真实温度的辐射测量方法
发布时间：2021-08-18 21:52
辐射测温具有测温范围广、不破坏被测对象温度场、响应时间短等优点,在航空航天、能源动力和遥感测绘等领域具有广阔的应用前景,但是辐射测温能否测得物体真实温度一直是困扰测温界的问题之一,与之相关的理论研究也不多见。本文采用理论分析和模拟实验案例的方法研究物体真实温度的辐射测量问题,通过理论分析探究了辐射测温获得真实温度的方法,为辐射测量物体真实温度提供了新思路,说明了选择波段积分测量路径的辐射测温方法可以在发射率未知时测得物体真实温度。本文首先建立了辐射测温模型,准确地描述了辐射测温现象,通过对模型的数学分析提出了辐射测量真实温度的条件式。揭示了辐射测温中存在特定波长下测量物体真实温度的现象,将辐射测量真实温度的条件由“阶数相同”拓展至“波长相同”,并由此提出了特定波长下的三波长测温法,使得当物体发射率函数与仪器设定发射率函数不同时仪器也可以获得物体真实温度,同时揭示了特定波长存在数值不确定的性质。本文随后分析了波段测量路径中真实温度的测量问题,指出选择波段测量路径时仪器能够提供中值波长并且当仪器的辐射传感器灵敏很高时中值波长等于特定波长,将保证仪器在特定波长下测温的条件从对测量波长的要求变...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
国内“辐射侧沮”银该发表期刊论文效且
（２．８）??真实温度条件式（２．８）指出当仪器设定发射率与物体发射率相等时仪器温度??等于真实温度。如图２．１所示，满足真实温度条件式存在两种情况，一种情况是??＇?仪器设定发射率函数形式与物体发射率函数完全相同（如图１中ｓ和ｆｌ），此时??在任意测量波长下仪器均满足真实温度条件式，这是辐射测量物体真实温度的传??１５??
实验证明辐射测温存在“阶数相同”和“波长相同”两种测量物体真实温度的选择。??首先假设如表２．２所示的两种具有不同级数阶数发射率的物体１和２，在０．１－??５｜ｉｍ的测量波段内其发射率曲线如图２．２所示。选择线性函数＋?作??为仪器设定发射率函数并根据三波长测温法的原理进行测温模型实验，实验的步??骤如下：（１）首先确定仪器测量波长，本次模拟实验中所选的６个测量波长分别??为０．６，１．２，１．８，２．５，３．２和４．８＾ｍ；?（２）假设实际物体温度为１８００Ｋ，根据实际物体??辐射方程（１．２）式计算得到两个物体温度为１８００Ｋ时在６个测量波长下的测量??值；（３）任意选择三个测量波长构建如表２．３所示的测量波长组；（４）将测量波??长和与其对应的测量值带入多波长测温法测量方程（２．１１）式中（此时ｍ＝ｌ），利??用ＭＡＴＬＡＢ软件计算得到两种物体的温度数据。??表２．２?２种物体发射率函数??实际物体?发射率函数??物体?１?７）?＝?－０．０８１＋?０．９??物体?２?ｇ（／Ｌ，Ｊ）?＾０．０４Ａ３?－０．２８７１２?＋?０．４／１＋?０．８???１?ｒ?１?１?１??ｌ?—??ｚ．—．＇??娜１］??一?／．?＇、、??娜?２??０．９＾＾／?＼?、?Ｌ??０．８?－?－??阱。．７－?－??０．６－?＼?／??０．５－?＼??＼?．?／??０．４?－?＇、?
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于发射率温差模型的多光谱辐射测温理论研究[J]. 张福才,孙晓刚,孙博君,于晨涛. 光谱学与光谱分析. 2017(09)
[2]基于光谱发射率函数基形式不变的辐射测温技术[J]. 朱泽忠,沈华,王念,朱日宏. 光谱学与光谱分析. 2017(03)
[3]自适应环境温度变化的压力式温度仪表的研制[J]. 叶永伟,杨超,王永兴,陆俊杰,钱志勤. 仪器仪表学报. 2016(05)
[4]一种提高热电阻测温准确性方法研究[J]. 王淑杰. 宇航计测技术. 2016(02)
[5]基于多光谱测温法的转炉炉口火焰温度预测研究[J]. 邵艳明,赵书安,陈延如,俞仁龙,赵琦. 光学学报. 2015(11)
[6]基于发射率模型约束的多光谱辐射真温反演法[J]. 梁美,孙晓刚,栾美生. 光谱学与光谱分析. 2015(10)
[7]基于多光谱测温优化的材料光谱发射率测量[J]. 杨永军,王中宇,张术坤,张学聪. 北京航空航天大学学报. 2014(08)
[8]尾焰红外辐射特性的反向蒙特卡罗法模拟[J]. 张术坤,蔡静,杨永军. 红外与激光工程. 2012(10)
[9]基于光谱响应定标的辐射测温方法[J]. 辛成运,程晓舫,张忠政. 光谱学与光谱分析. 2012(10)
[10]辐射测温的广义有效亮度温度[J]. 原遵东. 仪器仪表学报. 2012(04)
博士论文
[1]谱色测温系统的设计研究[D]. 杨臧健.中国科学技术大学 2009
[2]导弹羽焰及云层背景红外辐射特性研究[D]. 原桂彬.哈尔滨工业大学 2007
[3]辐射光谱辨识的原理研究与应用[D]. 范学良.中国科学技术大学 2007
[4]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：3350689
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
国内“辐射侧沮”银该发表期刊论文效且
（２．８）??真实温度条件式（２．８）指出当仪器设定发射率与物体发射率相等时仪器温度??等于真实温度。如图２．１所示，满足真实温度条件式存在两种情况，一种情况是??＇?仪器设定发射率函数形式与物体发射率函数完全相同（如图１中ｓ和ｆｌ），此时??在任意测量波长下仪器均满足真实温度条件式，这是辐射测量物体真实温度的传??１５??
实验证明辐射测温存在“阶数相同”和“波长相同”两种测量物体真实温度的选择。??首先假设如表２．２所示的两种具有不同级数阶数发射率的物体１和２，在０．１－??５｜ｉｍ的测量波段内其发射率曲线如图２．２所示。选择线性函数＋?作??为仪器设定发射率函数并根据三波长测温法的原理进行测温模型实验，实验的步??骤如下：（１）首先确定仪器测量波长，本次模拟实验中所选的６个测量波长分别??为０．６，１．２，１．８，２．５，３．２和４．８＾ｍ；?（２）假设实际物体温度为１８００Ｋ，根据实际物体??辐射方程（１．２）式计算得到两个物体温度为１８００Ｋ时在６个测量波长下的测量??值；（３）任意选择三个测量波长构建如表２．３所示的测量波长组；（４）将测量波??长和与其对应的测量值带入多波长测温法测量方程（２．１１）式中（此时ｍ＝ｌ），利??用ＭＡＴＬＡＢ软件计算得到两种物体的温度数据。??表２．２?２种物体发射率函数??实际物体?发射率函数??物体?１?７）?＝?－０．０８１＋?０．９??物体?２?ｇ（／Ｌ，Ｊ）?＾０．０４Ａ３?－０．２８７１２?＋?０．４／１＋?０．８???１?ｒ?１?１?１??ｌ?—??ｚ．—．＇??娜１］??一?／．?＇、、??娜?２??０．９＾＾／?＼?、?Ｌ??０．８?－?－??阱。．７－?－??０．６－?＼?／??０．５－?＼??＼?．?／??０．４?－?＇、?
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于发射率温差模型的多光谱辐射测温理论研究[J]. 张福才,孙晓刚,孙博君,于晨涛. 光谱学与光谱分析. 2017(09)
[2]基于光谱发射率函数基形式不变的辐射测温技术[J]. 朱泽忠,沈华,王念,朱日宏. 光谱学与光谱分析. 2017(03)
[3]自适应环境温度变化的压力式温度仪表的研制[J]. 叶永伟,杨超,王永兴,陆俊杰,钱志勤. 仪器仪表学报. 2016(05)
[4]一种提高热电阻测温准确性方法研究[J]. 王淑杰. 宇航计测技术. 2016(02)
[5]基于多光谱测温法的转炉炉口火焰温度预测研究[J]. 邵艳明,赵书安,陈延如,俞仁龙,赵琦. 光学学报. 2015(11)
[6]基于发射率模型约束的多光谱辐射真温反演法[J]. 梁美,孙晓刚,栾美生. 光谱学与光谱分析. 2015(10)
[7]基于多光谱测温优化的材料光谱发射率测量[J]. 杨永军,王中宇,张术坤,张学聪. 北京航空航天大学学报. 2014(08)
[8]尾焰红外辐射特性的反向蒙特卡罗法模拟[J]. 张术坤,蔡静,杨永军. 红外与激光工程. 2012(10)
[9]基于光谱响应定标的辐射测温方法[J]. 辛成运,程晓舫,张忠政. 光谱学与光谱分析. 2012(10)
[10]辐射测温的广义有效亮度温度[J]. 原遵东. 仪器仪表学报. 2012(04)
博士论文
[1]谱色测温系统的设计研究[D]. 杨臧健.中国科学技术大学 2009
[2]导弹羽焰及云层背景红外辐射特性研究[D]. 原桂彬.哈尔滨工业大学 2007
[3]辐射光谱辨识的原理研究与应用[D]. 范学良.中国科学技术大学 2007
[4]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：3350689
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