Исследования и разработка метода и оптико-электронного устройства дистанционного измерения температуры

• Автор: Рассел Мостафа Махмуд
• Шифр специальности: 05.11.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 197 с. : ил.

Содержание
Введение
1 Современное состояние методов полихроматической пирометрии
1.1 Некоторые соотношение и величины, используемые в пирометрии
1.2 Коэффициент теплового излучения
1.3 Условные температуры и погрешности
1.4 Основные методы пирометрии
1.5 Монохроматический метод
1.6 Бихроматические методы
1.6.1 Метод спектрального отношения
1.6.2 Метод взаимно корреляционной температуры
1.6.3 Комбинационные методы
1.7 Полихроматические методы
1.7.1 Методы двойного спектрального отношения (ДСО)
а) Метод ДСО при трех равноотстоящих длинах волн
б) Метод ДСО при трех произвольно расположенных длинах волн
1.7.2 Методы, использующие нелинейную аппроксимацию спектральной зависимости излучательной способности
а) Метод двух длин волн
б) "Универсальный" метод двойного спектрального отношения
в) Выбор параметра а для аппроксимации спектральной зависимости излучательной способности (1) в двух волновой и (п) в трех волновой пирометрии
1.7.3 Определения температуры по отношению возведенных в степень значений потока излучения (!) при бихроматическом методе и (и) при методе двойного спектрального отношения
1.7.4 Метод извлечения информации об излучательной способности из интенсивности теплового излучения
1.7.5 "Оптимальные" методы одной или двух длин волн
1.7.6 Метод детерминированной пирометрии с полиномной аппроксимацией при числе уравнений, согласованном со степенью полинома
1.7.7 "Оптимальные" методы полихроматической пирометрии
а) Метод оптимальной полихроматической яркостной температуры
б) Оптимальная полихроматическая температура спектрального отношения
в) Оптимальная линейная температура

г) Оптимальная экспоненциально-степенная температура
Выводы по главе
2 Современное состояние полихроматических измерителей температур
2.1 Спектральные оптико-электронные системы измерения температуры
2.1.1 Пирометры спектрального отношения
2.1.2 Полихроматические пирометры
2.2 Новейшие полихроматические измерители температур и принцип их работы
Выводы по главе
3 Принцип построения разрабатываемого оптикоэлектронного измерителя температуры
3.1 Эталонные источники излучения
3.1.1 Источник типа "А"
3.1.2 Модель абсолютно черного тела типа М360
3.2 Выбор диспергирующей системы
3.2.1 Дифракционная решетка
3.3 Выбор приемников излучения
3.3.1 Матричный ПЗС-приемник
3.4 Экспериментальная установка
3.4.1 Для регистрации спектра излучения с использованием матричных приемников
3.4.2 Для определения температуры
3.5 Методика обработки экспериментальной спектральной информации
3.5.1 Градуировка сигнала по длинам волн
3.5.2 Определения спектральных аппаратных функций поправочных коэффициентов
3.5.3 Алгоритмы расчета температуры
3.6 Автономный макет полихроматического измерителя температуры для видимого участка спектра
3.6.1 Выбор оптической схемы макета
3.6.2 Конструктивные элементы
3.6.3 Элементы оптической схемы
Выводы по главе
4 Результаты экспериментальных исследований
4.1 Экспериментальная проверка вероятностного метода определения температуры на базе двухканального измерителя температуры
4.2 Определения температуры АЧТ, как неизвестного объекта
4.3 Измерения температуры имитаторов окрашенных тел
4.3.1 Измерения температуры имитатора №

4.3.2 Измерения температуры имитатора №
4.3.3 Измерения температуры имитатора №
4.4 Форма спектральной кривой излучательной способности
Выводы по главе
Заключение
Список использованных источников

неопределенностью значений излучательной способности, явился бихроматический метод спектрального отношения. Температура,
определенная этим методом, носит название температура СО. Температура СО определяется по отношению спектральных плотностей энергетической яркости излучения в двух спектральных участках. Здесь надо отметить, что существуют и другие определения (понятия) цветовой температуры, согласно которым излучения реального и абсолютно черного тел сравниваются по цветовому впечатлению и по спектральному распределению энергии [36]. Эти определения не относятся к рассматриваемому в данной работе методу. По этой причине мы будем называть эту температуру температурой спектрального отношения ТСо
В случае фотонных приемников регистрируется величина отношения

(я. г)
є, (Л,Т)2жсЛ2 ехр

2жЛ2 ехр
кКТ)

Є{Л,Т)2ж)I,4 ехр

2 ж4 ехр
f -С л

л,тс
(1.17)
'Л.хСО )
Логарифмируя соотношение (1.17), нетрудно получить выражение для расчета температуры термодинамической Т и спектрального отношения Тсо при использование фотонных приёмников

С 2 (Л2 — Лу )
Л1Л2

(я, г)'

1 со
(л,т)
С2(Л2 -Л])
+ 41п — + 1п

(Я,7-у
Л1Л2

(яд)'
(яд)
М’т)

V л<
.. Л2 + 41п

(1.18)
(1.19)
Напомним, что здесь п)л (Я,!1) и пх1 (>Т) значения спектральной плотности фотонов при длинах ВОЛН Л1 н Л2 , соответственно соотношения (1.18) и