)均勻性補(bǔ)償36-39
• 4.1.4 設(shè)備因子K值標(biāo)定39-41
• 4.1.5 熱處理實(shí)驗(yàn)爐的選定41-42
• 4.2 實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)分析42-45
• 4.3 空間截面溫度分布45-47
• 4.4 本章總結(jié)47-48
• 第五章 總結(jié)與展望48-50
• 5.1 論文總結(jié)48-49
• 5.2 后期展望49-50
• 參考文獻(xiàn)50-55
• 致謝55-56
• 攻讀碩士期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文56

【參考文獻(xiàn)】

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1 李梓，

本文編號(hào)：1109241