基于无线传输的瞬态温度比色测温系统设计与实现

摘要

在兵器科学技术的研究领域中，由于武器温度会直接影响到其杀伤力、性能、寿命等多种技术指标，因此温度一直是重要的研究内容之一。其中，温压弹的爆炸与爆轰温度、自动武器导气室内气体温度、火箭及导弹燃气的尾焰温度的测量更是研究的重点内容。这些测试环境均具有高温、高压、瞬态温度变化快等特点，这对瞬态温度测试技术也就提出了更高的要求。
　　为了更好的满足恶劣环境下的瞬态温度测试需求，设计了基于无线传输的瞬态温度比色测温系统。以比色测温原理为物理基础，以光学系统、二象限探测器、放大电路、无线数据传输模块为主要组成单元，对系统进行了设计与制作。比色测温系统实现了实验数据的无线传输与测试结果的实时显示，同时还具有响应快、精度高、体积小、操作简单且实验可重复性高等特点。
　　论文首先对系统进行了总体设计，并对各个单元的工作原理进行了详细介绍。其次，为了获得系统的静态标定系数K，运用高温黑体炉进行了静态标定实验。同时，在实验室环境中设计瞬态温度的测试实验，利用红外测温仪Modline5与比色测温系统进行了实验结果的比对，结果表明，系统的测温精度达到了1.7％，可以满足瞬态温度的测试需求。最后，为了研究系统的测温精度，设计了发射率修正实验，经发射率修正后，系统的测温精度近一步提高到了1％。同时，通过实验判定了系统的有效测温距离为50cm。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景、目的及意义

1．2 国内外研究现状

1．3 论文的主要内容

第2章 辐射测温理论研究

2．1 辐射测温的基本定律

2．1．1 发射率

2．1．2 普朗克定律

2．1．3 斯蒂芬—玻尔兹曼定律

2．1．4 维恩位移定律

2．2 辐射测温方法分类

2．2．1 亮度测温法

2．2．2 全辐射测温法

2．2．3 比色测温法

2．3 比色测温系统结构分析

2．4 本章小结

第3章 比色测温系统总体设计

3．1 系统测温原理

3．2 比色测温系统总体设计

3．3 比色测温系统各单元设计

3．3．1 光学单元设计

3．3．2 二象限探测器

3．3．3 干涉滤光片

3．3．4 放大电路

3．4 本章小结

第4章 无线数据传输模块设计

4．1 无线模块的选择

4．2 无线数据传输方案设计

4．3 主要功能设计

4．3．1 A／D数模转换

4．3．2 液晶显示

4．3．3 无线数据传输

4．4 无线数据传输模块性能测试

4．5 本章小结

第5章 测试系统实验研究

5．1 静态标定实验

5．1．1 静态标定实验原理

5．1．2 实验装置

5．1．3 实验数据处理

5．2 瞬态温度测试实验

5．2．1 实验方案设计

5．2．2 实验装置

5．2．3 实验结果分析

5．3 本章小结

第6章 比色测温系统测温精度分析

6．1 发射率的影响

6．1．1 发射率修正实验设计

6．1．2 发射率修正实验结果分析

6．2 测温环境的影响

6．2．1 分子吸收作用对辐射测温的影晌

6．2．2 分子散射作用对辐射测温的影响

6．2．3 比色测温系统有效测温距离标定实验

6．3 本章小结

第7章 总结

7．1 研究结论

7．2 工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢