Исследования и разработка метода и оптико-электронного устройства дистанционного измерения температуры тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.07, кандидат технических наук Рассел Мостафа Махмуд

• Рассел Мостафа Махмуд
• кандидат технических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат технических наук Рассел Мостафа Махмуд

Содержание

Введение

1 Современное состояние методов полихроматической пирометрии

1.1 Некоторые соотношение и величины, используемые в пирометрии

1.2 Коэффициент теплового излучения

1.3 Условные температуры и погрешности

1.4 Основные методы пирометрии

1.5 МонохроматическийМеТОД

1.6 Бихроматические методы

1.6.1 Метод спектрального отношения

1.6.2 Метод взаимно корреляционной температуры

1.6.3 Комбинационные методы

1.7 Полихроматические методы

1.7.1 Методы двойного спектрального отношения (ДСО)

а) Метод ДСО при трех равноотстоящих длинах волн

б) Метод ДСО при трех произвольно расположенных длинах волн

1.7.2 Методы, использующие нелинейную аппроксимацию спектральной зависимости излучательной способности

а) Метод двух длин волн

б) "Универсальный" метод двойного спектрального отношения

в) Выбор параметра а для аппроксимации спектральной зависимости излучательной способности (i) в двух волновой и (И) в трех волновой пирометрии

1.7.3 Определения температуры по отношению возведенных в степень значений потока излучения (i) при бихроматическом методе и (ii) при методе двойного спектрального отношения

1.7.4 Метод извлечения информации об излучательной способности из интенсивности теплового излучения

1.7.5 "Оптимальные" методы одной или двух длин волн

1.7.6 Метод детерминированной пирометрии с полиномной аппроксимацией при числе уравнений, согласованном со степенью полинома

1.7.7 "Оптимальные" методы полихроматической пирометрии

а) Метод оптимальной полихроматической яркостной температуры

б) Оптимальная полихроматическая температура спектрального отношения

в) Оптимальная линейная температура

г) Оптимальная экспоненциально-степенная температура

Выводы по главе

2 Современное состояние полихроматических измерителей температур

2.1 Спектральные оптико-электронные системы измерения температуры

2.1.1 Пирометры спектрального отношения

2.1.2 Полихроматические пирометры

2.2 Новейшие полихроматические измерители температур и принцип их работы

Выводы по главе

3 Принцип построения разрабатываемого оптикоэлектронного измерителя температуры

3.1 Эталонные источники излучения

3.1.1 Источник типа "А"

3.1.2 Модель абсолютно черного тела типа М360

3.2 Выбор диспергирующей системы

3.2.1 Дифракционная решетка

3.3 Выбор приемников излучения

3.3.1 Матричный ПЗС-приемник

3.4 Экспериментальная установка

3.4.1 Для регистрации спектра излучения с использованием матричных приемников

3.4.2 Для определения температуры

3.5 Методика обработки экспериментальной спектральной информации

3.5.1 Градуировка сигнала по длинам волн

3.5.2 Определения спектральных аппаратных функций поправочных коэффициентов

3.5.3 Алгоритмы расчета температуры

3.6 Автономный макет полихроматического измерителя температуры для видимого участка спектра

3.6.1 Выбор оптической схемы макета

3.6.2 Конструктивные элементы

3.6.3 Элементы оптической схемы

Выводы по главе

4 Результаты экспериментальных исследований

4.1 Экспериментальная проверка вероятностного метода определения температуры на базе двухканального измерителя температуры

4.2 Определения температуры АЧТ, как неизвестного объекта

4.3 Измерения температуры имитаторов окрашенных тел

4.3.1 Измерения температуры имитатора № 1

4.3.2 Измерения температуры имитатора № 2

4.3.3 Измерения температуры имитатора № 3

4.4 Форма спектральной кривой излучательной способности

Выводы по главе

Заключение

Список использованных источников

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследования и разработка метода и оптико-электронного устройства дистанционного измерения температуры»

ВВЕДЕНИЕ

Методы пирометрии поверхности твердых тел, обеспечивающие измерение истинного значения температуры при неизвестной излучательной способности, всегда представлялись актуальными, однако долгое время оставались нереализованными. Известно утверждение, что «...информация, содержащаяся в тепловом излучении тела, недостаточна для определения его действительной температуры и что решение проблемы может быть найдено только с привлечением независимых измерений излучательной способности тела» [1]. Однако в последнее время наметились пути решения этой важной проблемы.

Работы по дистанционной полихроматической пирометрии ведутся уже не одно десятилетие, но, несмотря на некоторый прогресс и определенные успехи в этом направлении, многие задачи, при решении которых используется ограниченный объём информации об излучательной способности, остаются до настоящего времени нерешенными. Активные работы в этом направлении ведутся как в России, так и за рубежом. В зарубежных исследованиях следует отметить работы, проводимые Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA Glenn Research Center, USA) [2], FAR Associates (USA) [3], Massachusetts Institute of Technology (USA) [4], True temperature Technologies (Israel) [5], Laboratoire Electronique, Informatique et Image, Universite de Bourgogne (France) [6] и другие. В России - это работы Института общей физики РАН [7], Объединенного института высоких температур РАН [8, 9], Московского энергетического института [10], где на кафедре Электронные приборы был получены патенты, и ведутся интенсивные исследования уже более 10 лет. Ведутся работы и в некоторых других университетах РФ [11 - 14]. Указанные работы отражают основные тенденции современной пирометрии.

Основная проблема, возникающая, при дистанционном определении

истинной температуры связана, главным образом, с недостаточной информацией о коэффициенте излучения поверхности пирометрируемого объекта.

Анализ существующих полихроматических методов, их особенностей и потенциальных возможностей позволяет констатировать, что в основе большинства этих методов лежит использование различных методов аппроксимации спектральной зависимости излучательной способности, с помощью которых при определенных условиях удается повысить точность и достоверность получаемых результатов [4]. Имеются публикации, посвященные сопоставительному анализу различных подходов к определению температуры тел полихроматическими методами [15,16]. Однако до настоящего времени практически ни один из описанных в литературе полихроматических методов не позволяет определить истинную температуру тела без привлечения дополнительной или априорной информации о спектральной зависимости коэффициента излучения.

В большинстве практически важных случаях надежды на существенное повышение достоверности и точности получаемых результатов за счет совершенствования традиционных подходов и, в частности, методов аппроксимации, представляются недостаточно обоснованными. Дело в том, что коэффициенты излучения нагретых тел зависят от многих факторов, таких как геометрическая форма и пространственная ориентация излучающей поверхности, её химический состав, физическое состояние (степень шероховатости), наличие на поверхности окисных пленок, загрязнений и т.д. При этом важно знать физическое и химическое состояние пирометрируемой поверхности непосредственно в условиях, при которых проводятся измерения, поскольку состояние и свойства поверхности изменяются с изменением температуры, что, как правило, сопровождается изменением её излучательной способности. Другими словами, излучательная способность поверхности является функцией температуры. Именно это обстоятельство снижает

эффективность использования априорной информации о коэффициенте излучения.

В результате поисковых исследований средств дистанционного измерения температуры по патентным фондам найдены отечественные и иностранные патентные документы, позволившие составить полное представление о состоянии и развитии в этой области. Установлено, что изобретения последних лет не предлагают принципиально новых решений, а являются, по существу, усовершенствованиями наработок прошлых десятилетий. На основе результатов патентного поиска сделан вывод о необходимости разработки нового метода измерения температур на основе использования и анализа информации о спектре потока излучения в целом, а не отдельных его составляющих.

Поэтому при традиционных подходах и методах измерений зачастую трудно определить истинное значение температуры, не имея данных о коэффициенте излучения. И, наоборот, не зная температуру тела, трудно определить правильное значение коэффициента излучения. Перечисленные факторы становятся особенно актуальными, когда время измерений ограничено, либо нет возможности провести дополнительные уточняющие эксперименты.

В то же время расширение спектрального диапазона длин волн, в котором собирается информация о спектре излучения нагретого тела, и его детальный анализ повышают степень достоверности получаемых значений температуры [3, 7, 8, 17]. Это позволяет, во многих случаях решить проблему определения истинного значения температуры путем использования избыточной информации о спектре излучения. В предельном случае при определении температуры желательно располагать исчерпывающей информацией обо всем спектре теплового излучения пирометрируемого объекта [18].

Основной задачей данной работы является разработка метода дистанционного определения истинной температуры поверхности с неизвестной излучательной способностью и проведение экспериментальных исследований,

подтверждающих возможность дистанционного измерения температуры по спектру теплового излучения с привлечением методов статистической обработки.

Актуальность темы: Новые технологии и, в частности, нанотехнологии, разработка новых материалов, методов их получения и изучение их свойств, требует новых бесконтактных методов определения температуры, поскольку процесс измерения температуры не должен влиять на параметры технологического режима. При этом часто необходимо обеспечить высокое быстродействие и возможность контроля значении температуры не только в отдельные моменты времени, но и регистрировать эволюцию температуры во времени.

В основе большинства полихроматических методов измерения температуры, применяемых в настоящие время, лежат попытки использовать различные методы аппроксимации спектральной зависимости излучательной способности [15, 16]. Авторы этих методов полагают, что при рациональном сочетании априорных сведений о коэффициенте излучения поверхности объекта, содержащихся в спектре его собственного теплового излучения, а также используя методы и систем высокоточной полихроматической спектрометрии можно снизить до приемлемого уровня методическую погрешность измерения температуры по собственному излучению [19].

Однако значения коэффициентов излучения нагретых тел зависят от многих факторов, которые могут заметным образом влиять на результаты измерений [8]. Отсюда возникает необходимость в разработке метода определения температуры, который не требует предварительной информации об излучательной способности пирометрируемого объекта. Таким методом является предлагаемый в данной работе полихроматический статистический метод определения значения температуры.

Прогресс в технологии многоэлементных матричных приемников оптического излучения открывает возможность создания оптико-электронных

приборов, позволяющих регистрировать спектры теплового излучения при дистанционном определении температуры. Спектральные измерения применительно к тепловым источникам могли быть выполнены ещё в 50-е годы с использованием телевизионных приемников. Однако аналоговые методы и средства обработки сигналов того времени не позволяли решить эту задачу. Появление современных цифровых устройств (АЦП, памяти, процессорных средств и т.д.) и цифровых методов обработки сигналов и изображений сделало возможным использование больших массивов данных о спектре теплового излучения.

Таким образом, сочетание современных цифровых средств, компьютерных технологий и матричных фотоприемных устройств позволило перейти на качественно новый уровень при решении проблемы дистанционного определения температуры.

Целью диссертационной работы является исследование возможности дистанционного измерения температуры тел при неизвестной излучательной способности поверхности, а также разработка метода и принципа построения устройства измерения температуры по спектру теплового излучения.

Разрабатываемый метод должен отличаться от существующих методов тем, что при определении температуры не предполагается использование априорной информации об излучательной способности поверхности пирометрируемого объекта, а также дополнительных внешних источников излучения, обычно применяемых в методах активной пирометрии.

Для достижения указанной цели диссертационной работы необходимо решить следующие задачи:

1. Выполнить обзор и анализ существующих методов дистанционного измерения температуры и сформулировать критерии выбора из числа существующих полихроматические методы, позволяющие снизить зависимость получаемых результатов от излучательных свойств пирометрируемой поверхности.

2. Разработать методологию построения полихроматических измерителей температуры на базе многоэлементных (матричных) фотоприемников.

3. Создать экспериментальную установку для проведения измерений, подтверждающих возможность получения и регистрации спектра теплового излучения объектов, используя диспергирующие элементы и многоэлементные матричные фотоприемники.

4. 11ро вести экспериментальные исследования, подтверждающие возможность создания дистанционного измерителя температуры на основе многоэлементных фотоприемников в сочетании с методами статистической обработки результатов измерений спектров теплового излучения.

5. Экспериментально продемонстрировать возможность измерения температуры реальных тел по их спектру теплового излучения.

6. Дать рекомендации и предложения по совершенствованию разрабатываемого спектрального метода измерения температуры, областям его применения и перспективам его использования.

Методы исследования:

1. В работе использованы фундаментальные положения теоретической физики и термодинамики, математические методы статистического анализа и теории вероятностей, элементы теории аналоговой и цифровой электронной техники, новейшие методы оптоэлектроники и современных компьютерных технологий.

2. Для дистанционного измерения температуры использовано сочетание полихроматических методов пирометрии с ранее не применявшимися в пирометрии статистическими методами анализа и обработки данных и пакеты прикладных программ MATLAB фирмы The Math Works, Inc. и Lab VIEW фирмы National Instruments.

Достоверность полученных результатов подтверждается:

1. Высоким уровнем теоретической и экспериментальной базы исследования, использованием фундаментальных теоретических положений и

методов теоретической физики и термодинамики (законы излучения Планка, Вина, Стефана-Больцмана, Кирхгофа, Гюйгенса - Френеля и т.д.), а также современными достижениями видных ученых - пирометристов, таких как Д.Я. Свет и др.

2. Использованием оборудования и приборов ведущих мировых производителей: Sony, Hamamatsu, Mikron Infrared, Texas Instruments и т.д. и применением методических и программных средств MATLAB и Lab VIEW известных фирм-производителей. Результатами экспериментальных исследований, проведенных в рамках НИР «Сабельник», выполненной в ГОУ ВПО МЭИ по заказу Секции прикладных проблем (СПП) при президиуме РАН.

3. Детальной экспериментальной проверкой всех заимствованных элементов, а для вновь введенных элементов - доказательством адекватности их моделей по выполняемым ими функциям.

4. Анализом известных полихроматических методов определения температуры, а также путем сопоставления экспериментально полученных результатов с данными, получаемыми при использовании высокоточного источника оптического излучения - модели абсолютно черного тела типа М360 фирмы «Mikron Infrared».

Научная новизна диссертации заключается в том, что впервые:

1. В практике отечественной пирометрии использован статистический подход к обработке данных о спектре излучения пирометрируемой поверхности.

2. Реализован принцип построения многоканальной измерительной системы, содержащей: входное оптическое звено, пропускающую дифракционную решетку, ТВ камеры и интерфейсное цифровое устройство, обеспечивающие одновременный сбор и передачу информации о спектре теплового излучения по различным информационным каналам.

3. Разработана методика и экспериментально продемонстрирована возможность измерения температуры по спектру теплового излучения при

неизвестной излучательной способности с использованием статистических методов.

4. Разработаны и реализованы алгоритмы и методика расчета температуры с использованием экспериментально полученной спектральной информации.

5. Предложена схема построения оптического звена измерительного устройства, обеспечивающего независимость получаемых результатов от расстояния до пирометрируемого объекта.

6. Экспериментально подтверждена возможность определения температуры тел полихроматическими статистическими методами в условиях отсутствия информации об излучательных свойствах пирометрируемой поверхности.

7. Предложены алгоритмы для вычисления температуры и определения спектральной функции поправочных коэффициентов, необходимой для учета искажающих воздействий на спектр теплового сигнала в оптическом и электронном трактах.

Практическая значимость:

1. Открыты перспективы для построения нового поколения спектральных многоканальных измерителей температуры.

2. Результаты проведенной работы использованы при выполнении хоздоговорной НИР, проводимой в МЭИ по заказу Секции прикладных проблем при Президиуме РАН, а также при проведении НИИР и в учебном процессе МЭИ.

3. Практическая применимость и эффективность методики и созданной измерительной установки продемонстрирована на примере измерения температуры абсолютно черного тела (АЧТ) и имитаторов реальных тел, а также в совместной работе с Объединенным институтом высоких температур (ОИВТ) РАН.

4. Разработанный метод дополняет существующие полихроматические методы в части повышения достоверности результатов температурных измерений, расширяет их потенциальные возможности и области практического применения.

Личный вклад соискателя и апробация результатов работы.

Из 12 работ, опубликованных по теме диссертации, 9 выполнены с соавторами и 3 лично соискателем. Главная содержательная часть диссертационной работы, отраженная в указанных публикациях, была непосредственно выполнена соискателем в рамках НИР «Сабельник» по заказу Секции прикладных проблем (СПП) при президиуме РАН.

Цели и задачи настоящей диссертационной работы были сформулированы и поставлены руководителем диссертационной работы (В.Н. Бодров). Выполнение диссертационной работы осуществлялось соискателем.

Статьи и доклады (1, 7, 9) из списка публикаций по основным результатам диссертации, подготовлены и опубликованы соискателем самостоятельно. Личный вклад соискателя в работах, опубликованных в соавторстве (2-6, 8, 10, 11), состоит в решении проблем, связанных с планированием и разработкой экспериментальных методов измерений и методов анализа полученных результатов. В проведении измерений и обработке экспериментальных результатов, в выполнении расчетов, формулировке выводов, а также участие в подготовке и представлении докладов на конференциях.

Соискатель подготовил автореферат, диссертацию, положения, которые выносятся на защиту и выводы. Таким образом, личный вклад соискателя в диссертационную работу и полученные научные результаты, выносимые на защиту, является определяющим.

На разработанный метод дистанционного определения температуры подана заявка на получение патентов на изобретение и на полезную модель.

Результаты диссертации неоднократно докладывались и получили положительную оценку на научном семинаре кафедры Электронные приборы

МЭИ (руководитель - зав. кафедрой Бодров В.Н.) а также на научных конференциях:

1. 11-ая, 12-ая, 13-ая Международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика», Москва, 2005, 2006, 2007.

2. 13-ая, 14-ая, 15-ая, 16-ая Всероссийская научно-техническая конференция «Современное телевидение», Москва, 2005.

3. Третья Всероссийская конференция по проблемам термометрии «Температура-2007», Обнинск, 2007.

4. «Всероссийский смотр научных и творческих работ иностранных студентов и аспирантов», Томск, 2007.

5. «XIV Всероссийская школа - коллоквиума по стохастическим методам и осенняя сессия VIII Всероссийского симпозиума по прикладной и промышленной математике». Сочи - Адлер, 2007.

6. Семинар «Современные технологии цифровой регистрации и обработки, температурных полей, низкоуровневых изображений, изображений быстропротекающих процессов» - к юбилею факультета Электронной Техники Института Радиотехники и Электроники МЭИ, Москва, 2007.

7. 13-ая Международная научно-техническая конференция молодых светотехников России, Москва, 2007.

8. 18th European Conference on Thermophysical Properties, Pau, France, 2008.

th

9. 4 International Conference on Thermal Engineering: Theory and Applications, Abu Dhabi, UAE, 2009.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Объем диссертации составляет 165 страниц, в том числе 72 рисунков, 7 таблиц и 2 приложений. Список цитируемой литературы включает 80 наименование.

В первой главе диссертационной работы приводятся некоторые соотношение и величины, используемые в пирометрии. А именно уравнение

Планка и приближения Вина, уравнения Стефана Больцмана, закон смещения Вина и положения точек перегиба. В зависимости от класса используемых многоэлементных матричных приемников приводятся понятия о спектральной плотности мощности или фотонов. В 1.2 рассматривается коэффициент теплового излучения АЧТ и реальных тел и его разновидности. Рассматривается влияния коэффициента теплового излучения на измерения температуры. Показывается взаимосвязь температуры и излучательной способности сформировавшего своеобразный замкнутый круг и его зависимость от различных факторов. Показывается что, основная проблема измерения истинной температуры связано с отсутствием информации о коэффициенте излучения. В 1.3 рассматривается условные температуры и погрешности определения температур. Излагается понятия условных температур и погрешности измерения температуры.

Основная часть первой главы составлена на основе обзора литературы, изложен анализ методов спектральной пирометрии.

Вторая глава посвящена аппаратной части современных спектральных оптикоэлектронных систем определения температуры. В них используются несколько оптических спектральных каналов для получения информации о спектральном распределении энергетической яркости излучающего объекта.

Кроме того, в этой главе описываются новейшие полихроматические пирометры и анализируются пирометрические методы, разработанные ведущими организациями мира.

В третьей главе приведен принцип построения разрабатываемого оптикоэлектронного измерителя температуры. Для реализации основной цели диссертационной работы, а именно исследования возможности дистанционного определения температуры поверхности твердого тела с неизвестной излучательной способностью была создана экспериментальная установка с расширенными возможностями.

В четвертой главе экспериментально продемонстрирована возможность

измерения температуры путем сбора максимально возможной информации о спектре излучения и «размена» избыточной информации о спектре излучения на точность определения температуры. Вместе с тем, демонстрируется возможность определения температуры черных, серых и окрашенных тел.

Далее в этой главе рассмотрены некоторые дополнительные возможности метода определения статистической температуры.

В конце каждой главы приведены основные выводы по соответствующей

главе.

Заключение представляет собой основные выводы по диссертационной работе.

Основные результаты диссертации опубликованы в работах [20-31].

Публикации. По результатам диссертационной работы было опубликовано 12 научно-технических работ. На разработанный метод дистанционного определения температуры получено патент на изобретение и на полезную модель.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Методика измерения температуры по спектру излучения нагретого тела в отсутствии информации о спектральной зависимости коэффициента излучения поверхности, при условии разбиения спектра на достаточно большое число интервалов и нахождения отношений интенсивностей на границе каждого интервала (методом спектральных отношений) с последующей статистической обработкой совокупности полученных значений температуры.

2. Структура и принципы построения полихроматического оптикоэлектронного устройства, позволяющего измерять температуру при отсутствии информации о характеристиках излучательной способности поверхности пирометрируемых объектов.

3. Экспериментальное подтверждение возможности дистанционного определения температуры поверхности тел с неизвестными излучательными свойствами.

1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ МЕТОДОВ ПОЛИХРОМАТИЧЕСКОЙ ПИРОМЕТРИИ

1.1 Некоторые соотношение и величины, используемые в

пирометрии

Дистанционные методы определения температуры по собственному электромагнитному излучению твердого тела, основываются на измерении некоторой доли потока, излучаемого, поверхностью пирометрируемого объекта. Обычно воспринимается и регистрируется тепловое излучение с элемента поверхности нагретого тела. Фактически в радиационной пирометрии измеряется величина, пропорциональная энергетической яркости объекта или величины пропорциональные спектральной плотности

энергетической яркости ЬЯ(Л,Т) объекта. Визуальные методы пирометрии в данной диссертационной работе не рассматриваются.

Тепловое излучение абсолютно черного тела (АЧТ), описывается уравнением Планка, лежащим в основе всей радиационной пирометрии. Закон Планка, полученный на основании предположения о дискретном (квантовом) характере энергии электромагнитного излучения, описывает взаимосвязь между спектральной плотностью мощности (яркости) излучение и температурой абсолютно черного тела (АЧТ). Формула Планка

определяет величину - электромагнитной энергии (мощности)

теплового излучения в интервале длин волн от X до АЛ-ДА,, испускаемой полостью абсолютно черного тела, находящегося при температуре Т:

Здесь С1 и С2 первая и вторая пирометрические постоянные, равные

С1 = 2тсЬс2 = 3,7415х10"16 Вт.м2 и С2 = Ьс/к = 1,4388х10"2 м.К; X - длина

(1.1)

волны излучения; с - скорость света в вакууме; Ь = 6,625x10"34 Дж.с

постоянная Планка; к = 1,380658x10"23 Дж.К"1 - постоянная Больцмана; Т -абсолютная температура. В пирометрии принято сопровождать обозначение величин, относящихся к абсолютно черному телу, индексом «0». Мы будем придерживаться этой традиции. На рис. 1.1 представлены изотермы Планка, характеризующие распределения спектральной плотности излучения АЧТ при разных температурах.

При малых значениях произведения ^Т по сравнению с Сг, то есть при

л

АТ<Зх10 мкм.К уравнение Планка может быть аппроксимировано уравнением Вина:

' С2 Л_1 ехр-

(1.2)

№.

Относительная погрешность при использовании приближения Вина

описывается соотношением:

ф,т)-ф,т),_____( «V

ф,т) =ехр

лт

У

(1.3)

о

Величина этой погрешности не превышает 1% при АТ<Зх10 мкм.К, что позволяет использовать выражение (1.2) в пирометрических расчетах в большинстве практически встречающихся случаев [16].

Фоточувствительные элементы приемников излучения современных пирометров регистрируют, как правило, либо энергию (мощность) принимаемого потока излучения, либо количество фотонов. При регистрации энергии излучения, она преобразуется в тепло, а затем в электрический сигнал. По изменению теплового состояния и по изменению электрических свойств судят о величине принятой энергии (мощности). Такие пирометры обычно называют тепловыми. Когда теплочувствительных приемных элементов несколько, то говорят о многоэлементных тепловых приемниках излучения. Примером тепловых многоэлементных приемников излучения могут служить микроболометрические и пироэлектрические матрицы, широко применяемые в настоящие время в тепловидении.

V

Рис. 1.1 Изотермы Планка

Другой класс пирометрических приемников излучения, характеризуется тем, что в них выходной сигнал определяется числом фотонов (квантов) принятого потока излучения. Такие устройства называют фотоэлектронными или фотонными приемниками излучения, а пирометры, построенные на их основе, называют фотонными пирометрами. Примером многоэлементных фотонных приемников являются фоточувствительные ПЗС, фотодиодные,

фоторезистивные, матричные и линейчатые приемники излучения.

Таким образом, в зависимости от класса используемых фотоприемных устройств, следует говорить либо о спектральной плотности регистрируемой мощности теплового излучения, либо о спектральной плотности фотонов, регистрируемых фоточувствительным элементом. Спектральная плотность

, пАЛ,Т) = ьАя.Т)/Ну

потока фотонов л 4 ' 7 , характеризует отношение количества

фотонов, приходящихся на интервале длин волн от X до Х+АЛ, к ширине интервала ДА. На рис. 1.2 представлены кривые спектральной плотности мощности и фотонов потока излучения при разных значениях Т.

Уравнения Планка и Вина для спектральной плотности фотонов имеет вид

( с V1

п°я(Л,Т)= 2жсХ~А ехр——-1 \ ЛТ )

п1{Л,Т)вин=2™Л~Л

Г \

-1

V ЛТ;

ехр

(1.4)

(1.5)

0,9

0,8

Т0,7

ч

4)

0,6

0,5

г

£ 0,4 0,3

0,2 0,1

0

(Щ

\ \ \ \ \ Т=2200°К

¡'1 \У

1 ..._________________ \\ ___________\________ Т=2600°1С ________________ _. ..........„....._

II \

\\ \ ^ V ;Т=28 ¿г 56°К

1ч и \ '" ч \ ''"•ЬГ "Ч.

$ / 11

# .¿А 1 ! ~— 1 1 1 1

1

0,9 0,8

О 0,7 Ч

0,6

£0,5

г

О 0,4 0,3 0,2 0,1

0

0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 Длина волны X , (мкм)

4,5

\ 1 !//>г \ \ ^

| щ" \\

........ 1 » 1 л/ Г"// 1 ! \ \ \ \ Т=2200°К Ч ¿¿^ 1 1

\\ V Т=260б°К

" № ! 1 Т=2856' \ г\ уг \ 1 \ ^/Г 1 ТК

\ ! \ \ 1 V. 1

т N \ Ч \ 1 "•• ' ч \ : ч Ч Ч ' ч.

ГЧ % : \ : ч ч ■ ^" - - - .....—

\ \ У/1 1 1 1 1

.......'} /У ¿а ,1/ 1 гГ 1 1 1 1 1 ■ I 1 1 | I

б)

0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 Длина волны 1, (мкм)

4,5

Рис. 1.2 Кривые спектральной плотности - (а) мощности потока излучения и (б) фотонов потока излучения при разных температурах

1.2 Коэффициент теплового излучения

Характер излучения и поглощения абсолютно черного тела зависит только от его температуры. Реальные тела отличаются от АЧТ тем, что они не только поглощают и излучают электромагнитную энергию, но и частично отражают и пропускают излучение. В связи с этим спектральная плотность излучения поверхности реальных тел всегда ниже, чем у абсолютно черного тела, имеющего ту же температуру.

Для реальных тел связь между температурой и соответствующим

значением спектральной плотности излучения ЬЯ(Л,Т) устанавливается

путем введение функции £л(Л,Т) , которая играет роль коэффициента пропорциональности между излучением АЧТ и излучением реального тела:

ЬЯ{Л,Т)=8Я(Л,Т)Ь°Я(Л,Т), (1.6)

£Я(Л,Т) часто называют спектральной функцией «излучательной способности», «степенью черноты» или «коэффициентом излучения». Если значение £Я{Л,Т) определена для конкретного значения ^ , то говорят о

спектральном коэффициенте излучения.

Излучательная способность реального тела зависит от многих факторов: от температуры, длины волны излучения, материала и ориентации пирометрируемой поверхности в пространстве и её состояния. Обычно излучательную способность определяют экспериментально для направления, нормального к поверхности излучения. Однако во многих случаях зависимость нечерноты излучения от угла испускания может быть весьма существенной. Поэтому при дистанционном определении температуры принято говорить о коэффициенте направленного излучения, т.е. о излучательной способности в рассматриваемом направлении. В этом случае, направление задается системой координат, в которой рассматривается взаимное положение объекта и приемника

излучения:

(я, д в, т)=Ьх (Л, А 0, т)/ь°л (Л, /3,в,Т), (1.7)

где /? - полярный ив- азимутальный углы, характеризующие направления испускаемого излучения.

В пирометрии используются и другие величины, характеризующие излучательную способность. Значения спектральной излучательной способности, усредненные по длинам волн, в пирометрии принято называть интегральными, суммарными. При усреднении по направлениям, получают

значения полусферической спектральной £п.сфеР.{^>Т) и интегральной ^(ТО

излучательной способности.

Направленную интегральную излучательную способность (степень

нечерноты) можно получить из соотношения [32]

00

¡Ья(Л,]ЗЛТ)с1Л

ф,в,Т)=\ . ч-—. (1.8)

[оТ /7Г)сое р

Интегрируя поток монохроматического излучения, испускаемого единицей площади поверхности по всем направлениям в пределах полусферы соответственно реальным и абсолютным черным телами, можно получить выражение для полусферической спектральной излучательной способности [32]:

е{КТ) = -\е{Л,Р,в,Т)о,оърйш (19)

ж:

где со - телесный угол.

Для полусферической интегральной излучательной способности можно записать выражение [32]

$е(Л,т)Ь0(Л,т)с1Л

= ~---(1-Ю)

В пирометрии находят применения также такие величины как

квазимонохроматическая, действующая или эффективная излучательные способности и т. д.

Суммарная излучательная способность определяется как отношение полной энергии излучения поверхности данного тела к полной энергии излучения абсолютно черного тела, находящегося при той же температуре.

Существует обширная справочная литература по различным видам

излучательной способности. Хотя данные об значениях для многих

материалов приведены в литературе [33], тем не менее, их использование для точного определения температуры в многих случаях представляется

проблематичным. Одним из таких факторов является то, что £я{Я,Т) для многих материалов является функцией температуры. Поэтому, строго говоря, нельзя выбрать правильное значение степени черноты, не зная температуры. С другой стороны нельзя точно определить температуру, не зная значения степени черноты, соответствующего измеряемой температуре. Таким образом, в многих случаях образуется своеобразный замкнутый круг (рис. 1.3).

Рис. 1.3 Взаимосвязь излучательной способности и температуры

Кроме того, существует зависимость от степени шероховатости

поверхности и от наличия поверхностных загрязнения, окислов, примесей и т.д. Поэтому проблема определения степени черноты при температурном мониторинге технологических процессов, энергетических установок, объектов изменяющих

свой ракурс, объектов сложной геометрической формы и т.д. и сегодня остаётся весьма актуальной для традиционных методов оптической пирометрии.

Другим фактором, оказывающим влияние на поток излучения, является поглощение излучения промежуточной средой, т.е. спектральной функцией поглощения тх (Л, Г) . Погрешности, возникающие вследствие влияния поглощения, аддитивны. Поэтому часто говорят о произведении двух функции £л(Л,Т) и тя(Л,Т) . Это произведения приводит к использованию, так называемой обобщенной спектральной функции, которая включает в себя как свойства самой пирометрируемой поверхности, так и свойства промежуточной среды. Для обобщенной спектральной функции, как правило, не вводят нового

обозначения, а используют то же самое обозначения £л(Л,Т). В данной работе мы будем использовать для обозначения обобщенной спектральной функции коэффициента излучения символ £Я(Л,Т) . Значения этой функции соответствуют значением направленного коэффициента излучения.

Неполнота данных о спектральной характеристики £л(Л,Т) ,

несоответствие значений в реальных условиях справочным данным, и возможное изменение свойств излучающей поверхности в процессе измерения являются источниками погрешности измерения. Поэтому наиболее практикуемым подходом в пирометрии является использования различного рода аппроксимаций априорных данных о спектральной зависимости излучательной способности для получения значений, максимально приближающихся к истинной температуре.

Таким образом, проблема измерения истинных значений температуры в условиях недостаточной информации и изменяющихся излучательной способности и пропускания промежуточной среды для современной оптической пирометрии является основной. Без решения этой проблемы перспективы традиционных методов пирометрии представляются весьма туманными.

1.3 Условные температуры и погрешности

Методы оптической пирометрии является, как правило, косвенными методами измерения. Измеряются некоторые условные температуры Ту [34]. Получаемые значений условных температур зависят как от используемого метода, так и от тех математических преобразовании и операций, которые проводятся с использованием соотношений (Т.Г) и (1.2). Условную температуру можно рассматривать как некоторую величину, которая заменяет истинное значение температуры Т в формуле Планка в тех случаях, когда последняя применяется к излучению реальных тел.

Различные методы дистанционного определения температуры по тепловому излучению сопоставляют (сравнивают) на основе анализа точности измерений со значениями термодинамической температуры. Для сравнения используют соответствующие составляющие погрешности (методическая, инструментальная и др.) определения температуры различными методами.

Результаты определения условных температур зависят не только от температуры, но и от абсолютных значений (свойств) параметров поверхности излучающего тела, пропускания промежуточной среды и т.д. Неполнота априорной информации о пирометрируемом объекте, несоответствие значений в реальных условиях, изменения свойств и параметров излучающей поверхности и промежуточной среды в процессе измерений являются дополнительным источником погрешности определения температуры.

В пирометрии абсолютное значение методической составляющей погрешности определения условных температур традиционно принято характеризовать разностью обратных значении условной 1У и термодинамической Г температур [15].

Заключение диссертации по теме «Оптические и оптико-электронные приборы и комплексы», Рассел Мостафа Махмуд

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

На примере двухканального телевизионного измерителя температуры экспериментально продемонстрирована возможность получения сведений о температуре окрашенных тел с неизвестными спектральными характеристиками коэффициента излучения пирометрируемой поверхности. Анализ восстановленного спектра излучения и статистическая обработка массива данных о температуре, поступающих по нескольким спектральным каналам, позволил получить информацию о спектре теплового излучения и определить с достаточно высокой степенью достоверности значение температуры, которые можно рассматривать как первое приближение к истинному значению. Для получения более точных значений (последующие приближение) температуры можно применить известные полихроматические методы аппроксимации, используя форму экспериментально полученной в процессе измерения температуры кривой спектральной зависимости коэффициента излучения (пропускания).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты проделанной работы могут быть сведены к следующему:

1. Проведен анализ полихроматических дистанционных методов определения и алгоритмов расчета температуры поверхности объектов с позиции их пригодности для решения задач измерения температуры при ограниченной информации об излучательной способности. Показано, что все попытки получить достоверные данные о температуре, опираясь лишь на априорную информацию о степени черноты, а также попытки использовать различные виды аппроксимации спектральной зависимости излучательной способности, хотя и приводят в ряде случаев к повышению точности получаемых результатов, однако, не позволяют выйти за пределы «замкнутого круга», обусловленного зависимостью степени черноты от температуры.

2. Показано, что переход к методам измерения температуры, использующим понятие источника излучения с эталонным спектром, позволяет решить проблему определения истинной температуры объектов с неизвестными характеристиками излучательной способности. Основополагающим моментом в работе является введение понятия интегральной аппаратной функции поправочных коэффициентов измерительного комплекса.

3. Создан автономный макет полихроматического измерителя температуры для видимого участка спектра. Проведены испытания макета, построенного по схеме двухканального измерителя температуры, и определена его спектральная аппаратная функция поправочных коэффициентов.

4. Проведена обработка экспериментальных данных о спектре излучения пирометрируемой поверхности с неизвестной излучательной способностью и температурой (реальные тела). По разработанной методике выполнены измерения температуры АЧТ, а также измерения температуры трех имитаторов реальных тел.

5. Показано, что идентичность спектральных каналов устройства определения температуры позволяет использовать их как независимо друг от друга, так и дополняя друг друга для расширения диапазона используемых длин волн. Взаимное дополнение спектральных каналов открывает перспективы построения широкополосных многоканальных измерителей температуры.

6. В ходе выполнения работы было обращено внимание на возможность извлечения информации не только о температуре, но и о функциональной зависимости с>. = /{X), которая содержится в экспериментальных данных о спектре излучения объекта и которая органически вытекает из самой сути разрабатываемого метода. Это позволяет одновременно определить температуру неизвестного объекта и определить его специфическую спектральную функцию излучательной способности.

7. Показано, что сочетание новых потенциальных возможностей разрабатываемого метода и многоканального устройства может служить основой для построения новых компактных многоканальных оптико-электронных средств, определения температуры объектов и материалов с неизвестными спектральными характеристиками излучательной способности, а также подвижных, быстро перемещающихся и неизвестных объектов.

8. Разработано программное обеспечение специализированного вычислителя для работы в составе устройства быстрого дистанционного определения температуры.

9. Проанализированы возможности использования методов полихроматической пирометрии в разработанном методе определения температуры. Показана статистическая устойчивость получаемых значений температуры и проведена их статистическая обработка. Важным моментом явилась возможность получения информации о форме спектральной кривой коэффициента излучения поверхности пирометрируемого объекта непосредственно в процессе измерения температуры.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Рассел Мостафа Махмуд, 2012 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ источников

1. Снопко В.Н. Спектральные методы оптической пирометрии нагретой поверхности // Минск, Наука и техника, 1988, 152с.

2. Daniel Ng. Temperature Measurement of a Miniature Ceramic Heater in the Presence of an Extended Interfering Background Radiation Source Using a Multiwavelength Pyrometer // Technical Memorandum NASA TM—1999-208854.

3. US patent 5,772,323 Temperature determining device and process // Ralph A. Felice. 1998.

4. Mansoor A. Khan, Charly Allemand, Thomas W. Eagar Noncontact temperature measurement. I. Interpolation based techniques; II. Least squares based techniques // Review of Scientific Instruments 62(2), 1991, P. 392-409.

5. E. Glazman, A. Glazman and A. Thon Theoretical and practical aspects of remote temperature measurement in semiconductors manufacturing. SPIE. Vol. 1682. Thermosense XIV. 1992. pp. 260-270.

6. F. Meriaudeau, A.C. Legrand, P. Gorria Real Time Multispectral High Temperature Measurement: Application to control in the industry // SPIE Vol. 5011, 2003, p. 234-242.

7. Копьев B.A., Коссый И.А., Магунов A.H., Тарасова Н.М. Термометрия по распределению интенсивности в спектре излучения // Сб. трудов «Температура-2004», - Обнинск, 2004г.

8. Свет Д.Я. Радиационные измерения истинной температуры нечерных тел. Сб. трудов «Температура-2007», - Обнинск, 2007г.

9. Романенко С.В., Шейндлин М.А. К вопросу об измерении термодинамической температуры с помощью полихроматической пирометрии // Москва, ИВТАН, 1990. - 24с.

10. Патент RU 2213942 Устройство бесконтактного измерения температуры // Бодров В.Н., Мельников Б.С., Обидин Г.И. от 10.10.2003г.

11. Торицин С.Б. Телевизионные методы визуализации и пирометрии

высокотемпературных процессов и объектов // Диссертация кандидата технических наук, специальность 05.12.04, Великий Новгород, 2007.

12. Енюшин В.Н. Инфракрасные пирометры для диагностики теплотехнических характеристик конструкций // Диссертация кандидата технических наук, специальность 05.11.13, Казань, 2006.

13. Яковлев А.В. Математическое и физическое моделирование задач оптической пирометрии для дистанционной диагностики высокотемпературных процессов // Диссертация кандидата технических наук, специальность 05.13.18, Новосибирск, 2005.

14. Сергеев С.С. Пирометрический тепловой метод и средства неразрушающего контроля объектов электроэнергетики // Диссертация кандидата технических наук, специальность 05.11.13, Санкт-Петербург, 2004.

15. Снопко В.Н. Основы методов пирометрии по спектру теплового излучения // Минск, Институт физики им. Б.И. Степанова, 1999, 224с.

16. Свет Д.Я. Оптические методы измерения истинных температур // Москва, Наука, 1982. - 296с.

17. Daniel Ng, W.D. Williams Full-spectrum multiwavelength pyrometry for nongray surfaces // SPIE. Vol. 1682, 1992, p. 260-270.

18. Бодров B.H., Мухина В.И. О возможности использования свойств кривой спектрального распределения излучения для определения температуры // Вестник МЭИ, 2, 2000, с.87-93.

19. Гоц Н.Е. Сравнительная характеристика методов пирометрии // Сб. трудов «Температура-2007», - Обнинск, 2007г.

20. Рассел М.М. Полихроматический метод измерения температуры. - В сб.: Тезисы докладов 11-ой Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика», Москва, 2005, т.1, с.226-227.

21. Бодров В.Н., Рассел М.М. Фоточувствительные ПЗС матрицы с внутренним электронным умножением. - В сб.: Труды 13-ой Всероссийской

научно-технической конференции «Современное телевидение», Москва, 2005, с.78-83.

22. Рассел М.М. Фёдоров Д. С. Применение пространственной синусоидальной фазовой решетки при полихроматическом методе измерения температуры. - В сб.: Тезисы докладов 12-ой Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика», Москва, 2006, т.1, с.250-251.

23. Бодров В.Н., Рассел М.М., Обидин Г.И. Результаты экспериментальных исследований телевизионного метода быстрого определения температуры. - В сб.: Труды 14-ой Всероссийской научно-технической конференции «Современное телевидение», Москва, 2006, с.55-58.

24. Бодров В.Н., Рассел М.М. Многоканальная полихроматическая пирометрия. - В сб.: Тезисы докладов Третьей Всероссийской конференции по проблемам термометрии «Температура-2007», Обнинск, 2007, с.35-36.

25. Бодров В.Н., Рассел М.М., Обидин Г.И. Многоканальный телевизионный метод определения температуры. - В сб.: Труды 15-ой Всероссийской научно-технической конференции «Современное телевидение», Москва, 2007, с.71-76.

26. Рассел М.М. Проблемы современных методов полихроматической пирометрии. - В сб.: Тезисы докладов 13-ой Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика», Москва, 2007, т.1, с.211-212.

27. Русин С.П., Рассел М.М. Идентификация модели чёрного тела по данным расчёта и спектрального эксперимента. - Обозрение прикладной и промышленной математики, 2007, т.14, в.З, с.560-561.

28. Рассел М.М. Спектральные характеристики излучения модели черного тела. - В сб.: Тезисы докладов 13-ой Международной научно-технической конференции молодых светотехников России, Москва,

2007, Т.1, с.77-79.

29. Бодров В.Н., Рассел М.М., Обидин Г.И. Телевизионный метод определения коэффициента излучения неизвестного объекта. - В сб.: Труды 16-ой Всероссийской научно-технической конференции «Современное телевидение», Москва, 2008, с.77-84.

30. Vladimir Bodrov, Mostafa Rüssel. Non contact temperature measurement of a surface with insufficient emissivity information - 18th European Conference on Thermophysical Properties, Pau, France, 2008,

http ://ectp 18 .conforganizer.net/program/abstract/317/.

31. Mostafa Russel, Vladimir Bodrov. Non-contact temperature measurement of surfaces with unknown emissivity information - 4th International Conference on Thermal Engineering: Theory and Applications, Abu Dhabi, UAE, 2009. CD-ROM. ISBN 978-9948-03-941-9.

32. Свет Д.Я. Объективные методы высокотемпературной пирометрии при непрерывном спектре излучения // М. Наука, 1968, 236 с.

33. Латыев Л.Н., Петров В.А., Чеховской В.Я., Шестаков E.H. Излучательные свойства твердых материалов Справочник. Под общ. ред. А.Е. Шейндлина//М. Энергия, 1974, 472 с.

34. Жагулло О.М. Понятие условной температуры в современной пирометрии//Теплофизика высоких температур. Т. 8, 1970, с. 1260-1264.

35. Поскачей A.A., Чарихов Л.А. Погрешности пирометров излучения и некоторые пути их снижения II - В кн.: Методы и средства оптической пирометрии. М.: Наука, 1983, с. 72-78.

36. Гордов А.Н. Основы пирометрии // М. Металлургия, 1971, 448 с.

37. НуттерГ.Д. Общие соображения, влияющие на устройство пирометра высокой точности // Основные понятия и современные методы измерения температур. М. Металлургия, 1967, с. 183-205.

38. Жагулло О.М. Пирометр двойного спектрального отношения // Тр. Метрологических институтов СССР. 1972. Вып. 131. С. 166-171.

39. Поскачей А.А., Чарихов JI.A. Пирометрия объектов с изменяющейся излучательной способностью. М.: Металлургия, 1978. 200 с.

40. Рибо Г. Оптическая пирометрия. M.;J1.: Гостехтеориздат, 1934. 455 с.

41. Hoffman F., Tingwaldt С. Optische Pyrometrie.Braunschweig, 1938.326S.

42. Лапина Э.А. Измерение цветовой температуры с помощью спектрального пирометра//Тр. Метрологических ин-тов СССР. 1955. 25 (85). С. 66-69.

43. Новиков И.И., Глазман Е.Д., Абрамович Б.Г. Измерение действительной температуры объекта по его условным температурам (яркостным и цветовым) // Теплофизика высоких температур. 1976. Т. 14, 5. С. 1139.

44. Глазман Е.Д., Новиков И.И. Измерение действительной температуры тел по его условным температурам // Методы и средства оптической пирометрии. М.: Наука, 1983. С. 21-27.

45. Свет Д.Я. Некоторые вопросы современной оптической пирометрии // Оптические методы измерения температур в металлургии. Теория, системы, элементы. М.: Наука, 1979.С. 5-17.

46. Двукарский С.М., Зуев В.М., Поскачей А.А. Об одном методе измерения истинной температуры тела по его собственному излучению // Теплофизика высоких температур. 1973. Т. 11, 6. С. 1245-1249.

47. Свет Д.Я. Оптимальные методы пирометрии излучения и пути их технической реализации // Приборостроение и автоматический контроль. Вып. 1 /Редкол.: В.В. Казакевич (пред.) и др. М.: Машиностроение, 1978. С. 130-161.

48. Свет Д.Я. Измерение истинных температур по собственному излучению - оптимальная оптическая пирометрия // Измерения, контроль, автоматизация. 1977. 1. С. 47-55.

49. Свет Д.Я. Об одной форме распределения спектральной плотности энергии температурного излучения // Докл. АН СССР. 1966. Т. 170, 4. С. 825-827.

50. Свет Д.Я. Независимое определение излучательной способности по спектру собственного теплового излучения// Докл. АН СССР. 1975. Т. 221, 1. С. 81-83.

51. Свет Д.Я. Пирометрия по собственному излучению веществ с изменяющейся излучательной способностью // Объективные методы пирометрии излучения металлов / АН СССР Ин-т металлургии им. A.A. Байкова; Отв. ред. Д.Я. Свет. М.:Наука,1976. С. 135-149.

52. Бутковский А.Г., Поскачей A.A., Чубаров Е.П. Методы и устройства автоматического измерения температуры по собственному излучению объекта с учетом изменения его излучательной способности // Автоматика и телемеханика. 1975. 4. С. 153-163.

53. Цхай Н.С. Спектральный метод определения излучательной способности поверхности нагретых тел // Ж. прикладной спектроскопии. 1977. Т. 27, 3. С. 404-409.

54. Свет Д.Я. Оптимальная пирометрия излучения веществ в твердой и жидкой фазах // Докл. АН СССР. 1976. Т. 227, 2. С. 341-343.

55. Свет Д.Я. Оптимальная пирометрия излучения веществ в твердой и жидкой фазах // Объективные методы пирометрии излучения металлов / АН СССР. Ин-т металлургии им. A.A. Байкова; Отв. ред. Д.Я. Свет. М.: Наука, 1976.С. 149-155.

56. Геда Я.М., Снопко В.Н. Некоторые методы бихроматической пирометрии // Теплофизика высоких температур. 1981. Т. 19, 6. С. 1260-1265.

57. Геда Я.М., Снопко В.Н. Методы пирометрии по спектральному распределению интенсивности излучения нагретого тела. Минск, 1981. 56 с. (Препринт / Ин-т физики АН БССР, 238).

58. Геда Я.М., Снопко В.Н. Измерение температуры по распределению интенсивности в спектре излучения нагретого тела // Теплофизика высоких температур. 1981. Т. 19,2. С. 381-385.

59. Hoch М. The integral six-color pyrometers. Linear dependence of the

radiance temperature Tr on the wavelength lambda // Rev. Sci. Instrum. 1992. V. 63, 4, pt. l.P. 2274-2281.

60. Гордов A.H., Жагулло O.M., Иванова А.Г. Основы температурных измерений. М.: Энергоатомиздат, 1992. 303 с.

61. Латыев Л.Н., Чеховский В.Я., Шестаков Е.Н. Определение истинной температуры веществ со сплошным спектром излучения // Метрология. 1982. 1. С. 35-41.

62. Coates Р.В. Multi-Wavelength Pyrometry // Metrologia. 1981. V. 17, 3. P. 103-109.

63. Латыев Л.Н., Чеховский В.Я., Шестаков Е.Н. Определение температуры бесконтактным методом // Методы и средства оптической пирометрии. М.: Наука, 1983. С. 14-20.

64. Levendis Yi.F., Estrada K.R., Hottel H.C. Development of multicolor pyrometers to monitor the transient response of burning carbonaceous particles // Rev. Sci. Instrum. 1992. V. 63, 7. P. 3608-3622.

65. Новиков B.H., Сахаров В.Б., Смирнов Л.И. Пирометр спектрального отношения//Измерительная техника. 1987. 12. С. 42-43.

66. Cezariliyan A., McClure J.L., Miiller А.Р. Radiance temperatures (in the wavelength range 523-907 nm) of group IVB transition metals titanium, zirconium and hafnium at their melting points by a pulse-heating technique // Int. J. of Thermo physics. 1994. v.15, 5. p. 993-1009.

67. Hoch M. Multiwavelength pyrometry: Radiance temperature versus wavelength course should be used for temperature determination // Rev. of Sci. Instr. 1992. v. 63, 9. p. 4205-4207.

68. Чистяков B.A. О возможностях метода многоцветовой пирометрии // Исследования в области контактной термометрии и пирометрии излучения. Л. Энергоиздат, 1982. с. 33-36.

69. Мирошенко В.И., Махров В.В. Методы и средства оптической пирометрии // М. Издательство МЭИ, 2004. - 124 с.

70. US Patent No. 5,326,172 Multiwavelength pyromemeter for gray and non-gray surfaces in the presence of interfering radiation // Daniel L. P. Ng., 1994.

71. Daniel Ng, Gustave Frolic Use of a multiwavelength pyrometer in several elevated temperature aerospace applications // Review of Scientific Instruments 72(2), 2001, P. 1522-1530.

72. US patent 6,379,038 Temperature determining device and process // Ralph A. Felice. 2002.

73. S. Oki, M. Yamakawa, S. Gohda Fundamental properties of a high speed video camera system for temperature measurement // SPIE Vol. 2869, 1997, p. 294-297.

74. Peter Saunders An imaging radiation thermometer // Measurement Standards Laboratory.

75. US patent 5,822,222 Multi-wavelength imaging pyrometer // Michael B. Kaplinsky, Walter F. Kosonocky, Nathaniel J. McCaffrey. 1998.

76. US patent 6,016,190 Method and apparatus for true temperature determination // Glazman E.2000.

77. Бодров В.Н. Статистическая температура. - Обозрение прикладной и промышленной математики, 2007, т. 14, в.З, с.515.

78. Колмогоров А.Н., Журбенко И.Г., Прохоров А.В. Введению в теорию вероятностей // М. Наука, 1982.

79. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. - М.: Физматгиз, 1962.

80. ГОСТ 9411 - 66. Стекло цветное оптическое.