如何使用CCD圖像傳感器實(shí)現(xiàn)高溫溫度場(chǎng)非接觸軟測(cè)量的設(shè)計(jì)

　　基于CCD（電荷耦合器件）圖像傳感器的非接觸高溫溫度場(chǎng)軟測(cè)量方法將CCD技術(shù)、數(shù)字圖像處理技術(shù)與傳統(tǒng)輻射測(cè)溫方法相結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)快速、準(zhǔn)確的高溫場(chǎng)測(cè)量，顯著提高測(cè)量技術(shù)水平，因而成為高溫檢測(cè)領(lǐng)域近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。本文在研究分析CCD輻射測(cè)溫的研究歷史和現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，通過(guò)深入的理論分析與大量的實(shí)驗(yàn)研究，提出了一種新型的基于CCD圖像傳感器的高溫場(chǎng)軟測(cè)量方法。取得了如下的研究成果：

　　1.提出了一種新型的含有CCD響應(yīng)帶寬校正系數(shù)和發(fā)射率校正系數(shù)的比色測(cè)溫公式。以此為基礎(chǔ)構(gòu)建的高溫場(chǎng)軟測(cè)量系統(tǒng)可以減少CCD光譜響應(yīng)特性非理想和被測(cè)輻射體發(fā)射率變化帶來(lái)的測(cè)量誤差。

　　2.提出了利用黑體爐實(shí)驗(yàn)標(biāo)定CCD響應(yīng)帶寬校正系數(shù)、利用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)標(biāo)定發(fā)射率校正系數(shù)的方法。實(shí)驗(yàn)表明，該方法能有效地減小測(cè)溫誤差，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。

　　3.提出了一種基于高溫輻射體顏色信息的圖像目標(biāo)識(shí)別方法。通過(guò)對(duì)紅、綠基色圖像分別進(jìn)行分割來(lái)減小甚至消除高溫輻射體圖像的各種噪聲，然后綜合紅、綠基色圖像分割結(jié)果實(shí)現(xiàn)高溫輻射體的準(zhǔn)確識(shí)別，并運(yùn)用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)方法對(duì)分割結(jié)果進(jìn)行后處理以消除游離點(diǎn)和孔洞，使圖像邊緣平滑。實(shí)驗(yàn)表明，該方法可以快速有效地實(shí)現(xiàn)高溫輻射體的正確識(shí)別。

　　4.通過(guò)理論推導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)研究指出，在攝像頭前加中性濾光片可以擴(kuò)大CCD的測(cè)溫范圍，但是擴(kuò)大的程度有限，且測(cè)溫下限隨濾光片透過(guò)率的減少而上升。

　　5.提出利用調(diào)節(jié)光圈和快門(mén)組合的方法擴(kuò)大CCD的測(cè)溫范圍，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方法的有效性。

　　6.在研究測(cè)溫系統(tǒng)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)原理的基礎(chǔ)上，提出了標(biāo)定實(shí)驗(yàn)方案，研發(fā)了標(biāo)定實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和基于CCD的高溫場(chǎng)軟測(cè)量實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，并完成了對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的標(biāo)定。

　　7.在上述工作的基礎(chǔ)上，利用基于CCD圖像傳感器的高溫場(chǎng)軟測(cè)量系統(tǒng)對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的高溫熔體進(jìn)行了測(cè)溫實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所研發(fā)的高溫場(chǎng)軟測(cè)量系統(tǒng)測(cè)溫精度較高，具有較強(qiáng)的實(shí)用性和推廣價(jià)值。