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摘 要
本文介紹了棱鏡分光比色紅外測溫系統(tǒng)。棱鏡分光比色測溫儀采用棱鏡分光技術(shù)，運用比色法原理對溫度進行檢測，有效克服了單色輻射測溫的物體發(fā)射率及環(huán)境對溫度測試的影響；采用高精度運算電路, 對光弱信號進行調(diào)制；硬件上采用18位ADC和量程自動切換技術(shù)，數(shù)據(jù)處理采用非線性最小二乘擬合方法進行非線性校正。測溫精度高，分辨率為1℃，距離系數(shù)比達到L/D=400；測溫范圍寬，600℃--3000℃；測溫儀具有RS-485通訊接口，研制了兼容臺灣“研華”ADAM4000系列通訊協(xié)議，能夠直接與DCS系統(tǒng)相連。為了便于儀器擴展, 增加了模擬量輸出；研制了儀器的設(shè)置校準程序，實現(xiàn)遠端自動標定、校準和參數(shù)設(shè)置。
本文主要對棱鏡分光式紅外比色測溫系統(tǒng)的設(shè)計原理和幾項關(guān)鍵技術(shù)的解決方法進行了介紹，對系統(tǒng)的硬件與軟件進行了詳細的說明，并介紹了測溫儀的性能指標和使用方法。
目 錄
摘要 4
前言 5
第一部分 紅外測溫儀工作原理概述 7
第二部分 棱鏡分光比色紅外測溫系統(tǒng)工作原理 9
1 比色測溫儀 9
1.1測溫儀光學(xué)部分及工作原理 10
1.2 測溫儀電路原理圖以及工作原理 10
1.3 傳感器輸入電路及增益和通道切換 11
1.4 比色輻射測溫儀基本參數(shù)及主要性能指標 11
2 智能溫度顯示調(diào)節(jié)儀 12
2.1調(diào)節(jié)儀用途及功能特點 12
2.2顯示調(diào)節(jié)儀主要技術(shù)指標 13
2.3顯示調(diào)節(jié)儀工作原理及電路框圖 13
3 串行通訊協(xié)議與數(shù)據(jù)采集 14
3.1 串行通訊設(shè)置 14
3.2 研華ADAM兼容通訊協(xié)議 15
4 參數(shù)設(shè)置程序DUTE 15
5 4GENIE軟件使用 15
6 通過串行口采集數(shù)據(jù) 16
第三部分 關(guān)鍵技術(shù)及解決方法 17
1 比色輻射測溫原理 17
2 軟件校準電路零點 17
2.1 零點校準 18
2.2 零點校準操作 19
3 溫度標定和算法 20
3.1 記錄標定數(shù)據(jù) 20
3.2 線性化處理 21
3.3 標定參數(shù)文件存入測溫儀 21
4 可靠性措施 22
4.1 全浮空電路設(shè)計和看門狗電路 22
4.2 完善的保護功能 22
4.2.1 電路保護 22
4.2.2 濾波 22
4.3 軟件自檢驗和自校準 23
4.3.1 軟件自校零 23
4.3.2 設(shè)置數(shù)據(jù)校驗 23
4.3.3 模塊化程序結(jié)構(gòu) 23
5 標準通訊協(xié)議，支持RS485總線網(wǎng)絡(luò) 23
第四部分 棱鏡分光紅外比色測溫系統(tǒng)的實際價值 24
第五部分 結(jié)束語 25
參考文獻 26
附件一：棱鏡分光比色測溫儀使用說明
附件二：用戶使用報告
關(guān)鍵字：棱鏡分光，紅外測溫，比色法，軟件自動標定，通訊協(xié)議，最小二乘法
參考文獻
[1]戴景民 孫揚 . 棱鏡分光式精密（標準）多波長硅光電高溫計 . 計量學(xué)報.1996,17(4).-287-292
[2]俞倫鵬, 彭瑞欣. 輻射測溫中環(huán)境輻射的影響 . 宇航計測技術(shù).2001,21(2).-32-35
[3]歐陽杰 . 紅外電子學(xué) . 北京：北京理工大學(xué)出版社，1997.1
[4]戴景民，《多光譜輻射測溫理論與應(yīng)用》，北京 高等教育出版社 ，2002. TJ630.3-43 Z346
[5]江月松 . 光電子技術(shù)與實驗 . 北京：北京理工大學(xué)出版社，2000.9
[6]何立民 . 單片機應(yīng)用技術(shù)選編（7）. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1999.10
[7] 謝瑞和. 串行技術(shù)大全 . 北京：清華大學(xué)出版社 ，2003
[8]張培仁. 基于C語言編程MCS-51單片機原理與應(yīng)用 .北京：清華大學(xué)出版社 ，2002
[9]孟貴胥，王兢. 數(shù)字電子技術(shù) . 大連：大連理工大學(xué)出版社 ，2002.9
[10]康華光 .電子技術(shù)基礎(chǔ)：模擬部分 . 北京：高等教育出版社，1999.6（2003重印）
[11]李華民 ,黃啟俊 等. 基于主從式雙處理器的光纖比色測溫儀軟件設(shè)計. 電子技術(shù)應(yīng)用.2003,29(8).-13-14,18
[12] 樂文彥 李學(xué)慧 . 自控增益放大器是比色測溫儀擴大動態(tài)范圍減少誤差的一種有效方法 . 紅外技術(shù).2003,25(6).-80-81
[13]白日午等 . 比色溫度計的波長選擇 . 冶金自動化.2003,27(3).-45-47
[14]胡漢才 .單片機原理及接口技術(shù). 北京：清華大學(xué)出版社，1996
[15]戴梅萼, 史嘉權(quán). 微型計算機技術(shù)及應(yīng)用 . 北京：清華大學(xué)出版社 ，2003.6
[16]杜維等 .過程檢測技術(shù)及儀表 . 北京：化學(xué)工業(yè)出版社 ，1998.11
[17]余永權(quán) .單片機在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用. 北京：電子工業(yè)出版社 ，2003.10
[18]戴景民 盧小冬，具有同步數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的多點多波長高溫計的研制，紅外與毫米波學(xué)報.2000,19(1).-62-66
[19]Jiang, D; Wang, A . A new type of system for high-temperature measurement using fiber optic sensor. INTERNATIONAL CONFERENCE ON SENSORS AND CONTROL TECHNIQUES (ICSC 2000) 101-104, 2000
[20]Li, Yan，Dai, Heng . New type of system for high-temperature measurement using fiber optic sensor . Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering, v 4077, 2000, p 101-104
[21]Zhang, Hua，Pan, Jiluan .New method of two-color calibration and one-color measurement for real-time inspection of temperature field . Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering, v 3558, 1998, p 498-504