📄Работа №207195
Тема: Спектральная пирометрия на основе цифрового фотоаппарата
Характеристики работы
Тип работы
Бакалаврская работа
Предмет
Электротехника
Объем:
74 листов
Год:
2018
Просмотров:
38
4680
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
ВВЕДЕНИЕ 7
ПЕРЕЧЕНЬ ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ 11
1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ ПИРОМЕТРИИ, ОБЗОР МЕТОДОВ БЕЗКОНТАКТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ 12
1.1 Аналитический обзор существующих методов пирометрии 12
1.1.1 Цветовые методы пирометрии 12
1.1.2 Яркостная пирометрия 16
1.1.3 Метод спектральная пирометрия 18
1.2 Описание принципов бесконтактного метода измерения температуры 21
1.2.1 Люминесцентный метод измерения температуры 21
1.2.2 Энергетические оптико-электронные системы измерения температуры. 23
1.2.3 Спектральные оптико-электронные системы измерения температуры. 28
1.2.4 Оптико-электронные системы измерения температуры объекта 32
1.3 Вывод по первой главе 38
2 ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ИЗМЕНЕНИЯ ТЕПЕРАТУРЫ ТЕЛА НАКАЛА НА ВЕЛИЧИНУ СПЭЯ 40
2.1 Расчет допускаемых отклонений температуры тела накала 40
3 МАТРИЦА ЦИФРОВОГО ФОТОАППАРАТА. RAW-ФОРМАТ И RAW-КОНВЕРТОР. ИЗМЕРЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ОБЪЕКТА С ПОМОЩЬЮ ЦИФРОВОГО ФОТОАППАРАТА 47
3.1 Матрица цифрового фотоаппарата 47
3.2 RAW - формат 48
3.3 Разработка методики измерения и контроля температуры на основе цифрового фотоаппарат 50
3.3.1 Выбор длины волны для измерения температуры 50
3.3.2 Выбор цифровой камеры для измерений 52
3.3.3 Процедура обработки изображений 53
3.3.4 Калибровка камеры 53
3.3.5 Оценка ошибок измерения 58
4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ТЕЛА НАКАЛА ЭТАЛОННОЙ ЛАМПЫ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ЕЁ КАЛИБРОВКИ В ЕДИНИЦАХ СПЕКТРАЛЬНОЙ ПЛОТНОСТИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЯРКОСТИ 59
4.1 Термометрия по тепловому излучению 59
4.2 Закон смещения Вина 61
4.3 Определение температуры методом спектральная пирометрия 66
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 73
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 74
ПЕРЕЧЕНЬ ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ 11
1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ ПИРОМЕТРИИ, ОБЗОР МЕТОДОВ БЕЗКОНТАКТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ 12
1.1 Аналитический обзор существующих методов пирометрии 12
1.1.1 Цветовые методы пирометрии 12
1.1.2 Яркостная пирометрия 16
1.1.3 Метод спектральная пирометрия 18
1.2 Описание принципов бесконтактного метода измерения температуры 21
1.2.1 Люминесцентный метод измерения температуры 21
1.2.2 Энергетические оптико-электронные системы измерения температуры. 23
1.2.3 Спектральные оптико-электронные системы измерения температуры. 28
1.2.4 Оптико-электронные системы измерения температуры объекта 32
1.3 Вывод по первой главе 38
2 ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ИЗМЕНЕНИЯ ТЕПЕРАТУРЫ ТЕЛА НАКАЛА НА ВЕЛИЧИНУ СПЭЯ 40
2.1 Расчет допускаемых отклонений температуры тела накала 40
3 МАТРИЦА ЦИФРОВОГО ФОТОАППАРАТА. RAW-ФОРМАТ И RAW-КОНВЕРТОР. ИЗМЕРЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ОБЪЕКТА С ПОМОЩЬЮ ЦИФРОВОГО ФОТОАППАРАТА 47
3.1 Матрица цифрового фотоаппарата 47
3.2 RAW - формат 48
3.3 Разработка методики измерения и контроля температуры на основе цифрового фотоаппарат 50
3.3.1 Выбор длины волны для измерения температуры 50
3.3.2 Выбор цифровой камеры для измерений 52
3.3.3 Процедура обработки изображений 53
3.3.4 Калибровка камеры 53
3.3.5 Оценка ошибок измерения 58
4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ТЕЛА НАКАЛА ЭТАЛОННОЙ ЛАМПЫ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ЕЁ КАЛИБРОВКИ В ЕДИНИЦАХ СПЕКТРАЛЬНОЙ ПЛОТНОСТИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЯРКОСТИ 59
4.1 Термометрия по тепловому излучению 59
4.2 Закон смещения Вина 61
4.3 Определение температуры методом спектральная пирометрия 66
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 73
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 74
📖 Аннотация
В данной выпускной квалификационной работе исследуется метод спектральной пирометрии и разрабатывается методика использования цифрового фотоаппарата в качестве приемника излучения и спектрального анализатора для бесконтактного измерения температуры. Актуальность исследования обусловлена стратегической важностью развития фотоники и необходимостью метрологического обеспечения высокоточных оптических измерений, что отражено в государственных программах многих стран. Основным результатом работы является разработанная методика контроля температуры объекта с использованием RAW-конвертера на основе данных спектральной плотности энергетической яркости. Для эталонной лампы была оценена погрешность, вызванная изменением температуры тела накала, и проведено сравнение экспериментально найденной температуры с теоретической, показавшее малую относительную погрешность. Научная значимость заключается в адаптации метода спектральной пирометрии под доступное оборудование, а практическая – в демонстрации принципиальной возможности применения серийных цифровых фотоаппаратов для прецизионных температурных измерений, что может удешевить и упростить соответствующие системы контроля. Теоретической основой работы послужили исследования в области спектральной пирометрии А.Н. Магунова, труды по оптико-электронным системам измерения температуры А.А. Поскачея и Е.П. Чубарова, а также работы Ю.А. Усачева, посвященные оптико-электронным измерительным системам.
📖 Введение
Область науки и техники, связанную с использованием и преобразованием оптического излучения, принятого в настоящее время называть фотоникой.
Обладая уникальными свойствами, оптическое излучение находит все возрастающие сферы применения в науке, технике и производстве.
Сочетая в себе новейшие достижения оптики, электроники, эффективные методы обработки информации и прецизионные технологии, фотоника занимает одно из лидирующих направлений мирового развития.
В большинстве наиболее развитых стран Европы, Азии и Америки существуют государственные и межгосударственные стратегические программы развития фотоники на 10-20 летний период. В Российской федерации так же разработан целый ряд программ, направленных на интенсификацию разработок в области фотоники.
Одним из важнейших направлений этих программ, обеспечивающим высокое качество и достоверность характеристик изделий и исследований, является метрологическое обеспечение фотоники.
В качестве наиболее распространенных исследуемых или контролируемых характеристик выступают интенсивность, спектральное и пространственное распределение излучения, относительная и абсолютная чувствительность существующих и перспективных приемников излучения, реакции взаимодействия излучения с различными материалами, веществами техническими или экологическими объектами.
Оптическое излучение используется при решении широкого круга фундаментальных и прикладных задач в астрономии, ракето-космической, авиационной и электронной отраслях, в оборонной и пищевой промышленности, медицине, биологии, химии, мониторинге окружающей среды и дистанционного зондирования Земли.
Каждое из направлений фотоники характеризуется специфическими особенностями, однако общим для них является требование наличия высокоточного оборудования, способного осуществлять метрологическое сопровождение при решении широкого круга научно-исследовательских и производственных задач.
Для решения этих задач требуется разработка, внедрения и совершенствования не только государственных поверочных схем и эталонов, но и наиболее приближенного к научным исследованиям и производству оборудовании на уровне рабочих эталонов.
Именно от технических и метрологических характеристик таких устройств, поверочных и калибровочных установок и комплексов, в конечном счете, зависит качество получаемых результатов в науке и промышленности....
Обладая уникальными свойствами, оптическое излучение находит все возрастающие сферы применения в науке, технике и производстве.
Сочетая в себе новейшие достижения оптики, электроники, эффективные методы обработки информации и прецизионные технологии, фотоника занимает одно из лидирующих направлений мирового развития.
В большинстве наиболее развитых стран Европы, Азии и Америки существуют государственные и межгосударственные стратегические программы развития фотоники на 10-20 летний период. В Российской федерации так же разработан целый ряд программ, направленных на интенсификацию разработок в области фотоники.
Одним из важнейших направлений этих программ, обеспечивающим высокое качество и достоверность характеристик изделий и исследований, является метрологическое обеспечение фотоники.
В качестве наиболее распространенных исследуемых или контролируемых характеристик выступают интенсивность, спектральное и пространственное распределение излучения, относительная и абсолютная чувствительность существующих и перспективных приемников излучения, реакции взаимодействия излучения с различными материалами, веществами техническими или экологическими объектами.
Оптическое излучение используется при решении широкого круга фундаментальных и прикладных задач в астрономии, ракето-космической, авиационной и электронной отраслях, в оборонной и пищевой промышленности, медицине, биологии, химии, мониторинге окружающей среды и дистанционного зондирования Земли.
Каждое из направлений фотоники характеризуется специфическими особенностями, однако общим для них является требование наличия высокоточного оборудования, способного осуществлять метрологическое сопровождение при решении широкого круга научно-исследовательских и производственных задач.
Для решения этих задач требуется разработка, внедрения и совершенствования не только государственных поверочных схем и эталонов, но и наиболее приближенного к научным исследованиям и производству оборудовании на уровне рабочих эталонов.
Именно от технических и метрологических характеристик таких устройств, поверочных и калибровочных установок и комплексов, в конечном счете, зависит качество получаемых результатов в науке и промышленности....
✅ Заключение
В данной выпускной квалификационной работе, был рассмотрен метод спектральной пирометрии и на его основе разработана методика использования в качестве приемника излучения и спектрального анализатора цифрового фотоаппарата. Для контроля эталонного излучателя, то есть для эталонной лампы типа ТРУ 1100-2350 № 117, произведена оценка влияния изменения температуры тела накала на величину спектральной плотности энергетической яркости. Погрешность при расчете допускаемых отклонений температуры тела накала оказалась слишком мала, это означает, что требования к аппаратуре, обеспечивающих стабильность температуры комплекса должны быть очень высокими. Так же была разработана методика контроля и измерения температуры объекта в RAW конвертере. Была найдена температура тела накала эталонной ленты с помощью инструментов RAW конвертера и найдена теоретическая температура тела накала исходя из данных спектральной плотности энергетической яркости. Сравнив результаты найденных температур, рассчитал относительную погрешность, которая оказалась достаточно малой, соответственно это означает, что использование цифровых фотоаппаратов возможно для измерения и контроля температуры объекта.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.