红外热辐射温度测量系统的设计与研究毕业论文.doc

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1、红外热辐射温度测量系统的设计与研究毕业论文目录第1章绪论11.1课题来源11.2课题意义21.3国内研究现状31.4研究目标41.5研究内容41.6研究安排5第2章红外测温原理及系统的总体方案设计62.1红外热辐射的概念与基础理论62.2红外热辐射测温原理及方法82.3红外热辐射测温的特点及影响因素82.4系统方案102.5研究方法102.6本章小节11第3章硬件电路设计123.1单片机控制中心123.2红外测温传感器143.3电源模块173.4RS232电路转换模块183.5LCD显示模块193.6硬件电路功能213.7本章小

2、结21第4章软件设计224.1软件总体设计224.2时钟初始化224.3LCD显示初始化234.4UART初始化244.5串口设置254.6红外热测温模块程序设计264.7系统仿真274.8本章小节29第5章总结与展望305.1工作总结305.2展望30致谢32参考文献33附录35附件1：常见物质辐射率表35附录2：LCD测试程序35江西理工大学2014届本科生毕业论文第1章绪论1.1课题来源本毕业设计采用非接触式红外测温的方法，对公路表面温度进行测量，其成果主要应用于高速公路表面温度测温仪。可见光的辐射主要来自高温辐射物体，如

3、太阳，铁水，灼热的金属，高温燃烧物体等，而任何低温，常温以及加热后的物体都一定会有红外热辐射。在电磁波谱中能够被人眼察觉的是0.4微米到0.75微米波段我们称之为可见光波段，而把波长从0.75微米到1000微米的之间电磁波称为红外波段，红外波段的短波段与可见光中的红光相连，长波端与微波相接。根据普朗克辐射定理，我们知道凡是绝对温度大于零度的物体都无一例外的能向外辐射出电磁波，该物体的辐射强度大小与物体表面的辐射能力强弱及温度的高低有关，辐射的光谱分布也与物体温度紧密相关。确定物质状态的参数有非常多，而温度参数恰恰是确定物质状态的

4、重要参数之一，它的测量与控制方面在国防科技、军事、工业、农业生产以及科学研究中占有十分重要的地位。我们在工农业生产中，通常通过测量设备表面的温度来监测设备的运行状况，而现代的工业设备大都是在高电压、强电流等危险环境下运行的，传统的测量方法是依靠人工接触式检测，这样既浪费时间、人力，又通常具有一定的危险性，同时对测温设备所采用的材料性质也有非常严格的限制。因此有必要研究出一种新的方法去检测目标系统的温度。目前，人们使用最广泛的水银体温计是根据水银性质随温度升降而热胀冷缩的物理性质，我们在使用传统温度计时要和被测量物体相接触，为了与

5、被测物体达到热平衡，需要等待较长的时间，当测量结束后还要将水银重新甩入水银泡中，由于甩的时候极易破碎，其中的水银蒸汽会对人体有极强的毒害作用，因此传统的温度计有非常严重的安全隐患。所以此方法就必然有很多的局限性，在很多环境要求下不能满足快速，安全可靠的非接触式测量的要求。红外测温提供了快速，准确及时的检测方法和结果。而且可以以数字的方式显示出测量结果，消耗时间非常短，往往在几秒钟之内就能测得结果，更重要的是此方法所测量的结果比较精确，避免了人为读数的误差，而且系统的寿命长，是较为理想的测温仪器。随着红外检测技术的日趋成熟，依据红

6、外热测温技术正以响应速度快、测量精确度高，设备耐用等优势，近年来红外测温技术被越来越多的场合所认识和接受。由于社会的进步，交通的发达，人民生活节奏变得快捷的同时也带来了许多安全隐患。随着科技的飞速发展，单片机的应用正在日益广泛，同时也带动传统控制检测日新月异的变革38江西理工大学2014届本科生毕业论文。在工业智能检测、控制系统中，通常使用单片机作为一个控制中心来使用，然后配合相应的外围硬件设备，以及针对具体应用对象特点的软件相结合，如此加以完善。单片机控制系统能够取代以往利用复杂电子电路和数字电路构成的控制系统，我们可以用软件

7、控制来实现，并能够轻松地实现智能化控制。1.2课题意义对温度测量的传统方法需要工作人员到现场进行数据采集，整理，分析才能计算出调研结果。过程比较繁琐，耗时费力，更不理想的就是当我们需要多个目标地点的温度数据时，没有足够的人力物力去获得数据，相关工作人员不能及时得到数据，这样极大的降低了工作效率，体现不了工作人员的价值。随着工作人员对现场安全实时监控提出越来越高的要求，因此对现场安全进行实时监测十分必要。故而需要有更方便安全快捷的工作模式来取代传统的测量方法，正因如此，红外热辐射温度测量技术运应而生。在某些应用领域中，要求测量温度

8、的传感器不能直接与被测物体相接触，这就需要满足这种领域非接触式测量，本设计正是应上述实际需求来设计的红外测温系统。红外热测温系统是以黑体辐射定律作为理论基础，红外控制理论以及电子技术综合发展的产物。与传统的测温方法相比，红外测温具有以下优点：(1)不需要与被测物