1 上海理工大学能源与动力工程学院/上海市动力工程多相流动与传热重点实验室, 上海 200093
2 上海航天动力技术研究所, 上海 201109
火焰燃烧参数能直接反映火焰燃烧状态, 并对燃烧过程进行诊断、 预测和优化。 火焰温度及辐射率是燃烧状态的重要表征参数, 火焰温度及辐射率的准确测量对于建立燃烧模型、 优化燃烧过程和控制污染物排放有着非常重要的意义。 随着数字图像技术与光谱学的发展, 多光谱成像技术逐步应用于火焰燃烧温度及辐射率测量。 针对光谱仪空间分辨率低和RGB彩色相机光谱分辨率低的问题, 多光谱成像技术能获得兼顾空间分辨率及光谱分辨率的火焰光谱图像, 实现火焰温度及辐射率分布测量, 具有高时空分辨率、 响应快速及测温范围宽等优点。 因此, 提出了基于多光谱成像技术的火焰温度及辐射率测量方法, 搭建标准高温黑体辐射实验测量系统, 对多光谱相机665～960 nm波段开展高温黑体辐射响应系数标定实验, 获得多光谱相机25波段光谱响应标定系数, 通过四阶多项式拟合建立多光谱相机各波段下仪器响应值与理论辐射强度之间的关系, 并开展多光谱成像技术测量验证实验, 结果显示温度与辐射率测量的相对偏差分别小于1%与4%。 在此基础上, 以蜡烛火焰为研究对象, 建立了火焰多光谱成像测量系统, 获得了蜡烛火焰多光谱辐射图像, 基于普朗克辐射定律参数拟合方法, 实现了蜡烛火焰温度与辐射率分布测量。 测量结果表明： 火焰竖直平面上火焰中心区温度及辐射率均高于火焰上部和底部; 蜡烛火焰温度测量结果范围约为1 350～2 050 K, 火焰中心区最高温度约为2 050 K; 蜡烛火焰辐射率测量结果范围约为0.04～0.36, 火焰中心区最高辐射率为0.36。 测量结果与蜡烛火焰燃烧过程及辐射特性分布规律一致。
多光谱成像 燃烧诊断 辐射测温法 蜡烛火焰 火焰辐射率分布 Multispectral imaging Combustion diagnostics Radiation temperature measurement Candle flame Flame emissivity distribution 光谱学与光谱分析
2023, 43(11): 3644
国防科技大学电子对抗学院脉冲功率激光技术国家重点实验室, 安徽 合肥 230037
分别将光子晶体薄膜、红外隐身涂层和普通迷彩布作为待测样品贴在60 ℃热源上,并置于室外环境进行红外隐身实验。研究结果表明,太阳光对光子晶体薄膜8~14 μm波段隐身效果影响较小,在绝大部分角度范围内,对3~5 μm波段隐身效果影响也较小;墙壁和大气辐射对光子晶体薄膜3~5 μm和8~14 μm波段隐身效果影响都较小。光子晶体薄膜在中、远红外双波段隐身效果优于另外两种传统红外隐身材料。
材料 光子晶体 红外隐身 太阳辐照 墙面辐射 辐射温度 激光与光电子学进展
2019, 56(3): 031601
介绍了黑体温度测量的溯源途径及方法, 分析了探测器绝对光谱响应、透镜透过率及面积效应等对黑体温度测量的影响, 试验测量结果表明黑体温度可以通过标准探测器进行量值传递并溯源。与传统溯源方法相比, 利用标准探测器进行量值传递测量精度可提升一个数量级, 达到0.8%的水平。
辐射温度 面积效应 绝对光谱响应 透镜透过率 radiation temperature area effect absolute spectral response lens transmittance
1 电子科技大学 电子科学与工程学院, 四川 成都 611731
2 电子科技大学 机械与电气工程学院, 四川 成都 611731
3 电子科技大学 自动化工程学院, 四川 成都 611731
4 西南科技大学 信息工程学院, 四川 绵阳 621900
5 中国航发四川燃气涡轮研究院, 四川 江油 621700
简要介绍了航空发动机涡轮叶片表面温度的几种主要测量方法, 总结了热电偶、晶体、示温漆、荧光、光纤、以及红外辐射、多光谱等测温方法的的测温原理、技术特点和国内外研究现状, 并在此基础上对将来涡轮叶片温度测量发展方向进行了展望.
涡轮叶片 温度测量 辐射测温 turbine blade temperature measurement radiation temperature measurement
中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033
随着非制冷型热像仪工作时间的增长，其内部器件、机械结构所积累的热量越来越多，其温升所导致的热辐射势必会对热像仪的测温精度产生严重影响。因此，要实现热像仪的准确测温，必须对其内部的各温升影响因素进行相应的修正。本文通过对影响测温精度的镜筒辐射温度、探测器靶面温度以及热像仪工作累积时间三个因素进行评估和建模，并对其相互关系进行评价，根据数据模型对热像仪辐射测温值进行修正。结果表明，在实验室条件下，经过修正，非制冷型红外热像仪测温精度可控制在±1 ℃以内，其稳定性可控制在±05 ℃以内。修正后的温度结果基本不受内部温升的影响，有效的提高了非制冷测温型热像仪的稳定性、可重复性以及测温精度。
红外热像仪 非制冷 辐射测温 infrared thermal imager uncooled radiation temperature measurement
1 南京理工大学电子工程与光电技术学院, 江苏 南京 210094
2 南京理工大学先进固体激光工业和信息化部重点实验室, 江苏 南京 210094
近些年来, 随着国内外尖端科技快速发展, 温度测量无论是对于**建设领域还是对于工业制造领域都有着极为重要的指导意义和研究价值。 尤其在瞬态超高温测量方面, 测温精度要求更为严苛。 测温方法多种多样, 多光谱法由于其精度较高且适用性强, 被国内外专家广泛运用。 基于多光谱测温法, 提出一种新的能够同时高精度测量目标的瞬态激发温度和辐射温度的方法。 该方法通过查找可信度更高的目标物理特性数据以及更为精确的多光谱直线拟合方法, 精准计算得到目标激发温度。 通过建立更加准确的数学模型和算法, 减小光谱发射率对整个测温过程的影响实现高精度的辐射温度测量。 通过相关测温实验表明, 系统测温精度达到3%。
光谱学 多光谱法 光谱发射率 激发测温 辐射测温 测量精度 Spectroscopy Multi-spectral method Spectral emissivity Excitation temperature Radiation temperature Measurement accuracy
1 中国科学院光电技术研究所, 四川 成都 610209
2 中国科学院大学, 北京 100049
对红外光学系统自身热辐射进行了评估方式、计算方法和实验测量研究。首先, 介绍并比较了两种自身热辐射的评估方式, 即有效发射率和等效黑体辐射温度; 其次, 详细介绍了基于实验结果的自身热辐射的等效黑体辐射温度的计算方法; 最后, 利用自身热辐射测试平台, 对同轴全反型红外光学系统的自身热辐射进行测量实验, 并进行了误差分析计算。结果表明: 自身热辐射的辐射出射度与光学系统有效F数的平方成正比关系, 与透过率成反比关系, 和自身热辐射的灰度输出与积分时间之间的线性系数成正比关系, 计算出该同轴全反型红外光学系统的自身热辐射的等效黑体辐射温度为217.3 K, 经测量和计算出背景模拟板的辐射亮度误差为8.5%, 自身热辐射的灰度输出与积分时间的线性拟合系数的相对不确定度为0.2%, 并说明探测器在5×10-4 Pa中具有良好的稳定性。
红外系统 自身热辐射 等效黑体辐射温度 infrared system self-thermal radiation equivalent blackbody radiation temperature 红外与激光工程
2018, 47(1): 0104003
安徽工业大学 电气与信息工程学院, 马鞍山 243032
为了解决传统热风炉拱顶测温系统存在的维护难度大、发射率难以确定等问题, 采用了双波段对数比放大测温方法, 并对其进行了理论推导和实验验证。结果表明,在设定温度不变的前提下, 该方法的测量结果与随着时间改变的温度几乎保持一致; 并验证了设定温度与测量温度之间的关系, 本系统测温误差绝对值在6℃以内, 测量精度高; 也验证了LOG112输出电压与真实温度的倒数呈线性关系, 这与理论推导一致。该研究将辐射测温与对数比放大技术相结合, 对于解决现存问题及提高拱顶测温精度具有重要意义。
测量与计量 辐射测温 双波段对数比放大 拱顶测温 LOG112芯片 measurement and metrology radiation temperature measurement dual band log ratio amplification crown temperature measurement LOG112 chip
1 南京理工大学电子工程与光电技术学院，江苏 南京 210094
2 无锡市星迪仪器有限公司，无锡 214000
针对**装备的红外隐身，讨论了隐身效果评估的基本方法，从辐射温差、斑点暴露尺寸、探测概率和目标红外能见距离几个方面进行了分析，对以往的公式进行了修正。
红外隐身 辐射温差 斑点暴露尺寸 探测概率 红外能见距离 infrared stealth radiation temperature difference exposure speckle size detection probability and target distance
