资源描述：
《非接触式温度测量系统中固体摄像器件的选择》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、2004年第23卷第8期传感器技术(JournalofTransducerTechnology)173非接触式温度测量系统中固体摄像器件的选择宋海鹰,彭小奇,周海叶(中南大学物理科学与技术学院,湖南长沙410083)摘要:非接触式温度测量由于不受被测对象的条件限制,具有十分优越的特点。如何选择能符合温度测量要求的固体摄像器件是值得重视的问题。基于辐射理论和CCD器件成像原理,指出了辐射式测温系统中的固体摄像器件必须具备的性能和选择CCD摄像器件时应考虑的主要问题。关键词:非接触式温度测量系统;CCD摄像器件;辐射测温法中图分类号:TP
2、216文献标识码:B文章编号:1000-9787(2004)08-0071-03Selectionofsolidimagesensorfornon2contacttemperaturemeasurementsystemSONGHai2ying,PENGXiao2qi,ZHOUHai2ye(SchofPhysSciandTech,CentralSouthUniversity,Changsha410083,China)Abstract:Non2contacttemperaturemeasurementhaseminentcharacter
3、sbecauseitisbeyondthelimittoconditionofobject.Howtoelectthesolidimagesensorinaccordwiththerequirementofhightemperaturemeasurementisanimportantproblem.BasedonheatradiationtheoryandCCDimagetheory,thecapabilitiesofCCDneededfortemperaturemeasurementsystemandmostproblemsneed
4、edtobeconsideredforselectingCCDareshown.Keywords:non2contacttemperaturemeasurementsystem;chargecoupledevice;radiationtemperaturemeasurement0前言体就总是发射出辐射能。从理论上说,物体热辐射的电磁温度测量方法一般可分为两大类:接触测温法和非接波波长可以包括整个波谱,即波长从零到无穷大。然而,在触测温法。其中,非接触测温目前仍以辐射测温为主。辐工业上遇到的温度范围内,即2000K以下,有实际意义的射温
5、度计具有响应速度快和分辨力高等优点。对于一些旋热辐射波长通常位于0.38～100μm之间,且大部分能量位转物体、移动物体、热容较小的物体、腐蚀性较强的物体及于红外线区段。描述黑体辐射特性的普朗克定律为[7、8]强电磁场中,在不可能采用接触测温法的情况下,辐射测温c-51λEbλ=c/(λT),(1)法被广泛应用。辐射温度计也经过几代演变,由目视光学e2-13高温计发展到以固体摄像器件为探测器并配有计算机数据式中Ebλ为单色辐射强度,W/m;λ为辐射电磁波的波长;-162处理系统的辐射测温仪。目前,国内外许多学者将电荷耦c1=3.741
6、8×10W·m;c2=0.014388m·K;T为辐射体合器件CCD应用到辐射测温法中。华中理工大学周怀绝对温度,K。[1,2]春通过电荷耦合器件CCD,借助于辐射定律开发了基可见黑体的光谱辐射强度随波长和温度的变化而变于参考点的单色火焰图像温度场的计算方法,浙江大学热化。能工程研究所的王飞,卫成业等人在这一领域做了大量工实际物体的光谱辐射能力按波长分布的规律与普朗克[3,4][5][6]作,Huang,Jenkins等人分别用CCD测温技术对高温定律不同,但定性上是一致的。金属加热时可以观察到:当火焰等高温对象进行了测温实验。金属温
7、度低于500℃时,由于实际上没有可见光辐射,不能1热辐射测温概述察觉到金属的颜色变化;但随着温度上升,金属将相继呈现热辐射是物体内部微观粒子的热运动状态改变时激发暗红、鲜红、桔黄等颜色,当温度超过1300℃时将出现所谓出来的电磁波,只要物体的温度高于“绝对零度”(0K),物白炽。金属在不同温度下呈现不同颜色,说明随着温度的收稿日期:2004-02-273基金项目:国家自然科学基金(50374079);博士点基金(20030533008);湖南省自然科学基金(0JJY2110)27传感器技术第23卷[10]升高,热辐射的可见光中短波的比
8、例不断增加。彩色CCDCCD的光电转换特性如图2,其中,特性曲线的拐点能将可见光分成红、绿、蓝三色,测温系统根据比色原理可利所对应的曝光量为饱和曝光量Es,输出电压为饱和输出电用此三基色实现对高温热辐射物体的非接触式温度
