多点真温测量系统软件研制
发布时间：2021-02-02 12:00
随着我国航天、军事、工业等领域的不断发展,温度测量尤其是对高温测量技术的研究变得越来越重要。本课题意在对一台十目标六波长高温计进行软件设计,利用多光谱辐射测温技术,使高温计完成1000℃-2000℃的温度测量,同时在真温反演软件部分利用多线程,解决了利用二次测量法同时反演多个目标真温速度慢的问题。本文主要工作包括软件的编写调试、仪器标定以及精度测试实验。软件编写调试主要包括数据采集、数据存储、温度标定、数据处理四大部分,在Visual Studio 2015平台利用C#语言进行编写。数据采集利用USB5630数据采集卡的内置函数实现与计算机的通信,通过计算机控制采集卡的采集方式、采集数量与停止时间,完成对零点电压、温度标定、温度场测量数据的采集;数据存储主要利用C#内置存储文件函数,完成将温度标定数据存储到Access数据库中,其他采集数据均存储到txt文件中的工作;温度标定部分利用整百度标定法,多次测量取均值作为标定数据;数据处理主要是利用亮温逼近法与二次测量法结合并利用多线程编写程序反演真温及发射率,也包括利用最小二乘法对亮温-电压关系曲线的拟合以及绘制温度随时间变化曲线。软件部分...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
十目标六波长高温计原理图
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-17-2.4.2电路系统及数据采集系统光学系统采集到辐射能量信息后，要将其传输到电路系统中，进行光电转换，并进行一系列处理，便于后续计算使用。如图2-2中所示，各路光信号到达电路系统后，首先要经过硅光电二极管阵列进行光电转换，将十个目标各波长的光信号转换成电流信号，然后各通道电流信号需要转换成便于处理和计算的电压信号，这部分由I/V转换电路完成，由于外界环境和采集器件的影响，信号中难免会存在一定的噪声，所以要将转换后的电压信号通过滤波电路进行滤波处理，尽可能消除噪声，最后为了进一步消除噪声影响，将滤波后的各路信号经放大电路进行两级放大，提高信噪比，使得有用信号的抗干扰能力增强。经过电路系统处理后的电信号通过数据采集系统进行采集，该部分使用阿尔泰公司生产的一款适用于二次开发的高速数据采集卡USB5630，它的单通道最大采集速率为500kHz，能够快速采集电压信息，避免数据流失。同时数据卡中内置了多种函数，便于利用计算机编程对其进行操控，完成数据采集的工作。数据采集卡与计算机之间通过以太网线连接，最大传输速率可达到100Mbps，能够保证采集卡采集的数据快速传入计算机中进行存储。整个十目标六波长高温计的实物图如下：图2-4十目标六波长高温计实物图
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-23-当给定开始采集零点电压指令，数据采集卡开始工作，创建数据采集卡设备对象、初始化并启动采集任务，然后通过函数USB5630E_AI_ReadAnalog判断数据采集卡与计算机连接是否成功，若不成功则释放数据采集卡参数及设备对象，否则开始进行数据采集。以采集到十个目标六个通道所有电压信号为一次采集，零点电压采集共需进行64次，若没有进行64次采集，则继续采集数据，直到成功采集完64次数据，然后将同一目标同一通道64次采集的电压数据通过List集合暂存，并通过Sort()函数对同一目标同一通道的电压值从小到大排序。为排除异常信号的影响，将每一目标每一通道的10个电压最大值和10个电压最小值去除，对每一通道剩下的44个电压数据取平均，即可得到每一目标每一通道的零点电压。将各通道零点电压存储到txt文件中，以供后续计算使用。存储完零点电压后，即可停止并释放采集任务、释放数据采集卡设备对象和初始化参数，结束零点电压采集工作。3.3.1.2现场测量数据采集现场测量数据采集是对实际温度场的测量。将测温仪器对准温度场，通过光学系统采集辐射能量，再由电路系统转换成电信号，最终由数据采集卡采集电压信号并传输到计算机中存储。下图是现场测量数据采集的用户操作界面：图3-3数据采集界面
【参考文献】：
期刊论文
[1]电弧炉炉壁钢水测温系统控制设计实现[J]. 田忠青. 现代制造技术与装备. 2019(12)
[2]普朗克公式的建立与能量量子化[J]. 董新平. 许昌学院学报. 2019(05)
[3]多光谱辐射测温数据处理技术研究[J]. 屈彤辉. 科技风. 2019(18)
[4]以量纲分析重新发现普朗克公式[J]. 邓崇林. 物理与工程. 2019(03)
[5]基于光电探测的多光谱测温装置[J]. 张磊,陈绍武,赵海川,王平,武俊杰. 中国光学. 2019(02)
[6]多光谱辐射测温系统的标定[J]. 刘斯尧,王劲松,孙艳军,黄国林,贾强. 长春理工大学学报(自然科学版). 2019(02)
[7]基于多目标极值优化法的多光谱真温反演[J]. 张福才,孙博君,孙晓刚. 光学学报. 2019(02)
[8]弹药爆炸火焰温度多光谱测温技术研究[J]. 占春连,韩军,路绍军,卢飞,曹盼,王佳. 计测技术. 2018(06)
[9]铝合金热成形过程温度多光谱测温技术研究[J]. 李喜东,朱明清,戴维. 自动化技术与应用. 2018(12)
[10]基于约束优化的多光谱辐射真温反演算法[J]. 顾伟宏,梁家锋,尹馨,邢键,宋文龙. 光谱学与光谱分析. 2018(12)
博士论文
[1]多光谱辐射测温技术研究[D]. 戴景民.哈尔滨工业大学 1995
本文编号：3014661
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
十目标六波长高温计原理图
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-17-2.4.2电路系统及数据采集系统光学系统采集到辐射能量信息后，要将其传输到电路系统中，进行光电转换，并进行一系列处理，便于后续计算使用。如图2-2中所示，各路光信号到达电路系统后，首先要经过硅光电二极管阵列进行光电转换，将十个目标各波长的光信号转换成电流信号，然后各通道电流信号需要转换成便于处理和计算的电压信号，这部分由I/V转换电路完成，由于外界环境和采集器件的影响，信号中难免会存在一定的噪声，所以要将转换后的电压信号通过滤波电路进行滤波处理，尽可能消除噪声，最后为了进一步消除噪声影响，将滤波后的各路信号经放大电路进行两级放大，提高信噪比，使得有用信号的抗干扰能力增强。经过电路系统处理后的电信号通过数据采集系统进行采集，该部分使用阿尔泰公司生产的一款适用于二次开发的高速数据采集卡USB5630，它的单通道最大采集速率为500kHz，能够快速采集电压信息，避免数据流失。同时数据卡中内置了多种函数，便于利用计算机编程对其进行操控，完成数据采集的工作。数据采集卡与计算机之间通过以太网线连接，最大传输速率可达到100Mbps，能够保证采集卡采集的数据快速传入计算机中进行存储。整个十目标六波长高温计的实物图如下：图2-4十目标六波长高温计实物图
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-23-当给定开始采集零点电压指令，数据采集卡开始工作，创建数据采集卡设备对象、初始化并启动采集任务，然后通过函数USB5630E_AI_ReadAnalog判断数据采集卡与计算机连接是否成功，若不成功则释放数据采集卡参数及设备对象，否则开始进行数据采集。以采集到十个目标六个通道所有电压信号为一次采集，零点电压采集共需进行64次，若没有进行64次采集，则继续采集数据，直到成功采集完64次数据，然后将同一目标同一通道64次采集的电压数据通过List集合暂存，并通过Sort()函数对同一目标同一通道的电压值从小到大排序。为排除异常信号的影响，将每一目标每一通道的10个电压最大值和10个电压最小值去除，对每一通道剩下的44个电压数据取平均，即可得到每一目标每一通道的零点电压。将各通道零点电压存储到txt文件中，以供后续计算使用。存储完零点电压后，即可停止并释放采集任务、释放数据采集卡设备对象和初始化参数，结束零点电压采集工作。3.3.1.2现场测量数据采集现场测量数据采集是对实际温度场的测量。将测温仪器对准温度场，通过光学系统采集辐射能量，再由电路系统转换成电信号，最终由数据采集卡采集电压信号并传输到计算机中存储。下图是现场测量数据采集的用户操作界面：图3-3数据采集界面
【参考文献】：
期刊论文
[1]电弧炉炉壁钢水测温系统控制设计实现[J]. 田忠青. 现代制造技术与装备. 2019(12)
[2]普朗克公式的建立与能量量子化[J]. 董新平. 许昌学院学报. 2019(05)
[3]多光谱辐射测温数据处理技术研究[J]. 屈彤辉. 科技风. 2019(18)
[4]以量纲分析重新发现普朗克公式[J]. 邓崇林. 物理与工程. 2019(03)
[5]基于光电探测的多光谱测温装置[J]. 张磊,陈绍武,赵海川,王平,武俊杰. 中国光学. 2019(02)
[6]多光谱辐射测温系统的标定[J]. 刘斯尧,王劲松,孙艳军,黄国林,贾强. 长春理工大学学报(自然科学版). 2019(02)
[7]基于多目标极值优化法的多光谱真温反演[J]. 张福才,孙博君,孙晓刚. 光学学报. 2019(02)
[8]弹药爆炸火焰温度多光谱测温技术研究[J]. 占春连,韩军,路绍军,卢飞,曹盼,王佳. 计测技术. 2018(06)
[9]铝合金热成形过程温度多光谱测温技术研究[J]. 李喜东,朱明清,戴维. 自动化技术与应用. 2018(12)
[10]基于约束优化的多光谱辐射真温反演算法[J]. 顾伟宏,梁家锋,尹馨,邢键,宋文龙. 光谱学与光谱分析. 2018(12)
博士论文
[1]多光谱辐射测温技术研究[D]. 戴景民.哈尔滨工业大学 1995
本文编号：3014661
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