本文關(guān)鍵詞：基于多光譜擬合的瞬態(tài)溫度場測量系統(tǒng)研究

  更多相關(guān)文章： 多光譜 非穩(wěn)定環(huán)境 瞬態(tài)溫度測量

【摘要】：在國防、航空航天、科學研究等領(lǐng)域,對于瞬態(tài)物理場的溫度測量一般具有高溫(幾千甚至上萬度)、溫度變化快、環(huán)境惡劣(存在強電磁干擾、振動等不穩(wěn)定因素)以及對測溫精度要求高等特征,目前常用的一些接觸式和非接觸式測溫方法無法同時滿足這樣的測溫需求。而多光譜測溫法具有非接觸測溫法的普遍優(yōu)點,能夠?qū)崿F(xiàn)瞬態(tài)高溫測量,并且能夠高精度的同時獲得目標光譜發(fā)射率與溫度。因此本文旨在研發(fā)一種基于多光譜擬合的瞬態(tài)溫度場測量系統(tǒng),來解決相關(guān)領(lǐng)域在非穩(wěn)定環(huán)境下高溫測量的高精度、快速響應的技術(shù)難題。針對非穩(wěn)定測量環(huán)境存在強電磁輻射、振動等不穩(wěn)定因素,會給系統(tǒng)精密測試部分帶來嚴重干擾的問題,提出了利用傳導光纖連接遠工作距采樣系統(tǒng)與裝置精密測試部分實現(xiàn)二者物理分離的設(shè)計方案。通過對遠工作距采樣系統(tǒng)及傳導光纖的參數(shù)進行合理設(shè)計,實現(xiàn)目標光譜信號的高效傳輸,使得系統(tǒng)的精密測試部分能夠在遠離測試現(xiàn)場的穩(wěn)定環(huán)境下分析測算目標溫度,解決了非穩(wěn)定環(huán)境下的測溫難題。針對瞬態(tài)性測溫需求,系統(tǒng)采用高速響應的光電倍增管作為探測器,結(jié)合高速響應轉(zhuǎn)換電路與高采樣頻率的數(shù)據(jù)采集卡對目標特征光譜信號實時采集,提高系統(tǒng)測量速度,使系統(tǒng)能夠滿足瞬態(tài)溫度測量需求。針對高精度的測溫需求問題,一方面利用拋物面代替球面作為系統(tǒng)分光機構(gòu)的準直鏡與聚焦鏡,減小了特征光譜的彌散斑尺寸,提高了對特征譜線的提取精度；一方面利用標準輻射源對系統(tǒng)的光強傳遞特性函數(shù)進行標定,降低了系統(tǒng)測量誤差。從而保證了系統(tǒng)的測溫精度。通過波長標定實驗驗證了系統(tǒng)特征光譜中心波長的提取精度優(yōu)于1 nm；通過對光譜輻射照度標準燈的測溫實驗驗證了系統(tǒng)相對測量精度為2.21%。
【關(guān)鍵詞】：多光譜 非穩(wěn)定環(huán)境 瞬態(tài)溫度測量
【學位授予單位】：南京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH811
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 緒論7-17
• 1.1 研究背景與意義7-8
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀8-15
• 1.2.1 接觸式測溫法8-9
• 1.2.2 非接觸式測溫法9-15
• 1.3 本文研究內(nèi)容15-17
• 2 系統(tǒng)測量原理與溫度數(shù)學模型17-25
• 2.1 輻射度量學基本概念17-19
• 2.2 輻射學基本定律19-21
• 2.2.1 普朗克黑體輻射定律19-20
• 2.2.2 維恩位移定律20
• 2.2.3 斯忒潘-玻爾茲曼定律20-21
• 2.2.4 距離平方反比定律21
• 2.3 基于多光譜擬合的瞬態(tài)溫度場測量系統(tǒng)的數(shù)學模型21-24
• 2.3.1 溫度數(shù)學模型21-23
• 2.3.2 光譜發(fā)射率的算法模型23-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 3 基于多光譜擬合的瞬態(tài)溫度場測量裝置的系統(tǒng)設(shè)計25-49
• 3.1 系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)及技術(shù)要求25-28
• 3.1.1 系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)25-26
• 3.1.2 系統(tǒng)的技術(shù)要求26-27
• 3.1.3 系統(tǒng)工作波長的確定與設(shè)計27-28
• 3.2 基于多光譜擬合的瞬態(tài)溫度測量裝置的光學設(shè)計28-40
• 3.2.1 遠工作距采樣系統(tǒng)設(shè)計28-30
• 3.2.2 傳導光纖的設(shè)計30-31
• 3.2.3 特征波長精細分離及提取系統(tǒng)的設(shè)計31-40
• 3.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計40-45
• 3.3.1 遠工作距采樣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計41-42
• 3.3.2 特征光譜精細分離與提取系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計42-45
• 3.4 信號采集與處理系統(tǒng)設(shè)計45-47
• 3.4.1 光電探測器的選擇45-46
• 3.4.2 電流-電壓轉(zhuǎn)換電路46-47
• 3.4.3 高速數(shù)據(jù)采集卡47
• 3.5 基于多光譜擬合的瞬態(tài)溫度場測量系統(tǒng)的性能47-48
• 3.5.1 測溫系統(tǒng)工作機制47-48
• 3.5.2 測溫系統(tǒng)的性能48
• 3.6 本章小結(jié)48-49
• 4 系統(tǒng)波長帶寬與光強傳遞特性函數(shù)標定49-72
• 4.1 接收靶面特征光譜中心波長及帶寬的標定49-56
• 4.2 系統(tǒng)光強傳遞函數(shù)f(V)的標定56-71
• 4.2.1 標定原理56-59
• 4.2.2 標定方法59-61
• 4.2.3 標定過程61-62
• 4.2.4 標定結(jié)果62-71
• 4.3 本章小結(jié)71-72
• 5 原理性驗證實驗72-78
• 5.1 基于多光譜擬合的瞬態(tài)溫度場測量系統(tǒng)測溫實驗72-75
• 5.2 比色法測溫實驗比對75
• 5.3 系統(tǒng)誤差分析75-77
• 5.4 本章小結(jié)77-78
• 6 總結(jié)78-80
• 致謝80-81
• 參考文獻81-83

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 趙庶嫻;李效偉;劉東;邰魯建;;利用假設(shè)試驗分析法評價計數(shù)型測量系統(tǒng)[J];中國計量;2008年03期

2 劉發(fā)貴;;測量系統(tǒng)分析——過程受控的有效手段[J];工業(yè)計量;2009年04期

3 江海;測量部門引進電腦測量系統(tǒng)效益發(fā)揮欠佳情況的簡析[J];水運工程;1990年02期

4 劉平,呂國強,洪占勇;一種新型全自動二維測量系統(tǒng)[J];工具技術(shù);2000年10期

5 許小明,賈向軍,王效忠,陳連仲,劉大鳴;便攜式核材料中子測量系統(tǒng)的研制和應用[J];中國原子能科學研究院年報;2000年00期

6 王威,王竹萍,沈泓;平衡式溫度閉環(huán)測量系統(tǒng)[J];黑龍江工程學院學報;2001年01期

7 ;應用新型磁光調(diào)制器的高分辨率偏振消光測量系統(tǒng)[J];中國計量學院學報;2001年02期

8 陳曉懷,謝少鋒,張勇斌,費業(yè)泰;測量系統(tǒng)不確定度分析及其動態(tài)性研究[J];儀器儀表學報;2002年S2期

9 謝少鋒,陳曉懷,張勇斌;測量系統(tǒng)不確定度分析及其動態(tài)性研究[J];計量學報;2002年03期

10 張志勇,陳興梧,牛文成,陳誠,孫興文;光尋址電位傳感器測量系統(tǒng)的研究[J];儀表技術(shù)與傳感器;2003年12期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 蔣嬋娟;;淺議如何更準確有效地對測量系統(tǒng)進行分析[A];2007年度中國航空學會計量技術(shù)專業(yè)委員會計量與質(zhì)量專題學術(shù)交流會論文集[C];2007年

2 張劍;;紙張水分測量系統(tǒng)的數(shù)學模型[A];1996中國控制與決策學術(shù)年會論文集[C];1996年

3 華陳權(quán);;張力測量系統(tǒng)的研制[A];中國儀器儀表學會第五屆青年學術(shù)會議論文集[C];2003年

4 徐喜慶;梁雪;陳靈華;趙淑霞;趙俊文;;碎屑巖顆粒分布測量系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[A];第二屆全國信息獲取與處理學術(shù)會議論文集[C];2004年

5 劉鋒;李躍波;;常規(guī)爆炸工程效應試驗中測量系統(tǒng)的選擇及使用[A];第二屆全國爆炸力學實驗技術(shù)交流會論文集[C];2002年

6 夏定純;秦肖臻;;模式剪移動位置精確測量系統(tǒng)[A];中國儀器儀表學會第五屆青年學術(shù)會議論文集[C];2003年

7 蘇占強;何輔云;朱娟花;;多探頭連續(xù)管材壁厚的高速測量系統(tǒng)[A];全國第16屆計算機科學與技術(shù)應用（CACIS）學術(shù)會議論文集[C];2004年

8 張?zhí)m;;測量系統(tǒng)不確定度分析及其動態(tài)性研究[A];武漢市第二屆學術(shù)年會、通信學會2006年學術(shù)年會論文集[C];2006年

9 晁博;劉信信;;秦山二期擴建工程棒位測量系統(tǒng)調(diào)試[A];中國核科學技術(shù)進展報告（第二卷）——中國核學會2011年學術(shù)年會論文集第3冊（核能動力分卷（下））[C];2011年

10 劉春龍;孫慧穎;胡濱;金仁玲;陳寶榮;;兩種不同生化測量系統(tǒng)血清生化十項測量結(jié)果的一致性評估[A];第一次全國中西醫(yī)結(jié)合檢驗醫(yī)學學術(shù)會議暨中國中西醫(yī)結(jié)合學會檢驗醫(yī)學專業(yè)委員會成立大會論文匯編[C];2014年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 通訊員 姜麗麗;試飛院建成航跡測量系統(tǒng)[N];中國航空報;2000年

2 秦煉;構(gòu)建下一代測試測量系統(tǒng)[N];中國電子報;2008年

3 吳玉華;車載激光建模測量系統(tǒng)助力四川測繪[N];中國測繪報;2013年

4 記者 谷學濤　通訊員 鄧斌 高林;首次市場化應用喜迎開門紅[N];中國石油報;2012年

5 孫宏;一種新型無線鋼水測量系統(tǒng)的試驗與應用[N];世界金屬導報;2012年

6 ;京誠鼎宇自主研發(fā)中厚板平面板形測量系統(tǒng)[N];世界金屬導報;2013年

7 記者 吳寶成;車載激光建模測量系統(tǒng)通過專家鑒定[N];中國測繪報;2011年

8 鐘;帶鋼卷取時的在線卷形測量[N];世界金屬導報;2005年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 唐凱;HLSⅡ基于光學的測量系統(tǒng)及其相關(guān)研究[D];中國科學技術(shù)大學;2016年

2 施亮星;計量型測量系統(tǒng)能力及其評價方法研究[D];天津大學;2008年

3 蘇日建;信息測量系統(tǒng)及其若干問題的研究[D];華中科技大學;2010年

4 吳小芳;計量值測量系統(tǒng)能力評價方法研究[D];天津大學;2014年

5 謝少鋒;測量系統(tǒng)分析與動態(tài)不確定度及其應用研究[D];合肥工業(yè)大學;2003年

6 趙燕;屬性值測量系統(tǒng)分析的方法研究與應用[D];天津大學;2010年

7 蔣敏蘭;測量系統(tǒng)精度損失溯源與預測模型研究[D];合肥工業(yè)大學;2007年

8 王省書;激光陀螺捷聯(lián)姿態(tài)路譜測量系統(tǒng)研究[D];國防科學技術(shù)大學;2006年

9 朱嘉;基于視覺與觸覺集成傳感的多坐標組合測量系統(tǒng)的研究[D];天津大學;2010年

10 馬雙寶;基于熵的信息測量系統(tǒng)建模方法研究[D];華中科技大學;2013年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉雪松;基于激光測距儀的掃描式在機測量系統(tǒng)[D];哈爾濱理工大學;2013年

2 李會杰;復雜大型工件測量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成開發(fā)[D];燕山大學;2015年

3 佟林;精密機械組件質(zhì)心及相關(guān)參數(shù)測量系統(tǒng)的設(shè)計與研究[D];沈陽理工大學;2015年

4 蔣鈞海;電機端蓋數(shù)字化加工在機測量系統(tǒng)分析[D];浙江大學;2015年

5 李曦楠;分布式互聯(lián)網(wǎng)拓撲測量系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D];電子科技大學;2015年

6 余振華;慣性位移法軌道短波不平順測量系統(tǒng)設(shè)計[D];南昌大學;2015年

7 杜宏宇;機械結(jié)構(gòu)件疲勞監(jiān)測方法及裝置[D];河南科技大學;2015年

8 焦波;數(shù)字式核譜測量系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D];西南科技大學;2015年

9 丁正龍;電機端蓋孔徑高精度在線自動測量系統(tǒng)的研制[D];浙江大學;2015年

10 王思昊;天線遠場測量系統(tǒng)的分析與研究[D];西安電子科技大學;2014年

，

本文編號：728841