高温场视觉测温模型的建立是基于CCD传感器对铸坯表面温度场进行在线测量的前提。在分析辐射测温及CCD探测器基本工作原理的基础上,基于几何光学理论建立了窄带光谱辐射测温模型,为CCD辐射测温提供了理论依据。并结合连铸坯表面温度场分布特点,从温度测量范围、测量准确性以及发射率消除等因素上确定了灰度CCD进行连铸坯表面温度场测量方案。基于面阵CCD辐射测温模型,分析了测温灵敏度、温度测量范围与窄带滤光片中心波长、像方孔径角之间的关系。分析结果表明,灵敏度与像方孔径角成正相关,随窄带光谱中心波长先增大后减小;而温度测量范围与像方孔径角成负相关,随窄带光谱中心波长先减小后增大。同时考虑到波长对水雾的吸收特性以及本文选择的探测器响应波段等因素,黑体炉终选择的窄带滤光片中心波长为μm,带宽为10nm。基于几何成像的基本原理,建立了辐射测温变参数模型,在黑体炉上进行了标定试验研究,分析了曝光时间、光圈、焦距以及标定距离等参数对CCD灰度测量的影响。黑体炉的用途已经不局限于在温度计量方面的应用。中高温黑体炉BRM400
激光能量法具有几下特点:a)激光辐射源本身的温度可以很低,避免了现有黑体辐射源因本体材料的耐热性导致的温度上限不能超过3200℃的情况,因此温度上限可以很高。由于采用激光器代替了黑体炉作为辐射源,其输出的能量完全可以满足辐射温度计对高温校准的要求。b)使用方便。从键盘输入辐射温度计光学系统的通光孔径r,辐射温度计与被测目标的距离R为1000mm时,目标能够辐射到辐射温度计面积S,光学系统光谱范围的上、下限波长λ1,λ2和温度值T0i后,激光辐射源即可直接输出对应于温度T0i的辐射能量φ0λ1,λ2(T0i)。c)激光能量法属于***法校准,不需要标准温度计。同时,也不同于一般的***法校准,不需要定义固定点和内插方程。采用标准激光功率计作为标准器,通过激光辐射源的输出能量来获得对应于热力学温度T0的辐射能量φ0λ1,λ2(T0i)。标准激光功率计对激光辐射源的输出能量进行测量,并进行自校准。欧普士黑体炉附件一般面源黑体炉的温度范围只能做到500摄氏度以下,管式黑体则可以比较容易做到2000度以上。
由于是针对目标响应值相对大小关系的校正,这就使得一点校正法可以在目标响应值与校正测量值相近时的任何情况下都能较好地成像。例如,一种很常见的实现方式是在环境温度、FPA温度变化后,通过实时动态调节积分时间、全局偏置等参数,让目标响应值回到与校正测量时相近的范围内,则成像一般不成问题,但这样处理后将导致测温算法复杂化甚至根本无法实现测温功能。各厂家在一点校正法的工艺实现中,还有个普遍的谬误:用高、低温黑体炉作校正测量,但在应用中却是用的档片机构此时档片起到的是参考黑体的作用。如果用外档片则还与校正测量的情况比较接近,但内档片差得就很离谱了。
黑体开始发展的是高温黑体,早在20世纪50年代,由于光学高温计的应用,当时的苏联和英国已经研制出了黑体炉,最高工作温度可以达到2500℃。20世纪60年代,日本生产出卧式黑体炉,最高工作温度为2200℃;同年代,我国也研制出卧式黑体炉,工作温度为900~3200℃。在20世纪60年代,中温黑体就有人开始研究,因为当时的技术条件限制,对黑体技术(如黑体腔、等温黑体腔、黑体发射率等)认识不足,甚至将热电偶检定炉的中间放置一个靶子就看作是黑体。自从美国在越南使用红外技术,成功地侦察到密林中的胡志明小道后(注:当时胡志明小道是运输线),随后,各国都开展了红外侦察、红外伪装、红外制导、红外诱饵、空中防卫等技术的研究工作,这就促进了对黑体技术的研究,尤其是对中低温黑体炉的研究。因此国外在20世纪80年代就已经有低温黑体,我国对低温黑体的研究,是从20世纪90开始。黑体在工业上主要应用于测温领域,其中主要的产品是黑体炉。
我国南北环境温差大,且测量现场一般条件比较简陋,不可能提供黑体炉或其他的校准工具。以下提供三种现场操作方法供大家参考:方法一,现场有接触式高精度温度计(精度必须高于红外测温仪),可以用来调整发射率:首先,用接触式温度计测量物体表面温度得出参考值。然后,使用红外测温仪测量物体得出表面测量温度,根据差异调整测温仪的发射率直至温度接近或等于参考值。应注意的是,因为两种温度计存在精度等多方面差异,因此红外测温仪只要保证在自身精度范围内即可。为确保红外测温仪的准确和稳定性,应定期及时同校准装置进行校准对比。因此不能笼统地以某一个黑体炉有效发射率值来评价腔体的好坏。国产黑体炉现货
通常温度范围在室温至500℃以内的,称之为中温黑体炉,普遍采用靶面式结构。中高温黑体炉BRM400
我国在20世纪七八十年代,做实验与标定的黑体辐射源,用于红外标定的都是进口产品,如ISOTECH,EOI,美国的Mikron,OMEGA的相关产品都不错,基本上黑体炉的国际市场是以美国独大,品质很好,但是进口成本太过高了,这个严重限制了我国红外事业的发展。黑体的市场化滞后严重制约了我国红外事业的发展。到本世纪初,我国主要科研单位加快了黑体产品的研发进度,黑体炉国产化也发展很快,如武汉凯尔文,云南仪表厂(已经倒闭),为黑体的市场化做出了杰出的贡献,相关的产品指标与稳定性都与国外产品实现了同步,随着大量产品进入市场,供给增加,黑体的市场价格也应声下落,红外生产厂家的成本也因规模效应而不断下降,为红外热像产品的市场化,民用化开辟了广阔的市场前景。我国的红外科研也在不断缩小与国外先进水平的差距。 中高温黑体炉BRM400