CCD辐射测温的数值解析及误差校正.pdf

《CCD辐射测温的数值解析及误差校正.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第23卷第2期传感技术学报Vo1．23No．2CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSFeb．20102010年2月NumericalAnalysisandErrorCorrectionofCCDRadiationThermometryZHANGKun，CHANGDanhua，CHENRuiqiang，ZHANGYufing(DepartmentOptoelectronics，YanshanUniversity，QinhuangdaoHebei066004，China)Abstract：Thispaperpresentsanewnumerical

2、CCDradiationtemperaturecorrectionmethod．Themethodanalyzedtwomainerrorsources(CCDspectralresponsecurveandspectralemissivityradiator)ofCCDradiationtempera-ture，usedimageprocessingtechnologytodiscreteandnumericallytoanalysetheCCDspectralresponsecurves，andestablishedtheCCDradiationtemperatureco

3、rrectionformulawiththeaidoftheprincipleofcolortemperaturecalibrationtoanalysisofSpectralEmissivityofradiator．Theexperimentaldatashowedtheeffectivenessoferorcor—rectionofthetemperaturemeasurementmethod．Thismeasurementmethoddirectlyacquirestheimageoftheradia—torbytheCCDimagesensor．Itcangetrid

4、ofadditionalperipheralsintheindustrialsite．maketheradiationtem-peraturemeasuringsystempracticalandportable．Keywords：radiationthermometry；analysisofspectralemissivity；datadiscretization；spectralresponsecorrectionEEACC：6140C：7320RCCD辐射测温的数值解析及误差校正张昆，常丹华，陈瑞强，张余敬(燕山大学光电子系，河北秦皇岛市066004)摘要：提出一种新的

5、CCD辐射测温数值校正方法。针对CCD测温时的两个主要误差来源(CCD光谱响应曲线和辐射体光谱发射率)进行了分析，运用图象处理技术对CCD光谱响应曲线进行离散化数值解析，借助比色测温原理标定并解析辐射体光谱发射率，建立了CCD辐射测温校正公式，实验数据表明测温方法及误差校正的有效性。这种测温方法是由CCD图像传感器对辐射体直接采集成像，在工业现场可摈弃附加外设的繁琐和不便，为辐射测温系统的便携性、实用化创造了条件。关键词：辐射测温；光谱发射率解析；数据离散化；光谱响应校正中图分类号：TM930．115；TM930．12文献标识码：A文章编号：1004—1699(2010)02

6、-0225—04基于彩色CCD的非接触式辐射测温是工业应琐的外加设备，具有一定的工程实用性，通过验证性用中的热点问题，由于此方法为非接触式测温，且具试验证明了该方法的可行性。有耐灼烧、简便、精确等诸多优点，使其广泛应用于1比色测温原理工业高温测量的各种场所。传统的CCD的非接触式辐射测温一般采用比色测温原理，但该方法误差在燃烧火焰辐射的波长范围380～780nm内，较大且需要较复杂的光路系统，存在较大弊端。本温度范围3000K以下时，普朗克辐射定律可由维恩文在介绍CCD比色测温原理的基础上，分析了基于辐射定律取代，因此有CCD的比色测温原理的主要误差成因：CCD光谱响E(A，

7、)：(1)应曲线和辐射体光谱发射率；提出了离散化解析测Ae寿温原理取代传统的比色测温原理，并运用数字图像其中，E(A，T)为辐射体的单色辐射能，W／m；A为辐射技术将CCD光谱响应曲线数字离散化以消除其对电磁波波长(m)；(A，T)为辐射体的光谱发射率；T为测温误差的影响；分析了影响辐射体光谱发射率的辐射体温度(K)；c=3．741844X10一(W·m)；C2=各种因素，给出了校正辐射体光谱发射率的可行性1．438833X10(m·K)。方案。给出了最终的离散化解析测温校正公式，拟辐射体的辐射能可表示