光导纤维红外辐射温度计的设计与实现

发布时间：2017-09-08 03:24

  本文关键词：光导纤维红外辐射温度计的设计与实现

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【摘要】：随着科学技术的发展,温度测量越来越受到重视,而且对测量准确度的要求也越来越高。光导纤维红外温度计是采用光导纤维技术的非接触式测温仪表,与其他类型温度仪表相比,它具有远距离、不接触、不取样、不解体,又具有准确、快速、直观等特点,可在一定距离内实时、定量、在线检测发热点的温度。可以根据不同对象,不同场合使用。该产品是冶金熔炼、锻造、扎制加工、热处理、硅酸盐、耐火材料、碳素制品和科研实验等广泛使用的测温仪表。本文研究了红外辐射测温理论,依据红外辐射温度计的功能需求,提出光导纤维红外辐射温度计的总体设计方案,设计了光路系统和包括温度采集、温度检测处理、人机对话与信号输出等模块的硬件电路,以及相应的软件模块,研制出适用于测量高温场合,热惯性小、响应时间短的红外辐射温度计。论文给出了硬件结构、软件流程图,并阐明功能模块的实现方法。本文研发的光导纤维红外辐射温度计通过了性能测试和电磁兼容试验,验证了温度计在硬件、软件上的合理性,产品性能实用可靠,实现预期目标,为扩大红外测温技术的应用领域奠定基础。
【关键词】：光导纤维 红外辐射 非接触式 温度测量
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH811
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-14
• 1.1 课题研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外发展现状及趋势11-13
• 1.2.1 国外红外测温技术的发展动态11-12
• 1.2.2 国内红外测温技术的发展动态12-13
• 1.3 本文研究的主要内容13-14
• 第2章 辐射温度计测温原理及总体设计14-20
• 2.1 辐射温度计测温原理14-15
• 2.1.1 热辐射度量和辐射温度计测量依据14-15
• 2.1.2 黑体和黑体辐射15
• 2.2 辐射温度计信号采集原理15-16
• 2.2.1 光导纤维传输15
• 2.2.2 硅光电池15-16
• 2.3 辐射温度计总体设计方案16-19
• 2.3.1 设计目标16-17
• 2.3.2 系统构成17-18
• 2.3.3 关键技术18
• 2.3.4 性能指标18-19
• 2.4 本章小结19-20
• 第3章 辐射温度计硬件设计20-37
• 3.1 硬件结构及功能描述20-21
• 3.1.1 温度采集模块20
• 3.1.2 温度检测处理模块20-21
• 3.1.3 人机对话模块21
• 3.1.4 信号输出模块21
• 3.2 温度采集系统设计21-24
• 3.2.1 光路系统21-22
• 3.2.2 光导纤维选型22
• 3.2.3 硅光电池选型22-23
• 3.2.4 温包恒温电路23-24
• 3.3 温度检测处理模块设计24-31
• 3.3.1 STM32主控芯片24-26
• 3.3.2 模拟信号及定时器配置26-27
• 3.3.3 温度检测电路27-28
• 3.3.4 模数转换电路28-29
• 3.3.5 EEPROM接口电路29-30
• 3.3.6 电压调整电路30-31
• 3.4 人机对话模块31-33
• 3.4.1 键盘电路31
• 3.4.2 显示屏接口电路31-32
• 3.4.3 RS232接口32-33
• 3.5 温度信号输出模块33-35
• 3.5.1 输出电路33-34
• 3.5.2 位式调节电路34-35
• 3.5.3 报警电路35
• 3.6 硬件电路抗干扰设计35-36
• 3.6.1 硬件抗干扰措施35
• 3.6.2 印刷电路板设计方法和要求35-36
• 3.7 本章小结36-37
• 第4章 辐射温度计软件设计37-51
• 4.1 开发平台37
• 4.1.1 软件编译环境37
• 4.1.2 软件运行环境37
• 4.2 软件架构设计37-38
• 4.3 按键扫描任务模块38
• 4.4 页面响应任务模块38-40
• 4.5 温度采集与控制任务模块40-48
• 4.5.1 AD采样41-42
• 4.5.2 温度计算42-45
• 4.5.3 温度滤波模块45-48
• 4.6 极值计算处理任务模块48-49
• 4.7 本章小结49-51
• 第5章 红外辐射温度计检验测试51-58
• 5.1 测试设备51
• 5.2 基本性能和功能测试51-54
• 5.3 电磁兼容试验54-57
• 5.4 本章小结57-58
• 第6章 总结与展望58-60
• 6.1 总结58
• 6.2 研究展望58-60
• 参考文献60-62
• 致谢62

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本文编号：811594