【摘 要】
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随着国防科技的飞速发展,特种火工品的水准也在不断提高,燃烧温度的测定是火工品性能评价的重要环节,对新型产品研发具有很强的指向性。针对火工品的高温检测,提出一种基于光纤光谱仪的成像式多光谱测温系统,使用光谱仪在4001700nm波段以小视场采集目标点的辐射光谱,辅以CCD瞄准并实时显示目标整体温场,实现目标温度的精确测量。本文首先以热辐射概念引入辐射测温理论,进而对比分析多种辐射测温方法,奠定课题研
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随着国防科技的飞速发展,特种火工品的水准也在不断提高,燃烧温度的测定是火工品性能评价的重要环节,对新型产品研发具有很强的指向性。针对火工品的高温检测,提出一种基于光纤光谱仪的成像式多光谱测温系统,使用光谱仪在400~1700nm波段以小视场采集目标点的辐射光谱,辅以CCD瞄准并实时显示目标整体温场,实现目标温度的精确测量。本文首先以热辐射概念引入辐射测温理论,进而对比分析多种辐射测温方法,奠定课题研究的理论基础;根据火工品燃烧的特殊性,制定了多光谱测温系统总体设计方案,并对核心器件进行选型;设计了宽光谱成像的反远距物镜与分光耦合装置,使测温目标能够在光纤端面与CCD感光芯片处同时成像,满足小视场与视觉对准;借助高温黑体炉对多光谱测温系统进行标定,求取自身光谱响应函数以校正辐射信息,从而确保系统测量精度,随之建立了CCD色度值与温度的对应关系,使测温系统在观瞄中直接通过像素值获取温度分布信息。采用温度可达2500℃的钨丝灯作为等效替代目标实验,对系统进行高温测量实验。通过使用点温仪同时测温并对比结果,测量误差在2%以内,满足系统设计指标。
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