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首先,介绍了热辐射高温测量的基本定律,在此基础上综述了目前常用的热辐射测温方法,总结出辐射系数是影响测量结果的主要原因之一。为了克服辐射系数的影响,对工业用热辐射型光纤高温传感器进行了深入的研究:通过对光辐射在光纤中传输的分析,提出了工艺温度的思想;利用现场校准的方法,避开了用辐射系数修正温度的难题。实验证明,实施方案切实可行,对现代工业生产具有实际的指导意义。 其次,改进和完善了光线方程的数值算法和光线追迹,使光辐射在光纤中传输的数值计算方法更具可操作性,从而为光纤高温传感器中纤维光学系统的计算机辅助设计提供了理论依据。 最后,把小波分析方法应用于热辐射高温测量技术中,重点开展了以下两方面研究: (一)通过热辐射能量与温度、波长关系的分析,推导出两个具有普适意义的拐点波长位移公式,提出并论证了波长测温理论;利用小波边缘分析的方法,对波长测温法的实现进行了初步的实验方案设计。理论证明,利用小波边缘分析方法,可实现波长测温,并且测得的三个温度值具有互校性,可作为检测黑体的标准方法。 (二)把小波变换应用于热辐射测温信号的分析处理,理论上给出了基于小波变换的热辐射测温信号的消噪方法。利用这些方法对实际热辐射测温信号进行了分析和处理,消除了因黑体腔存在透光问题而引起的噪声,取得了通过改进制作工艺来克服黑体腔透光问题一样的效果,从而大大降低了传感器黑体腔的生产成本。