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时间:2020-03-27
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1、第23卷第2期传感技术学报Vo1.23No.2CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSFeb.20102010年2月NumericalAnalysisandErrorCorrectionofCCDRadiationThermometryZHANGKun,CHANGDanhua,CHENRuiqiang,ZHANGYufing(DepartmentOptoelectronics,YanshanUniversity,QinhuangdaoHebei066004,China)Abstract:Thispaperpresentsanewnumerical
2、CCDradiationtemperaturecorrectionmethod.Themethodanalyzedtwomainerrorsources(CCDspectralresponsecurveandspectralemissivityradiator)ofCCDradiationtempera-ture,usedimageprocessingtechnologytodiscreteandnumericallytoanalysetheCCDspectralresponsecurves,andestablishedtheCCDradiationtemperatureco
3、rrectionformulawiththeaidoftheprincipleofcolortemperaturecalibrationtoanalysisofSpectralEmissivityofradiator.Theexperimentaldatashowedtheeffectivenessoferorcor—rectionofthetemperaturemeasurementmethod.Thismeasurementmethoddirectlyacquirestheimageoftheradia—torbytheCCDimagesensor.Itcangetrid
4、ofadditionalperipheralsintheindustrialsite.maketheradiationtem-peraturemeasuringsystempracticalandportable.Keywords:radiationthermometry;analysisofspectralemissivity;datadiscretization;spectralresponsecorrectionEEACC:6140C:7320RCCD辐射测温的数值解析及误差校正张昆,常丹华,陈瑞强,张余敬(燕山大学光电子系,河北秦皇岛市066004)摘要:提出一种新的
5、CCD辐射测温数值校正方法。针对CCD测温时的两个主要误差来源(CCD光谱响应曲线和辐射体光谱发射率)进行了分析,运用图象处理技术对CCD光谱响应曲线进行离散化数值解析,借助比色测温原理标定并解析辐射体光谱发射率,建立了CCD辐射测温校正公式,实验数据表明测温方法及误差校正的有效性。这种测温方法是由CCD图像传感器对辐射体直接采集成像,在工业现场可摈弃附加外设的繁琐和不便,为辐射测温系统的便携性、实用化创造了条件。关键词:辐射测温;光谱发射率解析;数据离散化;光谱响应校正中图分类号:TM930.115;TM930.12文献标识码:A文章编号:1004—1699(2010)02
6、-0225—04基于彩色CCD的非接触式辐射测温是工业应琐的外加设备,具有一定的工程实用性,通过验证性用中的热点问题,由于此方法为非接触式测温,且具试验证明了该方法的可行性。有耐灼烧、简便、精确等诸多优点,使其广泛应用于1比色测温原理工业高温测量的各种场所。传统的CCD的非接触式辐射测温一般采用比色测温原理,但该方法误差在燃烧火焰辐射的波长范围380~780nm内,较大且需要较复杂的光路系统,存在较大弊端。本温度范围3000K以下时,普朗克辐射定律可由维恩文在介绍CCD比色测温原理的基础上,分析了基于辐射定律取代,因此有CCD的比色测温原理的主要误差成因:CCD光谱响E(A,
7、):(1)应曲线和辐射体光谱发射率;提出了离散化解析测Ae寿温原理取代传统的比色测温原理,并运用数字图像其中,E(A,T)为辐射体的单色辐射能,W/m;A为辐射技术将CCD光谱响应曲线数字离散化以消除其对电磁波波长(m);(A,T)为辐射体的光谱发射率;T为测温误差的影响;分析了影响辐射体光谱发射率的辐射体温度(K);c=3.741844X10一(W·m);C2=各种因素,给出了校正辐射体光谱发射率的可行性1.438833X10(m·K)。方案。给出了最终的离散化解析测温校正公式,拟辐射体的辐射能可表示
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