非均勻性及距離對基于CCD的測溫系統(tǒng)精度影響的研究.pdf

1、基于CCD（Charge-coupled Device）的溫度測量系統(tǒng)由于成本低、響應(yīng)快、能夠提供溫度場信息等特點(diǎn)，已成為近年來高溫檢測領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。但是現(xiàn)有的基于CCD的近紅外熱像儀由于受材料缺陷、光路條件和電路干擾等因素限制，存在光學(xué)系統(tǒng)的非均勻性和電荷耦合原件本身的非均勻性問題。這樣使得每個(gè)光敏單元的對應(yīng)像素點(diǎn)灰度值輸出不可能完全一致。另外，由于測量距離和標(biāo)定距離的不同而帶來的測量誤差也會影響該系統(tǒng)的測溫精度。因此，針對這兩個(gè)問

2、題進(jìn)行解決方案的研究以提高測溫精度非常必要。
　　論文針對探測器采集圖像的非均勻性特點(diǎn)，提出利用康威建模進(jìn)行輻射圖像非均勻性校正的方法。通過根據(jù)圖像分割后最大一致性匹配原則，進(jìn)行光學(xué)漸暈、自然漸暈和傾斜因子系數(shù)的估計(jì)和校正模型的優(yōu)化，并最終確定適用于該系統(tǒng)的非均勻性校正模型。研究測量距離對該基于CCD的測溫系統(tǒng)測量精度的影響，首先利用黑體爐進(jìn)行溫度-灰度映射曲線的標(biāo)定，然后通過分析紅外輻射量與測溫距離、焦距變化等因素推導(dǎo)出以距離為

3、變量的溫度補(bǔ)償模型，并在最后通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證該模型的正確性。
　　研究結(jié)果表明:
　　(1)經(jīng)過對輻射熱圖像進(jìn)行處理后，系統(tǒng)的均勻性有很大提高。在測溫系統(tǒng)工作在穩(wěn)定狀態(tài)所采集的樣本中，受漸暈作用影響最嚴(yán)重的輻射熱圖像的邊緣區(qū)域，內(nèi)弧、側(cè)弧（上）、側(cè)?。ㄏ拢囟妊a(bǔ)償分別為:50.95℃、53.08℃、51.09℃。
　　(2)測溫距離在0.5m-4.5m范圍內(nèi)，標(biāo)定距離處黑體爐溫度分別為990℃、1100℃和1200℃時(shí)，