真實溫度的輻射測量方法
發(fā)布時間:2021-08-18 21:52
輻射測溫具有測溫范圍廣、不破壞被測對象溫度場、響應時間短等優(yōu)點,在航空航天、能源動力和遙感測繪等領域具有廣闊的應用前景,但是輻射測溫能否測得物體真實溫度一直是困擾測溫界的問題之一,與之相關的理論研究也不多見。本文采用理論分析和模擬實驗案例的方法研究物體真實溫度的輻射測量問題,通過理論分析探究了輻射測溫獲得真實溫度的方法,為輻射測量物體真實溫度提供了新思路,說明了選擇波段積分測量路徑的輻射測溫方法可以在發(fā)射率未知時測得物體真實溫度。本文首先建立了輻射測溫模型,準確地描述了輻射測溫現(xiàn)象,通過對模型的數(shù)學分析提出了輻射測量真實溫度的條件式。揭示了輻射測溫中存在特定波長下測量物體真實溫度的現(xiàn)象,將輻射測量真實溫度的條件由“階數(shù)相同”拓展至“波長相同”,并由此提出了特定波長下的三波長測溫法,使得當物體發(fā)射率函數(shù)與儀器設定發(fā)射率函數(shù)不同時儀器也可以獲得物體真實溫度,同時揭示了特定波長存在數(shù)值不確定的性質(zhì)。本文隨后分析了波段測量路徑中真實溫度的測量問題,指出選擇波段測量路徑時儀器能夠提供中值波長并且當儀器的輻射傳感器靈敏很高時中值波長等于特定波長,將保證儀器在特定波長下測溫的條件從對測量波長的要求變...
【文章來源】:中國科學技術(shù)大學安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:65 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
國內(nèi)“輻射側(cè)沮”銀該發(fā)表期刊論文效且
(2.8)??真實溫度條件式(2.8)指出當儀器設定發(fā)射率與物體發(fā)射率相等時儀器溫度??等于真實溫度。如圖2.1所示,滿足真實溫度條件式存在兩種情況,一種情況是??'?儀器設定發(fā)射率函數(shù)形式與物體發(fā)射率函數(shù)完全相同(如圖1中s和fl),此時??在任意測量波長下儀器均滿足真實溫度條件式,這是輻射測量物體真實溫度的傳??15??
實驗證明輻射測溫存在“階數(shù)相同”和“波長相同”兩種測量物體真實溫度的選擇。??首先假設如表2.2所示的兩種具有不同級數(shù)階數(shù)發(fā)射率的物體1和2,在0.1-??5|im的測量波段內(nèi)其發(fā)射率曲線如圖2.2所示。選擇線性函數(shù)+?作??為儀器設定發(fā)射率函數(shù)并根據(jù)三波長測溫法的原理進行測溫模型實驗,實驗的步??驟如下:(1)首先確定儀器測量波長,本次模擬實驗中所選的6個測量波長分別??為0.6,1.2,1.8,2.5,3.2和4.8^m;?(2)假設實際物體溫度為1800K,根據(jù)實際物體??輻射方程(1.2)式計算得到兩個物體溫度為1800K時在6個測量波長下的測量??值;(3)任意選擇三個測量波長構(gòu)建如表2.3所示的測量波長組;(4)將測量波??長和與其對應的測量值帶入多波長測溫法測量方程(2.11)式中(此時m=l),利??用MATLAB軟件計算得到兩種物體的溫度數(shù)據(jù)。??表2.2?2種物體發(fā)射率函數(shù)??實際物體?發(fā)射率函數(shù)??物體?1?7)?=?-0.081+?0.9??物體?2?g(/L,J)?^0.04A3?-0.28712?+?0.4/1+?0.8???1?r?1?1?1??l?—??z.—.'??娜1]??一?/.?'、、??娜?2??0.9^^/?\?、?L??0.8?-?-??阱。.7-?-??0.6-?\?/??0.5-?\??\?.?/??0.4?-?'、?
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于發(fā)射率溫差模型的多光譜輻射測溫理論研究[J]. 張福才,孫曉剛,孫博君,于晨濤. 光譜學與光譜分析. 2017(09)
[2]基于光譜發(fā)射率函數(shù)基形式不變的輻射測溫技術(shù)[J]. 朱澤忠,沈華,王念,朱日宏. 光譜學與光譜分析. 2017(03)
[3]自適應環(huán)境溫度變化的壓力式溫度儀表的研制[J]. 葉永偉,楊超,王永興,陸俊杰,錢志勤. 儀器儀表學報. 2016(05)
[4]一種提高熱電阻測溫準確性方法研究[J]. 王淑杰. 宇航計測技術(shù). 2016(02)
[5]基于多光譜測溫法的轉(zhuǎn)爐爐口火焰溫度預測研究[J]. 邵艷明,趙書安,陳延如,俞仁龍,趙琦. 光學學報. 2015(11)
[6]基于發(fā)射率模型約束的多光譜輻射真溫反演法[J]. 梁美,孫曉剛,欒美生. 光譜學與光譜分析. 2015(10)
[7]基于多光譜測溫優(yōu)化的材料光譜發(fā)射率測量[J]. 楊永軍,王中宇,張術(shù)坤,張學聰. 北京航空航天大學學報. 2014(08)
[8]尾焰紅外輻射特性的反向蒙特卡羅法模擬[J]. 張術(shù)坤,蔡靜,楊永軍. 紅外與激光工程. 2012(10)
[9]基于光譜響應定標的輻射測溫方法[J]. 辛成運,程曉舫,張忠政. 光譜學與光譜分析. 2012(10)
[10]輻射測溫的廣義有效亮度溫度[J]. 原遵東. 儀器儀表學報. 2012(04)
博士論文
[1]譜色測溫系統(tǒng)的設計研究[D]. 楊臧健.中國科學技術(shù)大學 2009
[2]導彈羽焰及云層背景紅外輻射特性研究[D]. 原桂彬.哈爾濱工業(yè)大學 2007
[3]輻射光譜辨識的原理研究與應用[D]. 范學良.中國科學技術(shù)大學 2007
[4]多光譜輻射測溫技術(shù)研究[D]. 戴景民.哈爾濱工業(yè)大學 1995
本文編號:3350689
【文章來源】:中國科學技術(shù)大學安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:65 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
國內(nèi)“輻射側(cè)沮”銀該發(fā)表期刊論文效且
(2.8)??真實溫度條件式(2.8)指出當儀器設定發(fā)射率與物體發(fā)射率相等時儀器溫度??等于真實溫度。如圖2.1所示,滿足真實溫度條件式存在兩種情況,一種情況是??'?儀器設定發(fā)射率函數(shù)形式與物體發(fā)射率函數(shù)完全相同(如圖1中s和fl),此時??在任意測量波長下儀器均滿足真實溫度條件式,這是輻射測量物體真實溫度的傳??15??
實驗證明輻射測溫存在“階數(shù)相同”和“波長相同”兩種測量物體真實溫度的選擇。??首先假設如表2.2所示的兩種具有不同級數(shù)階數(shù)發(fā)射率的物體1和2,在0.1-??5|im的測量波段內(nèi)其發(fā)射率曲線如圖2.2所示。選擇線性函數(shù)+?作??為儀器設定發(fā)射率函數(shù)并根據(jù)三波長測溫法的原理進行測溫模型實驗,實驗的步??驟如下:(1)首先確定儀器測量波長,本次模擬實驗中所選的6個測量波長分別??為0.6,1.2,1.8,2.5,3.2和4.8^m;?(2)假設實際物體溫度為1800K,根據(jù)實際物體??輻射方程(1.2)式計算得到兩個物體溫度為1800K時在6個測量波長下的測量??值;(3)任意選擇三個測量波長構(gòu)建如表2.3所示的測量波長組;(4)將測量波??長和與其對應的測量值帶入多波長測溫法測量方程(2.11)式中(此時m=l),利??用MATLAB軟件計算得到兩種物體的溫度數(shù)據(jù)。??表2.2?2種物體發(fā)射率函數(shù)??實際物體?發(fā)射率函數(shù)??物體?1?7)?=?-0.081+?0.9??物體?2?g(/L,J)?^0.04A3?-0.28712?+?0.4/1+?0.8???1?r?1?1?1??l?—??z.—.'??娜1]??一?/.?'、、??娜?2??0.9^^/?\?、?L??0.8?-?-??阱。.7-?-??0.6-?\?/??0.5-?\??\?.?/??0.4?-?'、?
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于發(fā)射率溫差模型的多光譜輻射測溫理論研究[J]. 張福才,孫曉剛,孫博君,于晨濤. 光譜學與光譜分析. 2017(09)
[2]基于光譜發(fā)射率函數(shù)基形式不變的輻射測溫技術(shù)[J]. 朱澤忠,沈華,王念,朱日宏. 光譜學與光譜分析. 2017(03)
[3]自適應環(huán)境溫度變化的壓力式溫度儀表的研制[J]. 葉永偉,楊超,王永興,陸俊杰,錢志勤. 儀器儀表學報. 2016(05)
[4]一種提高熱電阻測溫準確性方法研究[J]. 王淑杰. 宇航計測技術(shù). 2016(02)
[5]基于多光譜測溫法的轉(zhuǎn)爐爐口火焰溫度預測研究[J]. 邵艷明,趙書安,陳延如,俞仁龍,趙琦. 光學學報. 2015(11)
[6]基于發(fā)射率模型約束的多光譜輻射真溫反演法[J]. 梁美,孫曉剛,欒美生. 光譜學與光譜分析. 2015(10)
[7]基于多光譜測溫優(yōu)化的材料光譜發(fā)射率測量[J]. 楊永軍,王中宇,張術(shù)坤,張學聰. 北京航空航天大學學報. 2014(08)
[8]尾焰紅外輻射特性的反向蒙特卡羅法模擬[J]. 張術(shù)坤,蔡靜,楊永軍. 紅外與激光工程. 2012(10)
[9]基于光譜響應定標的輻射測溫方法[J]. 辛成運,程曉舫,張忠政. 光譜學與光譜分析. 2012(10)
[10]輻射測溫的廣義有效亮度溫度[J]. 原遵東. 儀器儀表學報. 2012(04)
博士論文
[1]譜色測溫系統(tǒng)的設計研究[D]. 楊臧健.中國科學技術(shù)大學 2009
[2]導彈羽焰及云層背景紅外輻射特性研究[D]. 原桂彬.哈爾濱工業(yè)大學 2007
[3]輻射光譜辨識的原理研究與應用[D]. 范學良.中國科學技術(shù)大學 2007
[4]多光譜輻射測溫技術(shù)研究[D]. 戴景民.哈爾濱工業(yè)大學 1995
本文編號:3350689
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