关于金凝点以上国际实用温标的复现和亮温量值传递、比对中若干问题的探讨

本文分析了目前复现金凝点以上国际实用温标和亮温量值传递比对中存在的问题及其原因。由于基准钨带灯是非黑体,其亮温是波长的函数,即钨带灯的同一温度点在不同波长上有不同的亮温量值。因此,对于波长函数不同的高温计,亮温量值不宜直接进行传递和比对。建议在钨带灯真温基础上通过高温计的波长函数传递亮温量值,并计算其亮温波长。亮温波长不同于有效波长,亮温波长是建立在钨带灯真温与亮温的关系上,只与钨的光谱发射率有关。在进行温度量值的比对时,由于亮温波长不同,不宜直接进行亮温量值的比对,建议换为真温后比对。     

一种交互式测量发射率的高温计

本文讨论了用交互式非接触高温计直接测量有效波长发射率,以便实现对物体温度更精确的测量。当前,所有的高温计或者要求操作人员输入发射率,或者要假定被测物体的发射率是不变的。在温度测量中,这样的假设是冒险的,很可能导致相当大的误差和不确定度。     

在辐射高温测量法中高准确度的温度值和不确定度的计算

光学高温计测量的温度 T 是一个含有τ(λ)和 V(λ)参数的积分方程的解,其中参数τ(λ)为光学元件的光谱透过率,参数 V(λ)为检测元件的相对光谱灵敏度。τ(λ)和 V(λ)在不同波长下测量的值为τ(λ_i)±△τ(λ_i) i=1、2、3、…NV(λ_k)±△V(λ_k) k=1、2、3、…M 式中△τ(λ_i)和△V(λ_k)分别为τ(λ_i)和V(λ_k)的测量不确定度。为了计算高温计每个测量值所对应的温度值,本文提出一种积分方程的数值解法,从而可以避免引入某些不必要的近似。假定不同波长下实验误差在统计学上互不相关,则可推导出一个由光谱测量中随机不确定度造成的温度不确定度的计算方程。作为估算测量数据的质量和数值解法不确定度的一种辅助方法,还建立了τ(λ)和 V(λ)的通用而现实的数学解析式,直到求出积分方程的精确代数解。     

助推器喷口火焰温度测量

火焰温度测量是一个复杂而困难的问题。接触式测温传感器在很多情况下并不适用。固体燃料助推器火焰中有大量固体粒子,这些固体粒子运动速度又很高,采用接触式测温传感器测量这种火焰温度问题较多。介绍用四支小型不调焦光电高温计从不同角度测量固体燃料助推器喷口火焰温度的试验装置和试验结果,并对小型不调焦光电高温计的基本原理、结构、性能作了简单介绍。     

高精度光纤光栅波长测试系统研究CSCD

为了准确测量光纤光栅（FBG）的中心波长,设计了一种高精度光纤光栅波长测试系统,主要由可调谐激光器和光功率计组成,采用波长扫描的方法进行测试。利用可调谐激光器输出光波长精度和信噪比高的特点,通过在光功率计的全量程范围进行波长扫描,得到高精度、大动态范围的光纤光栅反射光谱曲线,然后应用四次多项式拟合来计算中心波长。测试结果表明,系统在（1520 - 1590）nm 波长范围内,测量重复性优于0.5pm,测量不确定度为2pm（k=2）,可以满足传感用光纤光栅的测试需要。     

基于蒙特卡罗频率法的葡萄籽总酚含量高光谱测量变量选择

在利用高光谱建立葡萄籽总酚含量的预测模型中,为解决变量过多、模型复杂度高等问题,需依据光谱特点进行有效地数据降维。提出了一种蒙特卡罗频率法（MCF）对高光谱数据进行波长选择,并建立了葡萄籽总酚的支持向量回归（SVR）预测模型。该方法首先采用蒙特卡罗采样（MCS）选择波长子集;然后建立大量SVR子模型,并选出均方根误差（RMSE）较小的子模型,统计每个波长出现的频次;最后根据指数递减函数确定波长个数,选取频次最高的波长子集作为特征波长。结果表明,采用MCF可以在降维的同时提高模型的预测性能,波长数目由原始的196个减少到9个,波长范围均在950~1 400 nm,RMSE值从0.42减少到0.37,预测精度优于SPA等其他波长选择方法。因此,提出的基于MCF在高光谱数据处理中能有效选择特征波长,为准确建立预测模型提供了一种有效的方法。      

烧蚀模型表面温度分布测量

介绍了一维表面温度分布的非接触测量仪器——扫描光电高温计的基本原理、结构、性能以及实用情况。扫描光电高温计的研制成功,使烧蚀模型表面温度测量从点温度测量拓展到一维温度分布测量,解决了突缩管壁面热分布的研究问题,测量了各种材料烧蚀模型驻点区温度分布曲线和不同材料平板模型在烧蚀试验中沿射流流向和径向的温度分布,并利用弓型导管装置对不同开槽型的石墨平板模型和喷有氧化锆隔热涂层的平板试件进行了温度场的测量。同时,还介绍了偏转装置与扫描光电高温计配合使用,一次开车试验可以测量不同位置上一维温度分布。     

落管中双波长测温系统工作波长的优化设计

根据测量所要求的动态范围、线性度、灵敏度 ,通过数值计算得出落管中双波长温度测量中的工作波长及带宽的最佳范围 ,结合实际情况最终确定工作波长为 1 4 μm和 1 5 5 μm ,其带宽均为 0 0 3μm。     

基于低温辐射计的探测器绝对光谱响应率测量

探测器的绝对光谱响应率是衡量光电探测器性能优劣的重要参数,直接反映其光电转化的能力。通过对低温辐射计,功率稳定系统光路调整的介绍,基于低温辐射计,对探测器可见光范围的7个波长的绝对光谱响应率进行了高精度测量,分析了测量结果。     

基于光电响应模型的CCD像素响应不均匀性校正方法

从理论上分析了CCD暗电流和光电响应不均匀性产生的原因 ,根据光电响应模型提出了CCD像素光电响应不均匀性的校正方法 ,推导出了像素光电响应不均匀性的校正系数的计算方法 ,并给出了校正性能评价方法。针对实际校正中干扰光的影响 ,提出了采用变波长去除干扰方法 ,用以对校正方法进一步修正和加强校正的稳定性。研究表明 ,能量和噪声的变化对提出的校正方法影响小 ,校正过程不受信号分布形式的影响 ,校正量对信号能量变化具有自适应性特性。仿真和实验结果验证了校正方法和校正系数算法的正确性和可行性。     

三波长辐射温度计

采用辐射法测量物体表面真实温度的最大困难是被测材料表面的发射率难测。三波长辐射温度计能消除发射率对测温的影响,尤其是对抛光表面的测温。本文基于推导多波长辐射温度计的理论,推出了一种三波长辐射测温法的新关系式,并建立了三波长辐射温度计的数学模型。     

固体火箭发动机羽焰测温方法研究

根据固体火箭发动机羽焰特征研制了多目标多光谱高温仪,它可同时测量羽焰六个目标点的温度,每个目标点均有八个工作波长。同时提出了求解真温的实用方法,完成了固体火箭发动机羽焰温度及其分布的测量。     

空间碎片偏振光谱成像探测技术研究

随着太空探索活动的逐年增多,人类对空间碎片的探测显得越发重要。文章首先介绍了探测空间碎片的意义及其常规的光电探测方法,并分析了探测空间碎片的主要难点;在此基础上,结合空间碎片的具体特征,提出一种对空间碎片进行探测与识别的新方法,即将成像、光谱、偏振三个光学基本量同时使用,通过多元特征融合等识别技术,实现对空间暗、弱、小碎片的高效探测,并对新方法中的关键技术进行了分解和可行性分析。     

固定发射率辐射温度计校准中的温度修正计算方法

主要对固定发射率的辐射温度计在校准时如何进行发射率偏差引起的温度修正值的计算方法进行了讨论。针对一般的修正计算涉及到在工作波段内对Planck公式进行复杂的积分运算,提出了引入有效波长的处理方法,大大简化了修正计算过程。在用有效波长对较宽波段(例如8μm~14μm)进行处理时发现,对于宽波段,同样也存在着一个有效波长,用该有效波长替代复杂的波段积分计算,可以使得对该波段的研究计算简化。采用有效波长的处理方法与积分处理方法相比较,处理结果符合性很好,证明了引入有效波长概念的处理方法是正确的。     

基于波长调制谐波信号主峰拟合的气体浓度测量方法

为了提高激光波长调制光谱法(WMS)测量气体浓度的速度和准确度,首次提出了一种通过对吸收光谱谐波信号的主峰进行拟合的气体浓度测量方法。在该方法中,只扫描吸收光谱谐波信号的主峰部分来获得谐波信号(WMS-2f/1f)的峰值点。因为缩减了吸收光谱的扫描范围,所以扫描速度得到了提高。通过对吸收光谱谐波信号(WMS-2f/1f)的主峰部分进行多项式拟合,进一步提高了测量精度。详细讨论了多项式阶数的确认方法,以及拟合数据长度对测量结果的影响。通过测量不同情况下的二氧化碳浓度验证了该方法的有效性。     

标准光学高温计检定结果的不确定度评定

根据《JJG2 2 7- 80标准光学高温计检定规程》的规定 ,在检定标准光学高温计所用仪器设备的技术条件下 ,讨论了标准光学高温计检定结果的不确定度评定     

光时域反射计校准及其测量不确定度分析

介绍了光通信网路中应用非常广泛的光纤时域反射计(OTDR)的基本工作原理,主要技术参数及其校准方法;在OTDR的诸多技术参数中只有位置/距离、损耗和中心波长具有计量溯源校准性质,目前对OTDR位置/距离、损耗/衰减的校准方法主要采用标准光纤法,中心波长的校准采用光谱仪直接测量。由于标准光纤法对OTDR的校准状况和实际应用状况相同,因此易于进行量值的传递和比对。文中详细阐述了标准光纤法校准OTDR的技术原理、测量标准设计和组成,给出了测量结果,并对测量结果进行了不确定度分析,该测量标准自建立以来,已为国内多家单位近千台的OTDR提供了校准服务,标准的建立已经获得了较好的经济效益和广泛社会意义。