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阵列式红外测温仪的研究

樊秀梅

  红外测温技术是一种现代化的检测手段。与一般的测温技术相比,红外测温仪不用与被测物接触,不会破坏被测物体的温度分布,而且操作简便,安全可靠。因而红外测温技术在国家现代化工业、农业和军事领域中得到越来越高的关注。 常用的红外测温仪器主要包括两大类:红外测温仪和红外热像仪,两者都可以进行温度的测量,但各自都有一定的缺点,并不能很好的满足实际测量的需要。红外测温仪测量精度比较高,但是得到的是被测物体某一小面元的平均温度值,不能够准确反映被测物体整体的温度分布;而红外热像仪可以准确描述被测物体各部分的相对温度分布情况,但由于红外热像仪是利用所在环境温度进行定标的,不能准确测量物体表面各点温度的绝对值。在高温段(>200℃),存在较大的误差,而且红外热像仪制造技术复杂,价格比较昂贵,因而在大规模地推广应用方面受到限制。 在红外测温技术应用的基础上,考虑到测温仪器测量精度和成本,本文提出了一种可以实时对目标进行测量的测温方法,属于一种应用创新,利用该种测温方法实现测温的仪器称为阵列式红外测温仪。其基本原理是按照热像仪探测器的结构将测温仪的探测器阵列化(M*N),由阵列探测器接收从光学系统聚焦的红外辐射,并把红外辐射转换为模拟信号。由于从探测器转化的信号非常微弱,需要经过放大滤波电路后传送给A/D转换器,经A/D转换器转换后的数字信号直接送给给AVR单片机,经过单片机的简单处理后,由串口通信把数据传送给上位机。上位机采用VC++语言编写实现串口通信模块接收数据,并把以电压形式的数据转变为温度显示出来。该仪器不但测量准确度远高于热像仪,而且成本远低于红外热像仪。 本文给出了阵列式红外测温仪(8*8)的整个设计过程,并给出了阵列探测器和数据信号处理系统的具体设计方案;对影响系统误差的原因进行了分析,提出了相应的改进测温仪性能参数的措施。……   
[关键词]:红外测温;阵列式探测器;信号处理
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:天津理工大学2011年