双波长红外测温仪的研究

论文摘要

红外测温仪以其响应速度快、准确、便捷、使用寿命长等优势,在冶金、电子、石化、食品等行业得到广泛应用,成为企业故障检测,产品质量控制和提高经济效益的重要手段。红外测温主要是利用任何物体都会发出红外辐射的原理来测量的,随着现代红外技术的不断成熟和日益完善,利用红外检测的远距离、不接触、准确、实时、快速等特点发展起来的红外检测技术由于在不停电、不取样、不解体的情况下能快速实时地在线监测和诊断大多数故障,可以减少对设备的损害,避免停工停产造成的损失,节约人力和财力,某些领域还可以减少对人身的危害,对于各行业的现代化有着重要的意义。目前,有的产品虽然价格不高,但测温精度有限;有的产品测温精度高,但需要国外进口,价格十分昂贵,不能使人们的需求得到满意的解决。针对这一问题,本文在收集和分析了近年来国内外有关红外测温技术研究成果的基础上,对红外测温的关键技术进行了研究。主要工作有以下几个方面:1.在传统理论上运用新的红外测温仪的测温方法,结合微机处理技术,巧妙地避开了国际上公认的“辐射率修正”的困难,大大的提高了红外测温仪的测温精度;2.改善传统红外测温仪的光学系统,用凹面镜对红外辐射信号的收集来代替以往红外测温仪用透射镜或者其它形状的反射镜对红外光的收集,简化了红外测温的光学系统,降低了成本,提高了可靠程度;3.采用双波长技术,大大提高了工业应用中产品的抗干扰能力,面对复杂恶劣环境时,测温数值和测温精度不会发生很大的变化;4.首次提出模拟除法器、复合红外探测器在双波长红外测温仪上的运用,使信号采集的同步性得到了很好的解决,避免了更换探测器带来的不便和系统的误差;5.探索了设计中的“实体定标”的问题,设计了样机,并对样机进行了测试。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的提出及任务
• 1.2 红外测温技术的发展
• 1.3 本文的研究内容及创新工作
• 第二章 红外辐射原理
• 2.1 红外辐射的发射及规律
• 2.1.1 黑体的红外辐射规律
• 2.1.2 非黑体辐射
• 2.1.3 几种测温方法的比较
• 2.2 辐射率和环境因素对红外测温仪的影响
• 2.2.1 辐射率对红外测温仪的影响
• 2.2.2 环境因素对红外测温仪的影响
• 2.3 经典理论的创新
• 2.3.1 理论创新
• 2.3.2 应用创新
• 2.4 本章小结
• 第三章 双波长红外测温仪的总体设计
• 3.1 总体设计时考虑的因素
• 3.1.1 确定测温范围
• 3.1.2 确定距离系数
• 3.1.3 确定波长范围
• 3.1.4 响应时间
• 3.2 测温方案的选择
• 3.3 光学系统的设计
• 3.3.1 透射式光学系统
• 3.3.2 反射式光学系统
• 3.3.3 反射—透射组合式光学系统
• 3.4 红外视场的确定
• 3.5 本章小结
• 第四章 信号的采集处理及电路硬件设计
• 4.1 信号的采集及放大
• 4.1.1 红外探测器的选择
• 4.1.2 信号的放大与整形
• 4.2 数据的处理和显示
• 4.2.1 模拟除法器的引入
• 4.2.2 单片机的选择
• 4.2.3 电源设计
• 4.2.4 A/D转换器的选择
• 4.2.5 环境温度的补偿
• 4.2.6 数据的显示
• 4.3 整机的按键控制
• 4.4 本章小结
• 第五章 软件设计及误差分析
• 5.1 系统软件所实现的功能
• 5.2 系统软件的设计
• 5.2.1 主程序设计
• 5.2.2 键盘接口子程序设计
• 5.3 整机的标定
• 5.4 系统误差分析
• 5.5 降低误差的措施
• 5.6 本章小结
• 第六章 全文的总结与展望
• 6.1 主要工作总结
• 6.2 研究领域的工作展望
• 参考文献
• 发表论文及科研情况说明
• 致谢