【技术实现步骤摘要】
一种基于黑体辐射的辐射出射度与灰度关系曲线测量方法
[0001]本专利技术涉及辐射学领域,尤其涉及一种基于黑体辐射的辐射出射度与灰度关系曲线测量方法
。
技术介绍
[0002]对于火焰燃烧现象及等离子体放电等近似黑体辐射的现象,基于双色辐射法测量其整体平均温度或者建立温度场,可以满足在非接触的条件下其对火焰发展或辐射功率测量的研究需求
。
然而在实际应用中,不同的图像采集设备感光效果存在差异,因此在测量前需要对图像采集设备进行标定,其重点在于找到指定图像采集设备对光学信号的捕捉效果,而该捕捉效果通常是以图像灰度的形式进行体现,因此,如何找到指定图像采集设备的目标出射度和目标灰度的相关关系是标定过程中的重点,但是在对目标辐射出射度和采集图像灰度的关系进行标定过程中,摄像机曝光时间
、
光圈
、
目标大小以及温度对灰度特性均有影响,进而使标定过程变量过多难以顺利开展,如何解决该问题是目前需要考虑的
。
[0003]需要说明的是,在上述
技术介绍
部分公开的信息只用于加强对本公开的背景的理解,因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息
。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点,提供了一种基于黑体辐射的辐射出射度与灰度关系曲线测量方法,将辐射出射度与灰度关系的评估转化为对黑体辐射源在指定条件下的图像捕捉,通过调节摄像机曝光时间
、
图像分割
、
最小二乘法等方
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.
一种基于黑体辐射的辐射出射度与灰度关系曲线测量方法,其特征在于:所述测量方法包括:逐步增加黑体炉温度,通过锁定曝光时间和光圈的摄像机对不同温度下的黑体炉炉膛分别进行多次拍摄,直到黑体炉达到温度上限或者图像灰度饱和;对每次拍摄的图片进行边界识别和区域切割,再对其黑体炉范围内进行双色灰度值计算,将黑体炉温度的测量转换为对辐射出射度的测量,并建立辐射出射度与图像灰度的对应关系;根据双色辐射测温法确定测温所需的系数,并将对黑体炉温度的测量转换为对黑体炉辐射出射度比值的测量,得到辐射出射度与图像灰度的关系,并进行曲线拟合得到曲线系数,根据得到的系数实现对目标温度的测量
。2.
根据权利要求1所述的一种基于黑体辐射的辐射出射度与灰度关系曲线测量方法,其特征在于:所述将黑体炉温度的测量转换为对辐射出射度的测量具体包括以下内容:根据维恩公式建立温度和辐射出射度的对应关系为将黑体炉温度的测量转换为辐射出射度的测量,其中,
M(
λ
,T)
是指定温度和波长的黑体辐射出射度,
ε
(
λ
,T)
为人工黑体辐射率,
λ
为波长,
C1、C2为普朗克常数,
T
为目标绝对温度
。3.
根据权利要求2所述的一种基于黑体辐射的辐射出射度与灰度关系曲线测量方法,其特征在于:所述建立辐射出射度与图像灰度的对应关系具体包括以下内容:根据摄像机拍摄原理,图像灰度与曝光时间成正比,与光圈系数的平方成反比,与黑体炉的辐射出射度成正比,引入截距系数以减小误差,得到图像双色灰度对应的辐射出射度关系为其中,
R、G
分别为红绿双色光灰度值,
k
′
r
,
k
′
g
为比例系数,
b
r
,
b
g
为截距系数,
t
为曝光时间,
F
为光圈系数,
L(
λ
r
,T),L(
λ
g
,T)
分别为红绿双色单位球面角的辐射亮度,数值与
...
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