在現(xiàn)代金屬熱處理技術(shù)中,溫度及其分布作為生產(chǎn)工藝中重要的因素影響著產(chǎn)品的性能,因此如何測量高溫溫度場變的尤為重要。目前,傳統(tǒng)的接觸式高溫測量方法存在測溫效率低,難以實(shí)現(xiàn)溫度場分布的測量等問題。紅外熱成像設(shè)備雖然可以得到寬溫度場分布,但其不適合高溫測量,且結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)錢昂貴。基于近紅外CCD的高溫溫度場測量方法是一種在傳統(tǒng)輻射測溫技術(shù)基礎(chǔ)上結(jié)合了現(xiàn)代數(shù)字圖像處理技術(shù)的非接觸式的測溫方法,其具有結(jié)構(gòu)簡單、精度較高、低成本的特點(diǎn),并且對高溫目標(biāo)的溫度場能夠進(jìn)行準(zhǔn)確的測量。本設(shè)計(jì)針對激光熱處理溫度場溫度變化快和溫度范圍寬的實(shí)際具體需求進(jìn)行了基于近紅外CCD的高溫溫度場測量系統(tǒng)設(shè)計(jì),對輻射溫度和圖像灰度映射關(guān)系曲線進(jìn)行標(biāo)定。首先,針對溫度變化快的特點(diǎn),提出了快速變化溫度場的自適應(yīng)曝光控制算法,通過快速調(diào)整曝光時(shí)間以切換到合適的溫度測量段,實(shí)現(xiàn)了對快速變化溫度場的測量。針對溫度范圍寬的特點(diǎn),提出了寬溫度場的分段測量方法,采用快速變化溫度場的自適應(yīng)曝光控制算法得到最小曝光時(shí)間,從小到大依次將多個(gè)曝光時(shí)間下的窄溫度場合成寬溫度場。其次,對輻射溫度和圖像灰度映射關(guān)系的標(biāo)定過程和測量過程進(jìn)行了誤差分析,提... 

【文章來源】：長春理工大學(xué)吉林省

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

MV-GED32M-T型CCD相機(jī)

黑體標(biāo)定區(qū)域

24場銜接處的一致性。(a)(b)(c)圖4.2燈絲圖像(a)曝光時(shí)間0.04ms圖像；(b)曝光時(shí)間0.5ms圖像；(c)曝光時(shí)間1ms圖像；如圖4.2以鎢絲燈圖像為例，曝光時(shí)間0.04ms時(shí)所采集的圖像中，鎢絲部分圖像灰度值未飽和且細(xì)節(jié)清晰可見，但鎢絲周圍溫度由于曝光時(shí)間較孝采集圖像中溫度下限較高的原因并未被獲齲在曝光時(shí)間0.5ms的溫度圖像中燈絲部分出現(xiàn)了飽和致使CCD電荷存儲(chǔ)區(qū)溢出的電子沿行或列方向進(jìn)入相鄰像元，“污染”了該區(qū)域，導(dǎo)致出現(xiàn)了光暈現(xiàn)象，但燈絲外圍未飽和區(qū)的低溫區(qū)域被獲取到。當(dāng)曝光時(shí)間為1ms時(shí)，燈絲區(qū)域的像素灰度值已完全飽和，光暈現(xiàn)象更加嚴(yán)重，但周圍未受“污染”的區(qū)域細(xì)節(jié)也更加豐富。設(shè)置鎢絲的光譜發(fā)射率為0.3，首先通過式（3-4）可計(jì)算出曝光時(shí)間0.04ms圖像灰度值大于的像素溫度，得到溫度場，其溫度場如圖4.3(a)所示，溫度范圍為1364.9-1657.2℃。其次通過式（3-3）計(jì)算出曝光時(shí)間0.5ms時(shí)圖像灰度值大于且未參與計(jì)算的像素溫度，得到溫度場，如圖4.3(b)所示，該溫度場溫度范圍為1152.9-1464.7℃。然后由式（3-2）計(jì)算出曝光時(shí)間1ms圖像中灰度值大于且未參與前兩部計(jì)算的像素溫度，得到溫度場，如圖4.3(c)所示，該溫度場溫度范圍為892.8-1252.4℃。最后，如圖4.3(d)所示，得到，其溫

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于曲線擬合的紅外成像測溫定標(biāo)方法研究[J]. 官上洪,楊海波,邵銘,劉小虎.  光電技術(shù)應(yīng)用. 2018(05)
[2]熱電偶測溫技術(shù)相關(guān)特性研究[J]. 謝清俊.  工業(yè)計(jì)量. 2017(05)
[3]CCD攝像法采集激光光斑圖像方法研究[J]. 張海莊,孟智勇,丁帥,李鵬,曾慶平.  光學(xué)與光電技術(shù). 2013(05)
[4]一種新型低成本高精度熱電阻測溫模塊的研制[J]. 李聰,代后兆,張亞寧,黃明鍵.  電子測量與儀器學(xué)報(bào). 2013(06)
[5]多波長輻射反問題重建燃燒一維溫度分布[J]. 陳偉,劉石.  現(xiàn)代電力. 2013(03)
[6]激光光斑圖像偽彩色處理方法研究[J]. 胡維星,張海莊,彭閣鵬,李鵬,曾慶平.  現(xiàn)代電子技術(shù). 2013(02)
[7]基于相似性判斷的雙邊濾波改進(jìn)算法[J]. 陳瀟紅.  計(jì)算機(jī)工程. 2012(22)
[8]黑體輻射源技術(shù)的發(fā)展趨勢(上)[J]. 岳楨干.  紅外. 2012(07)
[9]Test and analysis of the halo in low-light-levelimage intensifiers[J]. 崔東旭,任玲,石峰,史繼芳,錢蕓生,王洪剛,常本康.  Chinese Optics Letters. 2012(06)
[10]CCD技術(shù)在發(fā)動(dòng)機(jī)溫度場測試中的應(yīng)用研究[J]. 李翔,張亮.  航空兵器. 2012(02)

博士論文
[1]基于圖像處理的高爐風(fēng)口燃燒帶溫度場研究及應(yīng)用[D]. 周東東.北京科技大學(xué) 2018
[2]連鑄坯表面溫度場圖像測溫儀的研制與應(yīng)用[D]. 白海城.東北大學(xué) 2013

碩士論文
[1]基于彩色CCD的激光熔覆熔池溫度閉環(huán)控制研究[D]. 孫華杰.蘇州大學(xué) 2018
[2]基于非局部均值的圖像去噪方法研究[D]. 李玲.安徽理工大學(xué) 2018
[3]基于彩色CCD的激光熔池的溫度場檢測與研究[D]. 袁鈺函.合肥工業(yè)大學(xué) 2018
[4]紅外熱像儀的超高溫度場測量技術(shù)研究[D]. 程麗鵬.中北大學(xué) 2017
[5]鍋爐過熱器壁面溫度紅外圖像測量技術(shù)研究[D]. 任建新.東南大學(xué) 2017
[6]基于數(shù)字圖像處理的高溫目標(biāo)溫度場測量系統(tǒng)研究[D]. 張勇進(jìn).哈爾濱理工大學(xué) 2017
[7]近紅外CCD測溫儀誤差分析及校正方法研究[D]. 馬斌義.東北大學(xué) 2017
[8]基于CCD固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)羽焰溫度場測試技術(shù)研究[D]. 王一喬.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[9]基于圖像的高溫運(yùn)動(dòng)鋼坯狀態(tài)監(jiān)測研究[D]. 陳凱.浙江大學(xué) 2015
[10]CCD成像系統(tǒng)影響因素研究[D]. 郄思銘.長春理工大學(xué) 2014



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