MATLAB红外成像测温技术研究

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材料

毕业论文

1绪论1

1．1 红外测温技术概论. 1

1．2 红外测温技术国内外的发展现状. 1

1．3 红外测温技术的发展趋势. 2

2 红外测温的原理..2

2．1 普朗克定律 3

2．2 维恩位移定律.. 3

2．3 斯蒂芬-波尔滋曼定律 4

2．4 红外测温的理论依据.. 4

3 红外成像测温系统构成..4

3．1 光学系统.. 4

3．2 红外探测器. 5

3．3 信号处理及 A/D 转换 9

4 温度标定10

4．1 获取图片灰度值的方法 10

4．2 实验测定温度与灰度的关系. 14

5 温度标定影响因素的分析..15

5．1 环境温度的影响 15

5．2 目标发射率的影响.. 16

5．3 大气的影响.. 16

6总结..17

结论..19

致谢..20
1绪论1．1 红外测温技术概论由于物体内部分子或原子的无规则热运动，任何温度高于绝对零度的物体，都会向外界发射出红外辐射。红外波的波长范围是 0.7μm～14μm,可将其波谱分为短波红外（0.7μm～3μm）、中波红外（3μm～5μm）和长波红外（5μm～14μm）。红外探测器的相应波段一般为 3μm～5μm 和 8μm～14μm。测温的方式主要可分为接触式测温和非接触式测温。其具体情况如下表：表 1.1 常用的测温方法测温方法温度传感器测温范围（°c）精度（%）接触式热电偶 -200～1800 0.2～1.0热电阻 -50～300 0.1～0.5非接触式红外测温 -50～3300 1其他方式示温材料 -35～2000 <1接触式测温要求将被测目标与测温工具充分接触，使二者达到热平衡，从而计算出被测物体的表面温度。但是接触式测温这种方法有几个缺点：（1) 测量结果存在一定误差。因为要求充分接触，因此使被测物体自身的温度受测量工具的影响产生一定的变化，进而有误差并无法消除；（2) 测量时间较长。因为要求与被测物体达到热平衡，所以达到该过程的时间无法避免；（3) 对于有些目标无法测量。对于一些距离较远、本身具有腐蚀性或导热性差、目标微小等特定的测量目标,这种方法不适用。而红外测温是一种非接触式的测温方法。与非接触式相比，红外测温的优点如下：(1) 测量精度较高。由于该种测量方式使得测量目标和测量仪器不接触，因此不会影响温度的场分布；（2) 测量速度较快。较之接触式测温，该方式不用达到热平衡就可以测温；（3) 测量范围大。理论上来说，测量的温度没有上限；（4) 对于某些特定目标可以测温。由于并不用与被测物体接触，所以对于一些高压和大电流的导线、远距离的目标、微小目标等均可测量其温度；（5) 可以测量一些隐藏目标，可用于军事领域。本次采用的测温工具是红外热像仪。物体发出红外辐射后，红外热像仪将其辐射的能量接收，通过温度的标定后可换算出被测物体的表面温度。近年来，红外测温系统不断发展，性能越来越优越，成本也越来越低。因此，它被广泛地应用于航空航天、医疗卫生、无损探伤、安全检查等领域。