【摘 要】
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基于CCD(Charge-coupled Device)的温度测量系统由于成本低、响应快、能够提供温度场信息等特点,已成为近年来高温检测领域的研究热点。但是现有的基于CCD的近红外热像仪由于
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基于CCD(Charge-coupled Device)的温度测量系统由于成本低、响应快、能够提供温度场信息等特点,已成为近年来高温检测领域的研究热点。但是现有的基于CCD的近红外热像仪由于受材料缺陷、光路条件和电路干扰等因素限制,存在光学系统的非均匀性和电荷耦合原件本身的非均匀性问题。这样使得每个光敏单元的对应像素点灰度值输出不可能完全一致。另外,由于测量距离和标定距离的不同而带来的测量误差也会影响该系统的测温精度。因此,针对这两个问题进行解决方案的研究以提高测温精度非常必要。论文针对探测器采集图像的非均匀性特点,提出利用康威建模进行辐射图像非均匀性校正的方法。通过根据图像分割后最大一致性匹配原则,进行光学渐晕、自然渐晕和倾斜因子系数的估计和校正模型的优化,并最终确定适用于该系统的非均匀性校正型。研究测量距离对该基于CCD的测温系统测量精度的影响,首先利用黑体炉进行温度-灰度映射曲线的标定,然后通过分析红外辐射量与测温距离、焦距变化等因素推导出以距离为变量的温度补偿模型,并在最后通过实验来验证该模型的正确性。研究结果表明：(1)经过对辐射热图像进行处理后,系统的均匀性有很大提高。在测温系统工作在稳定状态所采集的样本中,受渐晕作用影响最严重的辐射热图像的边缘区域,内弧、侧弧(上)、侧弧(下)温度补偿分别为：50.95℃、53.08℃、51.09℃。(2)测温距离在0.5m-4.5m范围内,标定距离处黑体炉温度分别为990℃、1100℃和1200℃时,在不同距离测得并修正后的温度最大相对误差分别为0.31‰、0.47%o和0.44‰,有效的提高了该测温仪的测量精度。
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