双波段红外扫描测温方法及实验研究

发布时间：2020-06-23 06:59

【摘要】：本课题来源于国家自然科学基金项目“高精度回转窑胴体红外双波段扫描测温方法及实验研究(61671094)”。随着国家经济的快速发展,回转窑现已在环保、建材、化工、冶金等多个领域中得到广泛应用。回转窑是煅烧熟料的核心设备,在生产过程中必须对其温度进行监测,以便及时了解回转窑内部的燃烧工艺,保障回转窑经济高效地运行。传统的回转窑表面温度测量方法大多为单波段扫描测温方法,这种测温方法需要设定被测目标的发射率并且测温精度易受环境和距离干扰,因此课题提出使用双波段红外扫描测温方法。由于波段选择是双波段扫描测温系统设计的前提,课题首先进行了双波段选择分析研究。课题根据红外辐射基本定律,分析了回转窑表面辐射特性,选择了基于回转窑表面的测温波段。其次,课题对双波段扫描测温方法在回转窑表面的应用,进行了双波段测温系统的研究。课题依据现有光学器件的分光原理,设计了两种双波段测温系统结构,依据回转窑表面扫描测温的特点和选择的波段,课题详细设计了一种适合回转窑表面测温的红外双波段扫描测温系统方案。再次,课题建立模型对所选波段进行双波段扫描测温的可行性进行测试。课题利用PcModWin软件仿真分析了红外辐射大气透过率,根据双波段测温原理,分析了大气透过率对红外双波段测温的影响。课题依据单波段定标原理建立了双波段测温模型,然后考虑距离影响因素,修正了红外双波段测温模型。课题使用波段为3μm~4.6μm和8μm~14μm的红外测温仪搭建了双波段测温平台,并在回转窑生产现场进行测温实验。实验表明:使用本文选择的波段进行双波段测温比单波段测温精度提高了3.66%,考虑距离影响因素后的双波段测温方法的精度又提高了3.16%。课题研究了一种新的回转窑表面测温方法,对提高回转窑表面的测温精度具有重要意义。
【学位授予单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ172.622;TN219
【图文】：

回转窑,工业水,实物

实验研究(61671094)”的支持下进行研究工作的。在回转窑熟料生产过对表面温度进行实时监测。红外扫描测温方法是实现回转窑表面温度重要手段，现有的红外扫描测温方法是单波段扫描测温方法，但是这需要设定物体发射率，测温精度容易受环境和距离影响，因此本课题红外扫描测温方法测量回转窑表面温度。回转窑是一种热工设备，用料进行加热煅烧，广泛应用于冶金、化工、水泥和耐火材料等工业生产过 1.1 所示，为工业水泥回转窑实物图，主要作用是煅烧石灰石。物料从筒体的旋转使物料沿轴向移动，经过加热发生物理化学反应后，最后品，因此回转窑的运转状况直接影响到熟料的质量、产量和成本[4,5]。回转窑内部的温度决定着筒体的运转状况和产品质量，而内部温度可表面的温度来反映。因此对筒体表面温度进行准确测量是判断窑内故段，实时监测回转窑表面的工作是十分必要的。

电磁频谱

只有黑体辐射能和温度之间存在准确的定量关系。可以将黑体作能的基准，通过测量黑体的温度确定被测物体的辐射能。因此本射度量学基本概念、黑体辐射基本定律和红外辐射测温原理三方。外辐射基本理论体在绝对零度(0K 273.15 C )的时候，构成物体的原子、分子都运动状态。当物体温度高于绝对零度的时候，这种稳定的状态会会发生能级的跃迁，然后释放能量，并向四周辐射不同波长的电温度升高，粒子会剧烈运动，辐射能变大；反之，辐射能会变小射波长的大小分为如下区间:

【参考文献】