本文關鍵詞：雙波長紅外測溫儀的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《天津理工大學》 2008年

雙波長紅外測溫儀的研究

張忠恒  

【摘要】： 紅外測溫儀以其響應速度快、準確、便捷、使用壽命長等優(yōu)勢,在冶金、電子、石化、食品等行業(yè)得到廣泛應用,成為企業(yè)故障檢測,產(chǎn)品質(zhì)量控制和提高經(jīng)濟效益的重要手段。紅外測溫主要是利用任何物體都會發(fā)出紅外輻射的原理來測量的,隨著現(xiàn)代紅外技術的不斷成熟和日益完善,利用紅外檢測的遠距離、不接觸、準確、實時、快速等特點發(fā)展起來的紅外檢測技術由于在不停電、不取樣、不解體的情況下能快速實時地在線監(jiān)測和診斷大多數(shù)故障,可以減少對設備的損害,避免停工停產(chǎn)造成的損失,節(jié)約人力和財力,某些領域還可以減少對人身的危害,對于各行業(yè)的現(xiàn)代化有著重要的意義。 目前,有的產(chǎn)品雖然價格不高,但測溫精度有限;有的產(chǎn)品測溫精度高,但需要國外進口,價格十分昂貴,不能使人們的需求得到滿意的解決。針對這一問題,本文在收集和分析了近年來國內(nèi)外有關紅外測溫技術研究成果的基礎上,對紅外測溫的關鍵技術進行了研究。主要工作有以下幾個方面: 1.在傳統(tǒng)理論上運用新的紅外測溫儀的測溫方法,結合微機處理技術,巧妙地避開了國際上公認的“輻射率修正”的困難,大大的提高了紅外測溫儀的測溫精度; 2.改善傳統(tǒng)紅外測溫儀的光學系統(tǒng),用凹面鏡對紅外輻射信號的收集來代替以往紅外測溫儀用透射鏡或者其它形狀的反射鏡對紅外光的收集,簡化了紅外測溫的光學系統(tǒng),降低了成本,提高了可靠程度; 3.采用雙波長技術,大大提高了工業(yè)應用中產(chǎn)品的抗干擾能力,面對復雜惡劣環(huán)境時,測溫數(shù)值和測溫精度不會發(fā)生很大的變化; 4.首次提出模擬除法器、復合紅外探測器在雙波長紅外測溫儀上的運用,使信號采集的同步性得到了很好的解決,避免了更換探測器帶來的不便和系統(tǒng)的誤差; 5.探索了設計中的“實體定標”的問題,設計了樣機,并對樣機進行了測試。

【關鍵詞】：
【學位授予單位】：天津理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2008
【分類號】：TH811
【目錄】：

摘要5-6

Abstract6-9

第一章 緒論9-12

1.1 課題的提出及任務9

1.2 紅外測溫技術的發(fā)展9-11

1.3 本文的研究內(nèi)容及創(chuàng)新工作11-12

第二章 紅外輻射原理12-23

2.1 紅外輻射的發(fā)射及規(guī)律12-18

2.1.1 黑體的紅外輻射規(guī)律12-14

2.1.2 非黑體輻射14-15

2.1.3 幾種測溫方法的比較15-18

2.2 輻射率和環(huán)境因素對紅外測溫儀的影響18-19

2.2.1 輻射率對紅外測溫儀的影響18

2.2.2 環(huán)境因素對紅外測溫儀的影響18-19

2.3 經(jīng)典理論的創(chuàng)新19-22

2.3.1 理論創(chuàng)新19-21

2.3.2 應用創(chuàng)新21-22

2.4 本章小結22-23

第三章 雙波長紅外測溫儀的總體設計23-29

3.1 總體設計時考慮的因素23-24

3.1.1 確定測溫范圍23

3.1.2 確定距離系數(shù)23

3.1.3 確定波長范圍23-24

3.1.4 響應時間24

3.2 測溫方案的選擇24-25

3.3 光學系統(tǒng)的設計25-27

3.3.1 透射式光學系統(tǒng)25

3.3.2 反射式光學系統(tǒng)25-26

3.3.3 反射—透射組合式光學系統(tǒng)26-27

3.4 紅外視場的確定27-28

3.5 本章小結28-29

第四章 信號的采集處理及電路硬件設計29-45

4.1 信號的采集及放大29-36

4.1.1 紅外探測器的選擇29-34

4.1.2 信號的放大與整形34-36

4.2 數(shù)據(jù)的處理和顯示36-43

4.2.1 模擬除法器的引入36-37

4.2.2 單片機的選擇37-38

4.2.3 電源設計38

4.2.4 A/D轉(zhuǎn)換器的選擇38-41

4.2.5 環(huán)境溫度的補償41-42

4.2.6 數(shù)據(jù)的顯示42-43

4.3 整機的按鍵控制43-44

4.4 本章小結44-45

第五章 軟件設計及誤差分析45-49

5.1 系統(tǒng)軟件所實現(xiàn)的功能45

5.2 系統(tǒng)軟件的設計45-47

5.2.1 主程序設計45-46

5.2.2 鍵盤接口子程序設計46-47

5.3 整機的標定47

5.4 系統(tǒng)誤差分析47

5.5 降低誤差的措施47-48

5.6 本章小結48-49

第六章 全文的總結與展望49-51

6.1 主要工作總結49-50

6.2 研究領域的工作展望50-51

參考文獻51-53

發(fā)表論文及科研情況說明53-54

致謝54

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本文編號：195198