在現(xiàn)代金屬熱處理技術(shù)中,溫度及其分布作為生產(chǎn)工藝中重要的因素影響著產(chǎn)品的性能,因此如何測量高溫溫度場變的尤為重要。目前,傳統(tǒng)的接觸式高溫測量方法存在測溫效率低,難以實現(xiàn)溫度場分布的測量等問題。紅外熱成像設(shè)備雖然可以得到寬溫度場分布,但其不適合高溫測量,且結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價錢昂貴。基于近紅外CCD的高溫溫度場測量方法是一種在傳統(tǒng)輻射測溫技術(shù)基礎(chǔ)上結(jié)合了現(xiàn)代數(shù)字圖像處理技術(shù)的非接觸式的測溫方法,其具有結(jié)構(gòu)簡單、精度較高、低成本的特點,并且對高溫目標的溫度場能夠進行準確的測量。本設(shè)計針對激光熱處理溫度場溫度變化快和溫度范圍寬的實際具體需求進行了基于近紅外CCD的高溫溫度場測量系統(tǒng)設(shè)計,對輻射溫度和圖像灰度映射關(guān)系曲線進行標定。首先,針對溫度變化快的特點,提出了快速變化溫度場的自適應(yīng)曝光控制算法,通過快速調(diào)整曝光時間以切換到合適的溫度測量段,實現(xiàn)了對快速變化溫度場的測量。針對溫度范圍寬的特點,提出了寬溫度場的分段測量方法,采用快速變化溫度場的自適應(yīng)曝光控制算法得到最小曝光時間,從小到大依次將多個曝光時間下的窄溫度場合成寬溫度場。其次,對輻射溫度和圖像灰度映射關(guān)系的標定過程和測量過程進行了誤差分析,提... 

【文章來源】：長春理工大學吉林省

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

MV-GED32M-T型CCD相機

黑體標定區(qū)域

24場銜接處的一致性。(a)(b)(c)圖4.2燈絲圖像(a)曝光時間0.04ms圖像；(b)曝光時間0.5ms圖像；(c)曝光時間1ms圖像；如圖4.2以鎢絲燈圖像為例，曝光時間0.04ms時所采集的圖像中，鎢絲部分圖像灰度值未飽和且細節(jié)清晰可見，但鎢絲周圍溫度由于曝光時間較孝采集圖像中溫度下限較高的原因并未被獲齲在曝光時間0.5ms的溫度圖像中燈絲部分出現(xiàn)了飽和致使CCD電荷存儲區(qū)溢出的電子沿行或列方向進入相鄰像元，“污染”了該區(qū)域，導(dǎo)致出現(xiàn)了光暈現(xiàn)象，但燈絲外圍未飽和區(qū)的低溫區(qū)域被獲取到。當曝光時間為1ms時，燈絲區(qū)域的像素灰度值已完全飽和，光暈現(xiàn)象更加嚴重，但周圍未受“污染”的區(qū)域細節(jié)也更加豐富。設(shè)置鎢絲的光譜發(fā)射率為0.3，首先通過式（3-4）可計算出曝光時間0.04ms圖像灰度值大于的像素溫度，得到溫度場，其溫度場如圖4.3(a)所示，溫度范圍為1364.9-1657.2℃。其次通過式（3-3）計算出曝光時間0.5ms時圖像灰度值大于且未參與計算的像素溫度，得到溫度場，如圖4.3(b)所示，該溫度場溫度范圍為1152.9-1464.7℃。然后由式（3-2）計算出曝光時間1ms圖像中灰度值大于且未參與前兩部計算的像素溫度，得到溫度場，如圖4.3(c)所示，該溫度場溫度范圍為892.8-1252.4℃。最后，如圖4.3(d)所示，得到，其溫

【參考文獻】：
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本文編號：3041229