基于CCD的高温温度场测量方法研究
发布时间：2021-02-19 14:10
在现代金属热处理技术中,温度及其分布作为生产工艺中重要的因素影响着产品的性能,因此如何测量高温温度场变的尤为重要。目前,传统的接触式高温测量方法存在测温效率低,难以实现温度场分布的测量等问题。红外热成像设备虽然可以得到宽温度场分布,但其不适合高温测量,且结构复杂、价钱昂贵。基于近红外CCD的高温温度场测量方法是一种在传统辐射测温技术基础上结合了现代数字图像处理技术的非接触式的测温方法,其具有结构简单、精度较高、低成本的特点,并且对高温目标的温度场能够进行准确的测量。本设计针对激光热处理温度场温度变化快和温度范围宽的实际具体需求进行了基于近红外CCD的高温温度场测量系统设计,对辐射温度和图像灰度映射关系曲线进行标定。首先,针对温度变化快的特点,提出了快速变化温度场的自适应曝光控制算法,通过快速调整曝光时间以切换到合适的温度测量段,实现了对快速变化温度场的测量。针对温度范围宽的特点,提出了宽温度场的分段测量方法,采用快速变化温度场的自适应曝光控制算法得到最小曝光时间,从小到大依次将多个曝光时间下的窄温度场合成宽温度场。其次,对辐射温度和图像灰度映射关系的标定过程和测量过程进行了误差分析,提...
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
MV-GED32M-T型CCD相机
黑体标定区域
24场衔接处的一致性。(a)(b)(c)图4.2灯丝图像(a)曝光时间0.04ms图像；(b)曝光时间0.5ms图像；(c)曝光时间1ms图像；如图4.2以钨丝灯图像为例，曝光时间0.04ms时所采集的图像中，钨丝部分图像灰度值未饱和且细节清晰可见，但钨丝周围温度由于曝光时间较孝采集图像中温度下限较高的原因并未被获龋在曝光时间0.5ms的温度图像中灯丝部分出现了饱和致使CCD电荷存储区溢出的电子沿行或列方向进入相邻像元，“污染”了该区域，导致出现了光晕现象，但灯丝外围未饱和区的低温区域被获取到。当曝光时间为1ms时，灯丝区域的像素灰度值已完全饱和，光晕现象更加严重，但周围未受“污染”的区域细节也更加丰富。设置钨丝的光谱发射率为0.3，首先通过式（3-4）可计算出曝光时间0.04ms图像灰度值大于的像素温度，得到温度场，其温度场如图4.3(a)所示，温度范围为1364.9-1657.2℃。其次通过式（3-3）计算出曝光时间0.5ms时图像灰度值大于且未参与计算的像素温度，得到温度场，如图4.3(b)所示，该温度场温度范围为1152.9-1464.7℃。然后由式（3-2）计算出曝光时间1ms图像中灰度值大于且未参与前两部计算的像素温度，得到温度场，如图4.3(c)所示，该温度场温度范围为892.8-1252.4℃。最后，如图4.3(d)所示，得到，其温
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于曲线拟合的红外成像测温定标方法研究[J]. 官上洪,杨海波,邵铭,刘小虎. 光电技术应用. 2018(05)
[2]热电偶测温技术相关特性研究[J]. 谢清俊. 工业计量. 2017(05)
[3]CCD摄像法采集激光光斑图像方法研究[J]. 张海庄,孟智勇,丁帅,李鹏,曾庆平. 光学与光电技术. 2013(05)
[4]一种新型低成本高精度热电阻测温模块的研制[J]. 李聪,代后兆,张亚宁,黄明键. 电子测量与仪器学报. 2013(06)
[5]多波长辐射反问题重建燃烧一维温度分布[J]. 陈伟,刘石. 现代电力. 2013(03)
[6]激光光斑图像伪彩色处理方法研究[J]. 胡维星,张海庄,彭阁鹏,李鹏,曾庆平. 现代电子技术. 2013(02)
[7]基于相似性判断的双边滤波改进算法[J]. 陈潇红. 计算机工程. 2012(22)
[8]黑体辐射源技术的发展趋势(上)[J]. 岳桢干. 红外. 2012(07)
[9]Test and analysis of the halo in low-light-levelimage intensifiers[J]. 崔东旭,任玲,石峰,史继芳,钱芸生,王洪刚,常本康. Chinese Optics Letters. 2012(06)
[10]CCD技术在发动机温度场测试中的应用研究[J]. 李翔,张亮. 航空兵器. 2012(02)
博士论文
[1]基于图像处理的高炉风口燃烧带温度场研究及应用[D]. 周东东.北京科技大学 2018
[2]连铸坯表面温度场图像测温仪的研制与应用[D]. 白海城.东北大学 2013
硕士论文
[1]基于彩色CCD的激光熔覆熔池温度闭环控制研究[D]. 孙华杰.苏州大学 2018
[2]基于非局部均值的图像去噪方法研究[D]. 李玲.安徽理工大学 2018
[3]基于彩色CCD的激光熔池的温度场检测与研究[D]. 袁钰函.合肥工业大学 2018
[4]红外热像仪的超高温度场测量技术研究[D]. 程丽鹏.中北大学 2017
[5]锅炉过热器壁面温度红外图像测量技术研究[D]. 任建新.东南大学 2017
[6]基于数字图像处理的高温目标温度场测量系统研究[D]. 张勇进.哈尔滨理工大学 2017
[7]近红外CCD测温仪误差分析及校正方法研究[D]. 马斌义.东北大学 2017
[8]基于CCD固体火箭发动机羽焰温度场测试技术研究[D]. 王一乔.哈尔滨工业大学 2015
[9]基于图像的高温运动钢坯状态监测研究[D]. 陈凯.浙江大学 2015
[10]CCD成像系统影响因素研究[D]. 郄思铭.长春理工大学 2014
本文编号：3041229
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
MV-GED32M-T型CCD相机
黑体标定区域
24场衔接处的一致性。(a)(b)(c)图4.2灯丝图像(a)曝光时间0.04ms图像；(b)曝光时间0.5ms图像；(c)曝光时间1ms图像；如图4.2以钨丝灯图像为例，曝光时间0.04ms时所采集的图像中，钨丝部分图像灰度值未饱和且细节清晰可见，但钨丝周围温度由于曝光时间较孝采集图像中温度下限较高的原因并未被获龋在曝光时间0.5ms的温度图像中灯丝部分出现了饱和致使CCD电荷存储区溢出的电子沿行或列方向进入相邻像元，“污染”了该区域，导致出现了光晕现象，但灯丝外围未饱和区的低温区域被获取到。当曝光时间为1ms时，灯丝区域的像素灰度值已完全饱和，光晕现象更加严重，但周围未受“污染”的区域细节也更加丰富。设置钨丝的光谱发射率为0.3，首先通过式（3-4）可计算出曝光时间0.04ms图像灰度值大于的像素温度，得到温度场，其温度场如图4.3(a)所示，温度范围为1364.9-1657.2℃。其次通过式（3-3）计算出曝光时间0.5ms时图像灰度值大于且未参与计算的像素温度，得到温度场，如图4.3(b)所示，该温度场温度范围为1152.9-1464.7℃。然后由式（3-2）计算出曝光时间1ms图像中灰度值大于且未参与前两部计算的像素温度，得到温度场，如图4.3(c)所示，该温度场温度范围为892.8-1252.4℃。最后，如图4.3(d)所示，得到，其温
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于曲线拟合的红外成像测温定标方法研究[J]. 官上洪,杨海波,邵铭,刘小虎. 光电技术应用. 2018(05)
[2]热电偶测温技术相关特性研究[J]. 谢清俊. 工业计量. 2017(05)
[3]CCD摄像法采集激光光斑图像方法研究[J]. 张海庄,孟智勇,丁帅,李鹏,曾庆平. 光学与光电技术. 2013(05)
[4]一种新型低成本高精度热电阻测温模块的研制[J]. 李聪,代后兆,张亚宁,黄明键. 电子测量与仪器学报. 2013(06)
[5]多波长辐射反问题重建燃烧一维温度分布[J]. 陈伟,刘石. 现代电力. 2013(03)
[6]激光光斑图像伪彩色处理方法研究[J]. 胡维星,张海庄,彭阁鹏,李鹏,曾庆平. 现代电子技术. 2013(02)
[7]基于相似性判断的双边滤波改进算法[J]. 陈潇红. 计算机工程. 2012(22)
[8]黑体辐射源技术的发展趋势(上)[J]. 岳桢干. 红外. 2012(07)
[9]Test and analysis of the halo in low-light-levelimage intensifiers[J]. 崔东旭,任玲,石峰,史继芳,钱芸生,王洪刚,常本康. Chinese Optics Letters. 2012(06)
[10]CCD技术在发动机温度场测试中的应用研究[J]. 李翔,张亮. 航空兵器. 2012(02)
博士论文
[1]基于图像处理的高炉风口燃烧带温度场研究及应用[D]. 周东东.北京科技大学 2018
[2]连铸坯表面温度场图像测温仪的研制与应用[D]. 白海城.东北大学 2013
硕士论文
[1]基于彩色CCD的激光熔覆熔池温度闭环控制研究[D]. 孙华杰.苏州大学 2018
[2]基于非局部均值的图像去噪方法研究[D]. 李玲.安徽理工大学 2018
[3]基于彩色CCD的激光熔池的温度场检测与研究[D]. 袁钰函.合肥工业大学 2018
[4]红外热像仪的超高温度场测量技术研究[D]. 程丽鹏.中北大学 2017
[5]锅炉过热器壁面温度红外图像测量技术研究[D]. 任建新.东南大学 2017
[6]基于数字图像处理的高温目标温度场测量系统研究[D]. 张勇进.哈尔滨理工大学 2017
[7]近红外CCD测温仪误差分析及校正方法研究[D]. 马斌义.东北大学 2017
[8]基于CCD固体火箭发动机羽焰温度场测试技术研究[D]. 王一乔.哈尔滨工业大学 2015
[9]基于图像的高温运动钢坯状态监测研究[D]. 陈凯.浙江大学 2015
[10]CCD成像系统影响因素研究[D]. 郄思铭.长春理工大学 2014
本文编号：3041229
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jinshugongy/3041229.html
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