毕业设计--红外测温系统--开题报告

导读:毕业设计论文开题报告,题目:红外测温系统的设计,一、红外测温仪概述,红外测温仪由光学系统,光学系统汇聚其视场内的目标红外辐射能量,红外能量聚焦在光电探测器上并转变为相应的电信号,红外测温系统对该电信号进行相应处理的并将其显示为被测目标的温度值,有以下特点:非接触红外测温仪1.非接触测温对物体无影响2.检测物体表面温度3.反,目前红外测温产品主要有两类:点式红外测温仪和面式红外测温义,面式红外测

毕业设计--红外测温系统--开题报告

湘 潭 大 学

毕业设计论文开题报告

题 目:红外测温系统的设计

姓 名:李良川

学 号:2007550922

专 业:电子信息工程

指导老师:鲁光德

一、 红外测温仪概述

红外测温仪由光学系统,光电探测器,信号放大器及信号处理.显示输出等部分组成。

光学系统汇聚其视场内的目标红外辐射能量,红外能量聚焦在光电探测器上并转变为 相应的电信号。

红外测温系统对该电信号进行相应处理的并将其显示为被测目标的温度值。具体包括对该电信号进行放大,检波,滤波,变换,A/D转换传到单片机上进行各种处理,如显示为温度值,语音播报温度值,与标准温度对比,超出标准范围后报警等等。 非接触式红处测温仪与传统的接触式测温仪相比,有以下特点: 非接触红外测温仪 1.非接触测温对物体无影响 2.检测物体表面温度 3.反应速度快,可测运动中的物体和瞬态温度 4.测量范围宽 5.测量精度高,分辨率小 6.可对小面积测温 7.可同时对点,线,面测温 8.可测绝对温度,也可测相对温度 9. 能安全地读取难以接近或不可到达的目标温度 10. 坚实.轻巧.,且不用时易于放在皮套中 接触类测温仪 1.接触测温对被测物温度场有影响 2.不适合测瞬态温度 3.不便于测运动中的物体 4.测量范围不够宽,且耗材 5.不适合测量有毒、高压等危险场合

目前红外测温产品主要有两类:点式红外测温仪和面式红外测温义,面式红外测仪即热像仪。现在点式红外测温仪性能及其辅助功能不如红外热像仪,主要缺点如下:

i. 远距离、小目标难以对准,人为因素影响较大,从而影 响测温精度; ii. 测温结果不利于保存分析,限于局部没有全局效果,从而有时不利于发现问题; iii. 不利于远程 遥控,自动化、智能化程度较低;

由于红外热像仪价格昂,国产产品价格在20~30万左右,进品产品价格更是在70~80万左右,这大大限制了它的推广应用。而点式红外测温仪价格相比只有一两万左右。就测温精度来说,点工红外测温仪和红外热像仪相比精度相当,并且很多应用场 合精度要求也不是很高,可以采取一定措施弥补其缺点,而又不太大的增加其成本。

红外测温技术因为以上特点,可用于产品质量控制与监测,设备在线故障诊断,安全保护以及节约能源等方面,逐淅被广泛应用于电力、食品加工、冶金、石化、医疗、科研等多种行业中,并发挥了重要作用。

二、 红外测温原理

红外测温仪接收物体自身发射出的不可见红外辐射能量。红外辐射是电磁频谱的一部分,电磁频谱包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外光、X-射线和伽马射线等。红外线位于可见光和无线电波之间的区域,其波长为0.75~1000 μm。所有高于绝对零度(-273.15℃)的物质都可以产生红外线。任何物体在常规环境下都会产生自身的分子和原子无规则的运动,并不停地辐射出热红外能量。分子和原子的运动愈强,辐射的能量越大,表现出的温度值越大;反之,辐射的能量越小,表现的温度值越小。

人的平均体温为36.5℃,这个温度换算为波长约为9.4 μm。0.78~14 μm波带常用于红外测温。当用红外辐射测温仪测量目标的温度时,首先要测量出目标在其波段范围内的红外辐射量,然后由测温仪计算出被测目标的温度。单色测温仪与波段内的辐射量成比例,双色测温仪与两个波段的辐射量之比成比例。

光学系统的主要作用是收集被测目标的辐射功率,并使其汇聚到红外探测器上。红外探测器的作用是将接收到的红外辐射转换为电信号输出。该毕业设计是对这个电信号进行处理并显示输出。为了使红外测温仪有较高的输出信噪比,必须要求仪器有较魇光学相对孔径,高灵敏度的探测器,低噪声的电信号处理系统。为了使红外测温仪有较高的测量精度,必须采取发射率修正,环境温度补偿和精 温度定标等措施。 由于本系统需要测量的是中低温物体的表面温度,且考虑到成本因素,所以本文采用全辐射测温方案,即通过测量目标发出整波段的辐射功率来测量物体温度,红外测温仪的组成如下图所示,主要由光学系统、光电探测器,信号处理、显示输出等部分组成。光学系统完成视场大小的确定,光电探测器用来将聚焦在光电探测器上的红外能量转换成电信号,该电信号经放大器、滤波器进行信号调整,通过模数转换将其转换为数字信号并在此处进行环境温度补偿。最后再经ARM处理器进行显示报警等各种处理。

整个系统如下图所示。

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