三目标六波长高温计的研制

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1、硕士学位论文三目标六波长高温计的研制DEVELOPMENTOFTHREETARGETSIXWAVELENGTHPYROMETER梁培龙哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TK311学校代码：10213国际图书分类号：536.5密级：公开工学硕士学位论文三目标六波长高温计的研制硕士研究生：梁培龙导师：孙晓刚教授申请学位：工学硕士学科：仪器科学与技术所在单位：电气工程及自动化学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TK311U.D.C:536.5Disse

2、rtationfortheMasterDegreeinEngineeringDEVELOPMENTOFTHREETARGETSIXWAVELENGTHPYROMETERCandidate：LiangPeilongSupervisor：Prof.SunXiaogangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：InstrumentScienceandTechnologyAffiliation：DepartmentofAutomaticTesta

3、ndControlDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要火箭发动机羽焰温度是表征固体推进剂燃烧特性一个重要参数，对导弹武器研制和发射平台设计起着关键的作用。由于固体火箭发动机羽焰流场具有高温、高压和强冲击的特点，使得对其进行温度测量存在一定的难度。根据航天X院项目要求，研制出一套3目标6波长高温计，利用多光谱辐射测温技术实现羽焰真温和发射率的测量，温度测

4、量范围在900-3000K，整体测温精度优于3%。本文主要完成了高温计装置的研制工作：包括高温计的方案设计，软、硬件研制和调试，仪器的标定和测试等。光学系统采用组合棱镜分光的设计方案，增强了光学部分的稳定性；利用光纤完成取样系统和分光系统间光能量的传输；探测器采用硅光电二极管，实现近似线性的输出；电路系统有针对性地设计了多级放大电路，保证高温计在整个测温范围内具有足够的信噪比；最后采用高速数据采集卡来实现信号的快速获取。软件系统设计采用C#语言，结合ADO.NET数据库访问技术，实现数据的管理和操作。根据项

5、目要求完成了标定程序、测量和处理程序的编写和调试。最后利用单色仪和标准黑体炉对高温计进行了PWF标定和亮温方程标定；并对标定好的高温计进行测试实验。此高温计具有3套独立的光学取样系统、光纤传输、棱镜分光系统以及多级放大电路，可以满足任意3个目标点的同时测量。而且通过优化结构设计，此高温计还具有体积小，便携式，稳定性高的优点。关键词：羽焰温度测量；高温计；辐射测温；PWF；-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractTheplumetemperatureoftherocketmotorisanimpo

6、rtantparameterforthecharacterizationofthecombustioncharacteristicsofsolidpropellants,anditplaysakeyroleinthedesignofmissileweaponandlaunchingplatform.Becauseofthecharacteristicsofhightemperature,highpressureandstrongimpactintheplume,thetemperaturemeasureme

7、ntisdifficult.Accordingtotherequirementsoftheproject,wedevelopedathree-targetsix-wavelengthpyrometer,usingmulti-spectralthermometrytomeasurethetruetemperatureandemissivity,temperaturemeasuringrangefrom900Kto3000K,theoverallmeasurementaccuracyisbetterthan3%

8、.Thispapermainlycompletedthedevelopmentofthepyrometer,includingthedesignofinstrument,thedevelopmentanddebuggingofthehardwareandsoftwaresystem,instrumentcalibrationandtesting.Theopticalsystemusesthecombinedpri