使用CCD圖像傳感器設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)高溫熔體溫度場(chǎng)軟測(cè)量系統(tǒng)

　　在有色金屬冶煉過(guò)程中，高溫熔體溫度的測(cè)量是至關(guān)重要的。熔體溫度既是確保產(chǎn)品質(zhì)量的依據(jù)，又是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)控制、決策優(yōu)化的基本條件，也是實(shí)現(xiàn)熱能管理與節(jié)能降耗的關(guān)鍵。然而由于金屬熔煉過(guò)程工藝復(fù)雜，環(huán)境惡劣，使得現(xiàn)有的高溫測(cè)量技術(shù)對(duì)冶金爐內(nèi)熔體的溫度場(chǎng)難以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線(xiàn)檢測(cè)，因此急需研制出一種能簡(jiǎn)單、方便、快速地測(cè)量高溫熔體表面溫度場(chǎng)的測(cè)溫儀器。 近年來(lái)，隨著光電技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)字圖像處理技術(shù)的發(fā)展，基于彩色CCD圖像傳感器的非接觸式測(cè)溫技術(shù)因其具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)而成為高溫檢測(cè)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。本文以高溫熔體表面溫度場(chǎng)的測(cè)量為研究目的，系統(tǒng)地研究了基于彩色CCD傳感器的非接觸式測(cè)溫法的原理，詳細(xì)論述了CCD輸出信號(hào)與輻射體溫度的關(guān)系，而且針對(duì)目前該測(cè)溫方法測(cè)量精度不高的問(wèn)題，分析了CCD比色測(cè)溫法主要的誤差來(lái)源，并提出了標(biāo)定修正的CCD比色測(cè)溫法。 在研究了測(cè)溫系統(tǒng)中所需設(shè)備的結(jié)構(gòu)和功能之后，提出了測(cè)溫系統(tǒng)中各設(shè)備選型應(yīng)滿(mǎn)足的條件，設(shè)計(jì)并構(gòu)建了一套基于彩色CCD圖像傳感器的非接觸式測(cè)溫系統(tǒng)。由于彩色CCD攝像機(jī)是作為電視攝像或監(jiān)視設(shè)備研制生產(chǎn)的，其功能與測(cè)溫所需的功能有很大的不同，因此本文中著重研究了彩色CCD攝像機(jī)各種性能對(duì)溫度測(cè)量的影響及其處理方法。該項(xiàng)研究和分析對(duì)避免或減少因CCD攝像機(jī)本身所導(dǎo)致的某些測(cè)溫誤差有重大的意義。 構(gòu)建測(cè)溫系統(tǒng)后，本文利用中國(guó)計(jì)量院熱工處的高溫黑體爐對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了標(biāo)定，得到了較為穩(wěn)定的標(biāo)定測(cè)量值，為系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際測(cè)量奠定了基礎(chǔ);同時(shí)，通過(guò)分析大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，結(jié)果表明了本文提出的修正的CCD比色測(cè)溫方法能有效地減少測(cè)溫誤差，提高測(cè)溫精度，對(duì)測(cè)量高溫熔體的溫度場(chǎng)有顯著的實(shí)用價(jià)值和應(yīng)用前景。