基于黑体空腔的光纤高温计的研究

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1、武汉理工大学硬士学位论文摘要光纤传感技术是近年来测量领域的热点之一。由于测量环境的恶劣和限制，使得在某些工业环境中，光纤传感技术的抗电磁干扰、耐腐蚀、防燃防爆等优势得以发挥，得到广泛的应用。在炼钢热轧生产工艺流程中，热风炉的温度测量是其中的重要环节。目前大部分系统采用热电偶进行接触式测量，由于热风炉现场环境恶劣，接触式测量系统维护量大、磨损大精度不能保证。本文以高温测量技术和光纤传感技术为基础，热风炉的温度为检测目标，研究光纤传感接触～非接触式高温测温的技术。本文详细地叙述了比色法光纤辐射温度计的理论及应用。比色测温法

2、能大大降低发射率及环境对测温结果的影响，在最佳条件下，该影响可降至零。文中还分类详细介绍了光电比色温度计。黑体空腔高温计包括光纤温度传感、光电转换和数据采集、信号相关处理软件三个主要部分。光纤高温传感采集热风炉的温度，针对应用特点，本文提出了一种新颖的光纤温度传感器。通过光电转换电路将光纤传来的光信号转换成电压信号，由数据采集电路抽样量化输入计算机进行信号相关处理，最后得出准确的温度值。本文针对目前热风炉检测的问题，研究了一种光纤传感接触一非接触式测温技术，实际使用情况表明可以在炼钢厂热轧生产车间的恶劣环境下，对热风炉

3、的温度进行实时测量，避免了传统的热电偶的价格昂贵，需要定期更换的缺陷。本课题解决了工业现场的实际问题，具有重大意义。关键词：光纤传感；黑体空腔；高温测量武汉理工丈学硕士学位论文AbstractDuringsmeltingsteelandiFen，thetemperatureformoltensteelandliquidironisoneofthemostimportantparameter．Atpresent．itstemperaturemeasurementisextensivelyadoptedconsumptiv

4、ether丁玎ocoupleintheworld，butadoptingconsumptivethermocouptehasthefollowingproblems：(1)thestretchformeasuringtemperatureforwardforatime，sotheexpensesishigher．(2)Aftereverytimemeasurement，thestretchmustbereplaced，soitisdifficulttorealizeautomation．(3)Itcannotcenti

5、nuallyorinhighfrequencymeasurethetemperature，Now，theconsumptiveopticalfiberradiationthermometerdevelopingisanewmethodofthetemperaturemeasurementformeltedmetal．Itsaccuracyofthetemperaturemeasurementisidenticalwiththatofconsumptivethermocouple．Itcantotallytakethep

6、laceofconsumptirethermoeouple．Inthistexttheprincipleofradiationtemperaturemeasurementisrelatedindeta订．Thereisincludedsomebasictheoriesandthelawontheblackobjectradiation．Thistextrelatesthecolorimetryindetailandspeciallymentioneditsadvantage．Thecolorimetrycanlarge

7、ly10wertheblast—offrateswhichinfluencetheresultoftemperaturemeasurement．Underthebestterm,theinfluencecandeclinetothezero．Thistextisdetailedtointroducesomephoto—electricitycolorimetrythermometer．Aftertheseintroductionisoverabovethearticlejustentermyselfdesignedsc

8、heme：useaconsumptiveopticalfibertotakethe—TT—武汉理工大学硕士学位论文1ightsignalfromthemoltensteel，andconverttoaseriesofdatabyathermometersystem，thenusethesoftwaremethod，andfinal