Телевизионные методы визуализации и пирометрии высокотемпературных процессов и объектов

• Автор: Торицин, Сергей Борисович
• Шифр специальности: 05.12.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Великий Новгород
• Количество страниц: 243 с. : ил.

Глава 1 Оптико-электронные методы измерения высоких
температур
1.1 Классификация методов измерения высоких температур
1.2 Методы оптической пирометрии
1.2.1 Общие сведения
1.2.2 Квазимонохроматическая пирометрия
1.2.3 Фотоэлектрическая пирометрия
1.2.4 Пирометрия спектрального отношения
1.2.5 Пирометры полного излучения
1.2.6 Теневые методы
1.2.7 Интерференционные методы
1.2.8 Спектроскопические методы
1.2.9 Метод регулярных оптических меток
1.3 Телевизионно-пирометрические методы
1.3.1 Фотоэлектрический метод
Выводы по главе
Глава 2 Телевизионные системы для экстремальных условий
эксплуатации
2.1 Область применения и классификация термостойких телевизионных систем
2.2 Влияние высоких температур на характеристики телевизионных систем
2.3 Разработка конструкции термостойких телевизионных систем
2.3.1 Выбор определяющих критериев
2.3.2 Выбор материалов
2.3.3 Построение оптических схем термостойких телевизионных камер
2.3.4 Требования к телевизионным датчикам и их выбор
2.3.5 Системы обеспечения теплового режима
2.3.5.1 Выбор и особенности построения системы охлаждения
2.3.5.2 Моделирование и анализ теплового режима
2.3.5.3 Устройства автоматической защиты телевизионных камер
2.4 Разработка канала связи
2.4.1 Требования к каналу связи
2.4.2 Структурная схема канала связи

2.5 Разработка метода визуализации раскалённой поверхности объекта с помощью лазерной подсветки
2.5.1 Постановка задачи
2.5.2 Сущность метода
2.5.3 Выбор и экспериментальное исследование влияния спектрального диапазона на контраст телевизионного изображения поверхности
2.5.4 Телевизионное изображение подсвеченных дефектов
2.5.5 Разработка методики измерения геометрических характеристик дефектов поверхности
2.5.6 Программное обеспечение "Трасса 1,0" для автоматизации измерения геометрических характеристик дефектов
2.5.7 Экспериментальное исследование трассового метода
2.6 Экспериментальные исследования характеристик TTC
в реальных условиях эксплуатации
Выводы по главе
Глава 3 Методы оптической пирометрии в телевизионных
системах видеонаблюдения
3.1 Особенности измерения температуры типовых объектов наблюдения
3.2 Монохроматическая телевизионная пирометрия
3.2.1 Анализ пирометрического сигнала
3.2.1.1 Физическая модель телевизионнопирометрической системы визуализации и пирометрии высокотемпературных процессов
3.2.1.2 Энергетический расчёт ТПС
3.2.2 Разработка принципа построения телевизионной пирометрической системы (ТПС)
3.2.3 Исследование возможных способов технической реализации измерения яркостной температуры
3.2.3.1 Выбор спектрального диапазона
3.2.3.2 Состав и описание ТПС
3.2.3.3 Выбор оптической системы ТПС
3.2.4 Телевизионно-пирометрическая система "Пиротел-1 "
3.2.4.1 Структурная схема ТПС-П
3.2.4.2 Выбор телевизионного датчика ТПС-П
3.2.4.3 Выбор эталонного источника яркостной температуры
3.2.4.4 Анализ погрешностей ТПС-П
3.3 Телевизионная пирометрия спектрального отношения

3.3.1 Цветовая температура
3.3.2 Адаптация метода спектральных отношений к ТПС
3.3.2.1 Теоретические основы
3.3.2.2 Выбор и обоснование значения эффективных
длин волн
3.3.2.3 Анализ вариантов алгоритма работы ТПС
3.3.3 Разработка универсального пирометрического модуля
для термостойких телевизионных систем
3.3.3.1 Структурная схема и принцип работы
3.3.3.2 Оптическая схема универсального модуля
для ТПС
3.3.3.3 Разработка и исследование характеристик малогабаритных эталонных источников яркостной температуры
3.3.4 Телевизионная система "Пиротел-1"
3.4 Метрологическое обеспечение ТПС
Выводы
Глава 4 Экспериментальные исследования характеристик
телевизионно-пирометрических систем
4.1 Разработка методики экспериментальных исследований
4.1.1 Лабораторный стенд для экспериментальных исследований
4.1.2 Программное обеспечение «Пиротел 1.0»
4.2 Исследование погрешности измерения температуры
ТПС «Пиротел-1»
4.2.1 Исследование влияния температуры объекта на погрешность измерений
4.2.2 Исследование влияния температуры ФПЗС на погрешность измерений
4.2.3 Исследование влияния освещенности объекта исследований на погрешность измерений
4.2.4 Исследование влияния времени работы ТПС на погрешность измерений
4.2.5 Исследование погрешности измерений температуры в условиях отключенного калибратора яркостной температуры ТПС
4.2.6 Статистический анализ экспериментальных
результатов измерения температуры
4.3 Примеры визуализации и измерения температуры реальных
объектов с помощью ТПС «Пиротел-1»
4.3.1 Спиральные электронагреватели
Рисунок 12 - Функциональная схема ТТС