基于彩色图像传感器的双光谱测温方法研究

摘要

温度是用于表征物体冷热状态的一个重要参量，同时也是高温热处理的重要热工参数。实时而准确的温度场检测是预防工业事故、高温测量、低碳环保、节约能源的重要手段。传统的高温测量技术大多采用接触式测量方法，其中多采用热电偶传感器，但由于测量方式的局限性，热电偶只能进行点对点的接触式测量，而且响应速度比较慢，不能满足目前的工业高温非接触测量需求。基于彩色图像传感器的温度场测量技术是一种集图像检测技术、数字图像处理技术和辐射测温技术于一体的新型测温方法。它不仅具有非接触测温法优点，而且测温的响应速度快，范围广，并能给出温度场的具体分布，成为目前高温检测领域中的研究热点。
　　本课题针对彩色图像传感器对温度场测量技术进行了深入研究，并设计了一套基于彩色图像传感器的双光谱测温系统。
　　论文首先介绍了热辐射的物理参数和基本定律，并分析了辐射测温法的原理、方法，彩色图像传感器的高温的工作原理及采用彩色图像传感器在高温测试中的原理，选择采用双光谱测温法温度测量，并提出了对现有算法的改进。构建了基于图像传感器测温实验装置，设计了图像标定系统软件和图像测温系统软件，包括火焰标定模块、数据处理模块、图像噪声处理模块、图像分割模块、二维温度场计算及显示模块。并对彩色图像传感器辐射测温标定方法进行了研究，对实验系统进行了标定。之后，进行了包括蜡烛、酒精喷灯、热电偶等相关的测温实验验证。在论文的最后对测温实验结果进行了误差和不确定度分析。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1.绪论

1.1课题研究的背景及意义

1.2温度测量的基本方法

1.3 国内外研究现状

1.4 论文主要研究内容和章节安排

2.基于彩色图像传感器的辐射测温方法研究

2.1 辐射测温方法分析

2.2 辐射测温

2.3.基于图像传感器的双光谱测温方法研究

3.彩色图像传感器双光谱测温软件设计

3.1图像预处理方法

3.2 彩色图像传感器测温系统的软件设计

3.3 本章小结

4.系统标定及实验验证

4.1 标定原理

4.2 标定实验装置设计

4.3 标定实验流程设计

4.4 标定实验数据及分析

4.5蜡烛实验可行性方案确定

4.6热电偶实验验证方案设计

5.结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢