成果名称 ---【 彩色温度测量方法的研究 】

基本信息
所属机构
中国科学技术大学
主题词
温度;测量;彩色
研究起止时间
1998.01 至2000.12
成果公报内容
温度测量具有普遍意义。测量方法有接触式和非接触式两种。 非接触式的辐射测温技术有着极为重要的应用意义,例如遥感测温,目前对海温的测量精度已经达到±1K,但陆温测量已经困扰科学家十几年,仍然未得到解决;例如红外测温,在经济生产和科学活动中有广泛应用,但温度测量的准确性取决于被测量物体的表面辐射率数据,而这种数据通常无法知道,测量时只能根据经验给出。 物体的发光颜色与温度有着某种对应关系,有经验的工人师傅仅仅根据物体发光的颜色,就能给出物体的温度。受到这一启发,开始了彩色测温的研究。 1、研究目的与意义 彩色测温研究的目的十分明显:根据物体的发光颜色,计算物体的温度。 其意义在于: 彩色记录设备如照相机、摄像机等,均可作为所有高温测量场所中的测量仪器; 彩色测温原理的深入研究结果,可推广到红外测温领域。 2、主要论点与论据 普朗克定律是一个普适定律,它奠定了近代物理学的基础,同时也是辐射测温的温度反演计算依据; 尽管物体的辐射率表现为波长的复杂函数,但对具有连续辐射的任何物体来说,总能找到一个短波段,使得该波段内辐射率的表现呈线性,这在数学上也是成立的; 颜色仅限于可见光,符合短波段条件,并且颜色测量同时提供了三个方程,因此可封闭求解温度。 3、 创见与创新 基于颜色的温度测量在数学原理和物理技术上完全可行; 在色度图上,一个颜色最多对应着两个温度;而一个温度则对应着一系列的颜色; 彩色温度测量方法测量出来的彩色温度,当被测物体的表面辐射率在测量波段表现为直线时,则彩色温度就是真实温度;当表面辐射率表现为非直线时,彩色温度与真实温度的差值通常被限定在15%以内; 彩色测温无需标定,并且给出的温度场是真正意义上的温度场。 4、 社会经济效益,存在的问题 可将现有的彩色记录设备开发成高温测量仪表,普遍用于冶金、材料制备、高温热处理、玻璃炉窑等需要高温测量的场所。 也可用于发动机燃烧火焰温度、回收卫星穿越大气过程中表面烧蚀层温度等科学研究测量。


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