基于最小二乘法的运动光轴红外温度测量系统研究

来源 :河南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:MUWANG
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
温度是工业、农业、仓储、环境监测等领域中重要的基础数据,温度精确测量有利于提高安全生产、产品质量、生产效率等。很多工业现场由于测温环境以及空间条件的局限性使得传统的接触式测温方式难以满足测量要求,非接触式测温技术成为重要的应用手段,随着电子技术和信息技术的飞速发展非接触式测温技术应用越来越广泛,高精度非接触式测温技术是目前国内外研究的热点课题之一。轧辊作为铝加工行业必不可少的重要设备之一,其表面的温度高低会引起轧辊的热膨胀量发生变化,轧辊间的缝隙形状随之发生改变,进而影响铝产品的质量。因此,对轧辊表面温度的监测与控制显得尤为重要。而轧辊属于强反光体,在工作过程中需要不停地转动。本文针对铝板材加工行业中轧辊表面的温度测量与控制,提出了采用多个红外温度传感器同时对目标进行温度测量的方法,分别创建了基于轧辊转速和自然环境光照的温度补偿算法模型,提高了温度测量的精度,本研究成果对提高运动强反光体的表面温度测量具有重要的借鉴意义。主要研究工作及成果如下:(1)分析研究铝板材加工设备结构参数及周边环境影响因素,确立了基于红外传感器的测温方案。通过分析测温的原理以及生产需求,确定选用非接触式的温度测量方式,并以红外温度传感器为核心设计了测温系统。(2)制定系统总体方案,搭建实验平台。完成硬件和软件的设计,主要包括对温度传感器和微处理器的选型以及信号采集模块、串口通信和上位机LabVIEW界面的设计。(3)完成红外温度传感器的标定,提出了红外测温的基于最小二乘原理的融合算法。通过高精度热电偶完成对单个红外温度传感器的标定,以此提高红外温度传感器的测量精度;针对多个传感器测量数据采用加权最小二乘融合算法对测温系统中的两个红外温度传感器进行了一致性标定,消除累积误差。(4)对轧辊转速及环境光照对测温精度的影响开展实验研究和分析,分别构建了运动强反光体的转速及环境光照的测温补偿算法模型。针对测温系统精度的影响因素,着重对被测物体的转速以及被测物体表面的光照强度进行了实验测试研究,通过对测量结果分析,发现转速以及表面光照强度对运动强反光体温度测量的影响的客观规律,提出了一种有效地补偿算法,大大提高了红外测温系统的测量精度。
其他文献
瓦斯,又叫煤层气,是高效清洁能源的同时又是温室气体,具有很高的抽采利用价值。但我国煤储层因地质条件复杂而具有低渗透性、易吸附难解吸的特点,开采难度较大。因此有效提高煤层渗透性对煤层气的安全开采具有十分重要的意义。本文采用自制的非均相钴基活化剂活化的过硫酸铵溶液对不同煤阶的煤样进行改性处理,对改性前后煤的表面润湿性、形貌、孔隙结构、瓦斯吸附特性、增透效果进行了实验研究,并对其微观机理进行了分析,得到
煤层中由于层理、割理的存在而呈现非均质性,使得煤层具有各向异性特征。进而在煤层中采用爆破致裂技术进行增透时,不同方向上煤层致裂有效距离及渗透性具有明显差异。为探究各向异性煤层致裂有效距离及渗透性变化特征,本文以赵固二矿二1煤层煤体为研究对象,沿不同方向取芯进行煤体的抗拉、抗压强度实验分析了煤体力学各向异性特征;再根据煤体力学各向异性特征对煤层合理布孔,进行爆破致裂有效区域现场测试,以观测致裂前后煤
冷冻取芯过程中,钻头钻削煤壁导致煤芯温度升高,煤芯同时受到制冷剂的作用,导致煤芯温度发生变化,温度是影响瓦斯解吸的重要因素,瓦斯解吸量和损失量都会受到影响。首先依托自制取芯管取芯过程管壁温度测定装置,采集在不同取样深度条件下的取芯管取芯过程管壁温度变化数据,并以此为基础,通过含瓦斯煤低温冷冻取芯模拟试验装置开展不同煤芯瓦斯压力、不同取样深度、不同破坏类型煤、不同变质程度煤条件下煤芯瓦斯解吸实验,研
在诸多因素的影响下,我国大量煤矿被关停成为废弃矿井,这类矿井仍蕴藏大量资源可供开发利用,其中以遗煤及瓦斯资源最具代表性。井下遗煤自煤层揭露至矿井废弃过程中所处的环境温度不断变化,而温度又是影响煤吸附瓦斯特性的敏感指标之一。为了探求环境温度变化对遗煤吸附特性的影响,为建立废弃矿井遗煤吸附态瓦斯储量计算模型奠定基础,本文从温度对煤的孔隙结构改造和吸附性能影响两方面着手,在分析废弃矿井遗煤所处环境温度演
煤层瓦斯含量是评价和预测瓦斯储量与瓦斯涌出量的基础数据,是区域预测的主要指标,煤层瓦斯含量的准确测定与煤矿的安全生产息息相关。定点快速的取样以及取样过程中的瓦斯损失量推算是煤层瓦斯含量准确测定的关键。压风取样可以实现较长钻孔快速定点取样,其特点是煤样在压风作用下从钻头处经钻杆内部快速排出。但该方法在推算取样过程中损失瓦斯量时,依旧采用常压环境下颗粒煤瓦斯解吸规律,其合理性值得商榷。为了获得压风取样
CO2爆破作为一种新型的煤层增透技术,因其操作简便、安全高效等优点,常应用于低透气性煤层压裂造缝。本文以实验室实验、理论分析、数值模拟和现场应用结合的研究方法,对CO2爆破增透机理及煤层孔网布置进行了系统分析。通过自制的爆破实验装置来探究液态CO2爆破系统的压力响应特性,获取了爆破管内CO2的压力与时间关系曲线,基于热力学和气体动力学理论对压力时程曲线变化规律进行了分析,并以此建立了气动冲击模型。
异步轧制是实现超薄板带轧制的重要工艺手段,本文以异步冷轧非线性扭振系统为研究对象,分别建立了考虑传动误差、间隙和转速波动等影响因素的非线性扭振模型。通过对系统的组合共振、分岔、最大Lyapunov指数,吸引子流变特性等的研究,揭示了系统受上述因素影响的动态演化机制,为提高异步轧制板带产品质量以及抑制和控制非线性扭振提供了理论参考。主要研究内容如下:1、基于Lagrange原理,并对异步冷轧系统进行
随着世界经济的快速发展,煤炭、天然气等化石能源的需求总量越来越大,但煤矿开采和天然气使用过程中依然事故频发,保证能源生产和使用过程中人身安全尤为重要。因此有必要对火焰传播动力学进行分析研究,这将有助于发现能源生产和使用过程中存在的安全问题,并且间接为事故的预防提供科学依据。本文以CH4/O2/CO2预混体系为研究对象,在细长管道内进行实验,目的是对预混火焰传播动力学进行研究。实验设计5个CH4燃料
钛合金具有比强度高、耐高温、抗腐蚀等诸多优良性能,被广泛应用航空航天、军工国防、民用制造等重要领域。但钛合金加工过程中冷硬现象严重、变形系数小、刀具磨损严重,属于典型的难加工材料。当前急需开发新加工工艺解决钛合金的加工难题,以期达到良好加工效果。超声辅助切削加工具有诸多优势,将超声加工与普通加工相结合,研究超声辅助铣削加工过程及加工结果具有重要意义,本文的主要研究内容和结果如下:理论推导了刀具轴向
探究异步冷轧在垂直和水平方向上非线性因素影响下振动的发生机理和失稳机制,是提高轧件成型精度和轧制效率的关键。针对异步冷轧振动问题,本文对上、下工作辊辊径相等而转速不等的异步轧制工况进行分析,通过理论分析和数值仿真探究非线性因素影响下的异步冷轧垂直和水平振动机理,研究结果可为异步冷轧减振抑振和提高轧件成型精度提供理论参考。首先,通过建立考虑阻尼、间隙、转速和异速比等因素影响下的异步冷轧垂直颤振和强迫