高温场CCD图像传感器测量仪：设计、实现与精度验证

本文档主要探讨了2010年发表在《传感技术学报》上的一篇论文，标题为“基于CCD图像传感器的高温场测量仪设计与实现”。文章针对工程技术领域，重点介绍了作者 Peng Xiaoqi 和 Sun YZ 等人开发的一种新型高温温度场测量仪器的设计和实现过程。 该测量仪的核心组成部分包括光学镜头、彩色CCD（Charge-Coupled Device）图像传感器、图像采集卡、计算机以及配套的测量软件。仪器采用比色测温原理，通过对被测高温物体的两个或多个颜色通道的辐射能量分析，计算出其表面温度分布，并将结果显示在屏幕上，提供直观的温度场信息。 为了扩展CCD的测温范围，研究人员设计了一种自动调光系统，可以根据环境条件动态调整进光量，确保在不同光照强度下都能准确测量。然而，由于CCD的光谱响应特性并非理想，可能会引入测温误差，因此论文中提及通过黑体炉标定实验来校准这些非理想效应，从而提高测量精度。 针对可能受到烟雾等干扰导致的辐射衰减问题，论文提出构建了辐射能衰减补偿器，能够有效校正这种影响，提高了测量的可靠性和准确性。经过实际工业现场的测试，结果显示该高温场测量仪的最大绝对误差仅为13.6K，最大相对误差控制在1.42%，并且每幅辐射图像的计算时间平均为0.127秒，性能表现出色。 这项研究展示了如何结合CCD图像传感器与先进的信号处理技术，设计出一种高效、精确的高温场测量工具，满足工业生产对高温检测的严格要求。这对于工业生产环境中的温度监控和控制具有重要的实践价值。