在冶金、能源等很多工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域,溫度檢測(cè)常是保證產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)過程安全的一個(gè)重要手段,然而由于現(xiàn)場(chǎng)安裝空間的限制以及設(shè)備運(yùn)動(dòng)等客觀條件的存在,傳統(tǒng)的接觸式測(cè)溫很難實(shí)現(xiàn)在線溫度測(cè)量。而基于CCD高溫計(jì)的非接觸式測(cè)溫由于具有非侵入性、響應(yīng)快、可提供高分辨率面溫度場(chǎng)等優(yōu)點(diǎn),目前被廣泛應(yīng)用于高溫測(cè)量領(lǐng)域。本文正是從這一角度切入,首先對(duì)國(guó)內(nèi)外一些測(cè)溫系統(tǒng)中所使用的方法和應(yīng)用效果進(jìn)行了調(diào)研,對(duì)比了不同測(cè)溫方法的優(yōu)缺點(diǎn),介紹了輻射測(cè)溫法在溫度測(cè)量方面的優(yōu)勢(shì),并在此基礎(chǔ)上,取得了以下研究成果:1.基于CCD單光譜輻射測(cè)溫模型確立了以FPGA和CCD為核心的測(cè)溫系統(tǒng)硬件方案:CCD傳感器模塊采用AD9923A芯片對(duì)其進(jìn)行時(shí)序配置和驅(qū)動(dòng),并采用FIFO原則和乒乓緩存設(shè)計(jì)思路,將圖像寫入外部SDRAM中;基于測(cè)溫模型得到溫度—灰度映射表,將其移植到FPGA內(nèi)部,從而測(cè)溫系統(tǒng)可直接通過查表方式來快速獲取溫度數(shù)據(jù);基于UDP協(xié)議,將圖像數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)按照特定格式進(jìn)行打包,采用千兆網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳輸至上位機(jī),供上位機(jī)軟件系統(tǒng)解析。2.結(jié)合測(cè)溫系統(tǒng)硬件方案,對(duì)系統(tǒng)硬件進(jìn)行了設(shè)計(jì):將板級(jí)設(shè)計(jì)分成了三部分,CCD傳感器模塊及... 

【文章來源】：合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：82 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

MOS結(jié)構(gòu)圖

第二章基于CCD和FPGA的測(cè)溫系統(tǒng)原理7時(shí)，勢(shì)井深度越大，所能收集的信號(hào)電荷越多。如圖2.2（b）所示，當(dāng)光照產(chǎn)生信號(hào)電荷后，會(huì)被收集到勢(shì)井中，而勢(shì)井深度會(huì)相應(yīng)的變淺。如圖2.2（c）所示，當(dāng)勢(shì)井被填滿時(shí)，信號(hào)電荷會(huì)溢出。（a）（b）（c）圖2.2電荷存儲(chǔ)過程Fig2.2Chargestorageprocess（3）電荷轉(zhuǎn)移信號(hào)電荷被存儲(chǔ)后，會(huì)進(jìn)行電荷轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移的控制過程與步進(jìn)電機(jī)很類似，以三項(xiàng)轉(zhuǎn)移方式為例，如圖2.3所示為電荷轉(zhuǎn)移過程。（a）（b）（c）圖2.3電荷轉(zhuǎn)移過程Fig2.3Chargetransferprocess為了方便電荷信號(hào)轉(zhuǎn)移，CCD的每個(gè)像元都由三個(gè)電極組成，并給電極輸入三項(xiàng)交疊的脈沖信號(hào)，初始狀態(tài)三個(gè)電極中僅有一個(gè)電極φ3為高壓，另外兩個(gè)電極為低壓，信號(hào)電荷主要集中在高壓下面的勢(shì)井中，如圖中2.3（a）中所示。當(dāng)三個(gè)電極電壓變?yōu)?.3（b）中所示時(shí)，由于φ2和φ3均為高電壓，原本集中在φ3的信號(hào)電荷會(huì)向φ2的下方移動(dòng)一部分使二者點(diǎn)和保持穩(wěn)定。當(dāng)三個(gè)電極電壓變?yōu)?

電荷轉(zhuǎn)移過程

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3404047