一种基于多波长高温计的模拟多光谱辐射测温系统技术方案

一种基于多波长高温计的模拟多光谱辐射测温系统，涉及一种多光谱辐射测温技术，为了解决现有的多光谱辐射测温法中，发射率补偿度较差的问题。本发明专利技术的高温瞬态目标模拟装置用于模拟高温瞬态真实目标；多波长高温计，用于通过衰减片以后获取黑体炉温度，生成第一电压信号；接口板的第一电压信号输入端与多波长高温计的第一电压信号输出端相连；接口板的电压信号输出端与PC机的电压信号输入端相连；单波长高温计，用于直接获取黑体炉的温度，生成第二电压信号；单波长高温计的第二电压信号输出端与电压表的第二电压信号输入端相连；电压表用于显示单波长高温计获取的黑体炉的温度。有益效果为发射率补偿度较好。益效果为发射率补偿度较好。益效果为发射率补偿度较好。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多波长高温计的模拟多光谱辐射测温系统


[0001]本专利技术涉及一种多光谱辐射测温技术。

技术介绍

[0002]在航天、航空、军事国防及科学研究中的高温瞬态目标真温测量及其重要，在现有的高温瞬态目标真温测量中，通常有接触法和非接触法，其中，非接触法因为对高温场引入干扰较少而应用较广；在非接触法温度参数测量中，基于多光谱辐射原理的测温法是一种常见的方法；多光谱辐射测温法是采用光谱仪记录较宽的波段内的高温瞬态目标发射光谱曲线进行拟合，得到真实温度；在现有的多光谱辐射测温法中如何克服发射率系数对光谱曲线的难点之一，在现有的多光谱辐射测温法中需要建立发射率系数模型，但是发射率系数模型容易受到不同高温瞬态目标参数的限制产生较大的不确定度，此外数据处理过程较为复杂，导致发射率补偿度较差。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是为了解决现有的多光谱辐射测温法中，发射率补偿度较差的问题，提出了一种基于多波长高温计的模拟多光谱辐射测温系统。
[0004]本专利技术所述的一种基于多波长高温计的模拟多光谱辐射测温系统包括高温瞬态目标模拟装置、多波长高温计、接口板、单波长高温计和电压表；
[0005]所述高温瞬态目标模拟装置用于模拟高温瞬态真实目标；
[0006]高温瞬态目标模拟装置包括黑体炉和衰减片；
[0007]所述多波长高温计，用于通过衰减片以后获取黑体炉温度，生成第一电压信号；接口板的第一电压信号输入端与多波长高温计的第一电压信号输出端相连；接口板的电压信号输出端与PC机的电压信号输入端相连；
[0008]所述单波长高温计，用于直接获取黑体炉的温度，生成第二电压信号；单波长高温计的第二电压信号输出端与电压表的第二电压信号输入端相连；电压表用于显示单波长高温计获取的黑体炉的温度。
[0009]本专利技术的工作原理为：由黑体炉与衰减片模拟构成高温瞬态真实目标，由多波长高温计通过衰减片测得黑体炉的电压值，并通过接口板将该电压值传输至PC机，由PC机经过数据处理得到黑体炉测量温度，并形成光谱发射率曲线；同时判断光谱发射率曲线与已知的衰减片的光谱透过率曲线是否一致，如果一致说明以黑体炉和衰减片模拟高温瞬态真实目标是正确的，如果不一致说明模拟存在偏差，需要重新构建高温瞬态目标模拟装置；对于光谱发射率曲线与已知的衰减片的光谱透过率曲线一致的情况，在通过单波长高温计以及电压表获取黑体炉的真实温度；再次判断通过得到黑体炉测量温度与电压表获取黑体炉的真实温度是否相同；如果相同，说明测量准确，如果不一致说明测量存在变差，需要重新测量。
[0010]本专利技术的有益效果是：以黑体炉与衰减片模拟高温瞬态真实目标，并利用多波长
高温计图片通过衰减片对黑体炉的真实温度进行测量，发射率补偿度较好，同时，本专利技术存在两次校准，一次是利用光谱发射率曲线与衰减片的光谱透过率曲线是否一致，从而对黑体炉与衰减片模拟高温瞬态真实目标是否正确进行判断；另外一次是以PC机得出的测量温度与电压表显示的真实温度是否一致，从而对测量的准确性进行判断。
附图说明
[0011]图1为具体实施方式一所述的一种基于多波长高温计的模拟多光谱辐射测温系统的原理框图；
[0012]图2为具体实施方式一中采用JB9型衰减片的透过率曲线及发射率拟合曲线比较图；
[0013]图3为具体实施方式一中采用QB18型衰减片的透过率曲线及发射率拟合曲线比较图；
[0014]图4为具体实施方式一中采用LB6型衰减片的透过率曲线及发射率拟合曲线比较图。
具体实施方式
[0015]具体实施方式一：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述的一种基于多波长高温计的模拟多光谱辐射测温系统包括高温瞬态目标模拟装置1、多波长高温计2、接口板3、单波长高温计5和电压表6；
[0016]所述高温瞬态目标模拟装置1用于模拟高温瞬态真实目标；
[0017]高温瞬态目标模拟装置1包括黑体炉1
‑
1和衰减片1
‑
2；
[0018]所述多波长高温计2，用于通过衰减片1
‑
2获取黑体炉1
‑
1温度，生成第一电压信号；接口板3的第一电压信号输入端与多波长高温计2的第一电压信号输出端相连；接口板3的电压信号输出端与PC机4的电压信号输入端相连；
[0019]所述单波长高温计5，用于直接获取黑体炉1
‑
1的温度，生成第二电压信号；单波长高温计5的第二电压信号输出端与电压表6的第二电压信号输入端相连；电压表6用于显示单波长高温计5获取的黑体炉1
‑
1的温度。
[0020]在本实施方式中，所述电压表6的精度为：六位半。
[0021]在本实施方式中，接口板3的型号为：HY
‑
6010。HY—6010接口板是IBM—PC XT/AT总线兼容的积分型高精度数据采集板，具有很强的抗工频干扰能力，该板可以直接插入到IBM—PC XT/AT总线兼容机内的任一总线扩展槽，构成模拟量电压采集、数字量电压信号监视系统。
[0022]在本实施方式中，衰减片1
‑
2的型号为：JB9、QB18或LB6。
[0023]在本实施方式中，多波长高温计2为八波长高温计。
[0024]多波长高温计2采用八波长象差补偿焦平面式高温计，其响应时间为亚毫秒级，以满足快速测量的要求。
[0025]在本实施方式中，PC机4利用神经网络处理接口板3输入的电压信号，并建立发射率模型；
[0026]所述发射率模型用于实现多光谱测量数据的补偿。
[0027]在本实施方式中，单波长高温计5在使用前进行有效波长标定；八波长高温计在使用前进行有效波长标定；
[0028]有效波长标定的结果见表1
‑
1；
[0029]表1
‑
1有效波长标定结果
[0030][0031]其中，λ
max
为八波长高温计各通道的标准波长；Δλ为八波长高温计各通道标准波长的误差值；T/K℃中T代表有效波长标定时测量体的温度，K℃为温度单位；λ
e
为八波长高温计各通道在不同温度下的有效波长。
[0032]结果分析
[0033]调整黑体炉1
‑
1炉温到某一温度，用单波长高温计5通过电压表6监测黑体炉1
‑
1炉温，测得此时黑体炉1
‑
1的炉温为1214.5K。在黑体炉1
‑
1炉温充分稳定之后，由多波长高温计2测得此温度下的八个电压值，此温度设定为参考温度；调整黑体炉1
‑
1炉温到1260.5K,1287.5K,1297.5K,1310.5K，在每个温度点下当黑体炉1
‑
1炉温充分稳定之后，分别在多波长高温计2镜头前部依次更换衰减片1
‑
2为JB9型衰减片、QB18型衰减片和LB本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多波长高温计的模拟多光谱辐射测温系统，其特征在于，该测温系统包括高温瞬态目标模拟装置(1)、多波长高温计(2)、接口板(3)、单波长高温计(5)和电压表(6)；所述高温瞬态目标模拟装置(1)用于模拟高温瞬态真实目标；高温瞬态目标模拟装置(1)包括黑体炉(1
‑
1)和衰减片(1
‑
2)；所述多波长高温计(2)，用于通过衰减片(1
‑
2)获取黑体炉(1
‑
1)温度，生成第一电压信号；接口板(3)的第一电压信号输入端与多波长高温计(2)的第一电压信号输出端相连；接口板(3)的电压信号输出端与PC机(4)的电压信号输入端相连；所述单波长高温计(5)，用于直接获取黑体炉(1
‑
1)的温度，生成第二电压信号；单波长高温计(5)的第二电压信号输出端与电压表(6)的第二电压信号输入端相连；电压表(6)用...

【专利技术属性】
技术研发人员：王振涛，于天河，
申请(专利权)人：天合无锡仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：