【摘要】：物體溫度這一基本物理量是表征物體特性的一個基本參數(shù),特別是在金屬工藝加工鍛造中,對所要鍛造的金屬進(jìn)行溫度測量極其重要。被鍛造金屬初始鍛造溫度過高導(dǎo)致金屬可塑性降低,溫度過低導(dǎo)致鍛造工具產(chǎn)生損壞。因此,本文將鍛造金屬的性質(zhì)與輻射測溫理論學(xué)相結(jié)合設(shè)計了一款比色測溫儀,實現(xiàn)對被鍛造金屬實時測溫,該測溫儀具有體積小、響應(yīng)時間短、精度高以及功耗低等優(yōu)點。本文首先研究輻射測溫基本理論,對比色測溫理論的進(jìn)行分析,選擇比色測溫技術(shù),設(shè)計了硬件系統(tǒng)。其中光學(xué)部分選用棱鏡分光系統(tǒng),該系統(tǒng)可避免因使用濾光片而導(dǎo)致輻射能量產(chǎn)生衰減問題。選擇LDX66MK型號的紅外探測器接受紅外信號。電路設(shè)計主要包含有I/V轉(zhuǎn)換電路、V/V轉(zhuǎn)換電路、程控放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路和光耦合隔離電路等,這些器件的選型全部采用工業(yè)級芯片。軟件方面,根據(jù)普朗克輻射原理實現(xiàn)溫度計算,首先程序?qū)崿F(xiàn)采樣設(shè)計和濾波。對每個波長下亮溫進(jìn)行研究,根據(jù)比色測溫原理結(jié)果每個波長的亮溫進(jìn)行比色溫度測量,最后為保證所得被測物體真溫結(jié)果的真實性和可靠性,再對得到的真實溫度進(jìn)行一次滑動濾波處理,最終得出溫度結(jié)果。設(shè)計標(biāo)定系統(tǒng),對比色測溫儀最終溫度的標(biāo)定結(jié)果進(jìn)行了分析。通過對儀器標(biāo)定中數(shù)學(xué)模型的建立、表格數(shù)據(jù)的分析和曲線圖的分析,得出了該比色測溫儀符合其技術(shù)要求的重要結(jié)論。本文設(shè)計的比色測溫儀在精度、穩(wěn)定和響應(yīng)時間上都在一定程度上達(dá)到技術(shù)要求。
【圖文】：

哈爾濱理工大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文式中：M(λ，T)表示絕對黑體輻射出射度；λ 表示波長；T 表示熱力學(xué)溫度；C1表示第一輻射常數(shù)，取 C1=3.74177×10-16W m3；C2表示第二輻射常數(shù)，取C2=1.4387752×102m K。該輻射測溫儀的測溫范圍在 700 C~1200 C，，其對應(yīng)的開爾文溫度范圍為973.15K~1573.15K，特用程序仿真出黑體輻射 900K~1600K 的黑體光譜輻射出射圖，圖中波形曲線表示的光譜輻射出射度與波長之間的關(guān)系[24-25]。其900K~1600K 黑體輻射光譜分布圖如圖 2-1 所示。

第 3 章 比色測溫儀系統(tǒng)硬件設(shè)計第3章 比色測溫儀系統(tǒng)硬件設(shè)計比色測溫系統(tǒng)的硬件設(shè)計包括光路部分和硬件電路設(shè)計部分。其中光路決定采集光波能量的質(zhì)量，硬件電路部分在一定程度對信號在傳輸過程中進(jìn)行穩(wěn)定傳輸起決定作用。1 測溫儀整體硬件設(shè)計該比色測溫儀系統(tǒng)在硬件設(shè)計上主要有兩部分：光學(xué)設(shè)計部分和硬件電計部分。其中光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計主要包含光學(xué)取樣系統(tǒng)設(shè)計和棱鏡分光鏡系統(tǒng)兩部分；硬件電路設(shè)計部分主要包含 I/V 轉(zhuǎn)換電路設(shè)計、V/V 轉(zhuǎn)換電路設(shè)波電路設(shè)計、程控放大電路設(shè)計、數(shù)據(jù)選擇電路設(shè)計、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路等設(shè)色測溫系統(tǒng)整體原理框圖如圖 3-1 所示。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：O551.2

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本文編號：2637502