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双波长光纤辐射温度测量仪的设计及其应用技术的研究

蔡璐璐  
【摘要】:由于光纤传输与传感技术具有许多实用性优点,基于光纤传输的辐射测温技术也得到了迅速发展。近年来亮度式光纤辐射测温仪已得到广泛应用,但一些特殊场合需要减少或抑制因物体发射率变化、环境干扰(如灰尘、水汽以及探测器老化)等因素引起的误差。本论文的目的是研究和设计一种能解决上述问题的系统。 本文对光纤辐射温度测量仪进行了研究,利用黑体辐射原理,采用了双波长的方法,引入了小波滤波进行消噪,提高了系统的测温精度。 论文首先对两个波长的选取进行了研究。主要从测温范围、灵敏度、相对灵敏度、线性度、探测器光谱响应等方面综合考虑,采用数值计算的方法,确定出系统器件参数的最佳范围。 论文详细介绍了测温仪系统各部分的组成和性能;针对双光电探测器比色系统设计了滤光片旋转系统;进行了温度测量实验。针对静态、动态测量信号的不同特点,运用小波变换的时频多分辨分析和空间局部化的性质,对比色式光纤测温仪动态输出信号进行了多尺度小波分解,并且根据软阈值滤波算法对信号进行了消噪处理,取得了很好的滤波效果,改善了信噪比。 论文通过实验证明将小波变换技术应用于辐射测温技术的信号处理是可行的,并且取得了很好的滤波效果。它替代了传统的滤波放大器,能方便地用软件实现辐射测温信号的处理,为小波变换用于辐射测温领域作了有益的尝试,对于工业推广具有一定的应用价值。


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