CN106768381A - 一种用于喷雾场环境中的辐射温度测量装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于喷雾场环境中的辐射温度测量装置及方法，包括：朝向待测物体的辐射测量设备和辅助光源；辐射测量设备包括至少两个不同测量波长的测量通道；辐射测量设备用于在辅助光源关闭的状态下针对不同测量波长测量待测物体辐射的第一辐射强度以及在辅助光源开启的状态下针对不同测量波长测量待测物体与辅助光源辐射的第二辐射强度；其中，待测物体的辐射温度是根据不同波长下测量得到的第一辐射强度、第二辐射强度和辅助光源自身的辐射强度确定的。本发明提供的技术方案在喷雾干扰情形下也可以非接触地在线测量物体的辐射温度，克服了现有辐射温度测量方法无法解决喷雾干扰的测量局限性问题以及对物体表面辐射特性数据的依赖性问题。
Description
技术领域
本发明涉及温度检测技术领域，尤其涉及一种用于喷雾场环境中的辐射温度测量装置及方法。
背景技术
在能源动力、石油化工、航空航天等领域，辐射测温仪器具有广泛的应用需求，例如电站炉膛内部温度测量与控制、内燃机燃烧温度诊断、烧蚀材料表面温度测量、热环境试验中的结构试验件温度分布测量等。相比于热电偶、热电阻等传统的接触式测温方法，基于光谱遥感探测的非接触辐射测温技术具有测温范围广、响应速度快、不影响被测温度场等技术优势，因此在诸多领域得到了广泛应用。
喷雾雾化技术是一种应用广泛的技术，例如内燃机、燃气轮机、航空发动机的燃油雾化，热端部件的喷雾冷却，细水雾灭火中的高压水雾等。喷雾分布特性的测量诊断在研究与应用中有着广泛需求，现阶段已发展了基于激光多普勒技术、粒子图像测速技术、激光切面成像法和平面激光诱导荧光检测法等非接触式喷雾诊断技术。在喷雾场环境中，如何实现物体温度的非接触测量也具有重要的需求，例如喷雾冷却环境下的热端部件温度测量、细水雾环境下的火焰及高温物体温度测量等，但喷雾场具有强烈的光学散射特性，对于基于辐射光学原理的非接触温度测量技术的应用带来极大的障碍。对于喷雾场环境下的物体温度测量而言，由于喷雾场的辐射干扰，现有辐射温度测试方法的应用存在难点及技术局限性。
因此，针对现有方法应用的局限性及关键难点问题，提供一种能够对喷雾场环境中的辐射温度进行测量的方法，将是非常有意义的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于喷雾场环境中的辐射温度测量装置。
基于此，本发明实施例提供了一种用于喷雾场环境中的辐射温度测量装置，包括：朝向待测物体的辐射测量设备和辅助光源；所述辐射测量设备包括至少两个不同测量波长的光谱测量通道；
所述辅助光源出射的光线经过喷雾区后投射在所述待测物体表面，经过所述待测物体反射的光线再次经过所述喷雾区进入所述辐射测量设备；所述待测物体的自发辐射经过所述喷雾区后进入所述辐射测量设备；
所述辐射测量设备，用于在所述辅助光源关闭的状态下针对不同测量波长测量所述待测物体辐射的经过喷雾区后的第一辐射强度，以及在所述辅助光源开启的状态下针对不同测量波长测量所述待测物体与所述辅助光源辐射的经过喷雾区后的第二辐射强度；
其中，所述待测物体在喷雾场环境中的辐射温度是根据不同波长下测量得到的所述第一辐射强度、所述第二辐射强度和所述辅助光源自身的辐射强度确定的。
优选的，所述辅助光源为调频光源，所述调频光源开启或者关闭的频率是按照预设规则调整的；
所述辐射测量设备的探测频率与所述调频光源的频率相适应。
优选的，所述预设规则为根据所述待测物体的温度变化频率确定所述调频光源的频率。
优选的，所述辅助光源为石英灯光源。
另一方面，本发明实施例还提供了一种用于喷雾场环境中的辐射温度测量方法，包括：
利用朝向待测物体的辐射测量设备和辅助光源；所述辐射测量设备包括至少两个不同测量波长的光谱测量通道；所述辅助光源出射的光线经过喷雾区后投射在所述待测物体表面，经过所述待测物体反射的光线再次经过所述喷雾区进入所述辐射测量设备；所述待测物体的自发辐射经过所述喷雾区后进入所述辐射测量设备；
在所述辅助光源关闭的状态下，通过所述辐射测量设备针对不同测量波长测量所述待测物体辐射的经过喷雾区后的第一辐射强度；
在所述辅助光源开启的状态下，通过所述辐射测量设备针对不同测量波长测量所述待测物体与所述辅助光源辐射的经过喷雾区后的第二辐射强度；
根据不同波长下测量得到的所述第一辐射强度、所述第二辐射强度和所述辅助光源自身的辐射强度确定所述待测物体在喷雾场环境中的辐射温度。
优选的，根据不同波长下测量得到的所述第一辐射强度、所述第二辐射强度和所述辅助光源自身的辐射强度确定所述待测物体在喷雾场环境中的辐射温度，具体采用以下公式进行计算：
其中，T为待测物体的辐射温度；N为已知的辐射测量设备的光谱测量通道的数量，N≥2；λj为已知的第j个光谱测量通道的测量波长；为在辅助光源关闭状态下，第j个光谱测量通道测量输出的有效光谱辐射强度，即第一辐射强度；为在辅助光源开启状态下，第j个光谱测量通道测量输出的有效光谱辐射强度，即第二辐射强度；εj为在第j个光谱测量通道的待测物体表面的光谱发射率；τ为喷雾区的透过率；Ib(λj,T)为在温度T时的黑体光谱辐射强度，是温度T、波长λj的函数；Ie(λj)为辅助光源开启时自身的光谱辐射强度。
优选的，所述辅助光源为调频光源，所述调频光源开启或者关闭的频率是按照预设规则调整的；
所述辐射测量设备的探测频率与所述调频光源的频率相适应。
优选的，所述预设规则为根据所述待测物体的温度变化频率确定所述调频光源的频率。
优选的，所述辅助光源为石英灯光源。
本发明实施例提供的一种用于喷雾场环境中的辐射温度测量装置及方法，通过设置辅助光源和多个波长的辐射测量通道，分别探测光源开启和关闭状态下，多个波长时物体的辐射强度，进而可以计算出物体自身的辐射温度，即使在喷雾干扰情形下也可以非接触地在线测量物体的辐射温度，克服了现有辐射温度测量方法无法解决喷雾干扰的测量局限性问题以及对物体表面辐射特性数据的依赖性问题，且该辐射测量装置，结构简单，便于实现。
附图说明
通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：
图1为本发明实施例提供的一种喷雾场环境中的辐射温度测量装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种喷雾场环境中的辐射温度测量方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的实施例进行详细描述。
如图1所示，本发明实施例提供了一种喷雾场环境中的辐射温度测量装置，包括：
朝向待测物体4的辐射测量设备1和辅助光源2；所述辐射测量设备1包括至少两个不同测量波长的光谱测量通道；
所述辅助光源2出射的光线经过喷雾区3后投射在所述待测物体4表面，经过所述待测物体4反射的光线再次经过所述喷雾区3进入所述辐射测量设备1；所述待测物体4的自发辐射经过所述喷雾区3后进入所述辐射测量设备1；
所述辐射测量设备1，用于在所述辅助光源2关闭的状态下针对不同测量波长测量所述待测物体4辐射的经过喷雾区3后的第一辐射强度，以及在所述辅助光源2开启的状态下针对不同测量波长测量所述待测物体4与所述辅助光源2辐射的经过喷雾区3后的第二辐射强度；
其中，所述待测物体4在喷雾场环境中的辐射温度是根据不同波长下测量得到的所述第一辐射强度、所述第二辐射强度和所述辅助光源2自身的辐射强度确定的。
具体的，该辐射测量设备1可以实现不同光谱通道的辐射强度测量，辐射测量设备1的光谱响应范围可以在紫外、可见光、近红外、中波红外、长波红外等光谱区域。举例来说，辐射测量设备1选择的两个光谱通道的测量波长可以分别是550nm和700nm，带宽20nm。该辅助光源2的个数不限，本实施例中的辅助光源个数可以为两个，并分别设置在辐射测量设备1的两侧。辅助光源2发射的光线照射在待测物体4表面，辅助光源与辐射测量设备1集成使用，两者具有相同的光学视场。在一种本发明实施例中，该辅助光源2可以为石英灯光源。需要说明的是，辅助光源2开启状态下自身的辐射强度出厂时即为已知量，当然也可以通过标准辐射照度计测量得到辅助光源2的光谱辐射强度。
其中，在辅助光源2开启状态下，辅助光源2辐射的光线穿过喷雾区3，经喷雾区3散射衰减后，透射光线投射在目标物体上，并在物体表面上反射，反射后的光线又经喷雾区3散射衰减，而后被辐射测量设备1测量。需要说明的是，喷雾对辐射光线的散射衰减与喷雾雾滴直径、单位体积的雾滴数量有关，与光谱波长无关，即认为辐射光线经过喷雾区3域的光学透过率与波长无关，因此，辅助光源2在喷雾区3穿越过程中，通过辐射测量设备1在不同波长下的辐射强度测量，也可以明确喷雾区3的光学透过率的影响。
如图1所示，辐射测量设备1瞄准待测物体4，在测量光学路径上存在喷雾区3，在辅助光源2开启的状态下，辐射测量设备1探测得到的有效辐射强度包括两个部分：(I)辅助光源2辐射的光线穿过喷雾区3，经喷雾区3散射衰减后，透射光线投射在目标物体上，在物体表面上反射，反射后的光线又经喷雾区3散射衰减，而后被辐射测量设备1测量；(II)待测物体4自发辐射经喷雾区3散射衰减后，被辐射测量设备1测量。即在辅助光源2开启的状态下，辐射测量设备1测量的第二辐射强度为(I)+(II)，在辅助光源2关闭的状态下，辐射测量设备1测量的第一辐射强度为(II)。进而，根据不同波长下测量得到的多组第一辐射强度和第二辐射强度值可以计算出待测物体4的辐射温度。
在一种本发明实施例中，可以采用如下的公式(1)计算待测物体4的辐射温度：
其中，T为待测物体4的辐射温度，是未知量；N为已知的辐射测量设备1的光谱测量通道的数量，是已知量；λj为已知的第j个光谱测量通道的测量波长，是已知量；为在辅助光源2关闭状态下，第j个光谱测量通道测量输出的有效光谱辐射强度，即第一辐射强度，是测量得到的已知量；为在辅助光源2开启状态下，第j个光谱测量通道测量输出的有效光谱辐射强度，即第二辐射强度，是测量得到的已知量；εj为在第j个光谱测量通道(即波长为λj)的待测物体4表面的光谱发射率，是未知量；τ为喷雾区3的透过率(由喷雾散射衰减影响)，是未知量；Ib(λj,T)为在温度T时的黑体光谱辐射强度，是温度T、波长λj的函数，是非独立未知量；Ie(λj)为辅助光源2开启时自身的光谱辐射强度，是已知量。
需要说明的，由公式(1)可知，在一个测量波长下有两个测量方程，在N个不同的测量波长下可以测量获得2N个测量方程，其中包括1个未知的待测辐射温度，N个未知的光谱发射率，1个未知的喷雾区3透过率，即通过2N个方程，求解N+2个未知量。当满足2N≥(N+2)时，即N≥2时，采用通用的数学求解算法，方程组可以求解出辐射温度，从而实现了在喷雾场干扰情形下的待测物体4温度的非接触在线测量。
在一种本发明实施例中，N＝2，有两个不同测量波长的光谱测量通道；测量波长分别为550nm和700nm；由公式(1)可知，在波长550nm时，可以测量得到对应的第一辐射强度和第二辐射强度，在波长700nm时可以测量得到对应的第一辐射强度和第二辐射强度，从而在2个波长下测量获得4个方程，由于辅助光源2开启时自身的光谱辐射强度Ie(λj)为已知量，所以4个方程包含了1个未知的待测辐射温度T，2个未知的光谱发射率ε1和ε2，以及1个未知的喷雾区3透射率τ，4个方程4个未知量，满足数学封闭求解条件，可以采用最小二乘法等优化的反问题求解算法，求解出待测辐射温度T，从而最终实现了在喷雾场干扰情形下的待测物体1温度的非接触在线测量。
在一种本发明实施例中，所述辅助光源2为调频光源，所述调频光源开启或者关闭的频率是按照预设规则调整的；所述辐射测量设备1的探测频率与所述调频光源的频率相适应。优选的，所述预设规则为根据所述待测物体4的温度变化频率确定所述调频光源的频率。具体的，辅助光源2以一定的频率调制，调制是指辅助光源2在开启、关闭两种状态下进行切换。光源调制频率是指光源开启或关闭的频率，一个周期内包括开启和关闭两种状态。其中，辐射测量设备的探测频率可以是调频光源调制频率的偶数倍，以满足所述辐射测量设备1可以分别采集调频光源在开启和关闭状态下的第一辐射强度和第二辐射强度。在一种实施方式中，光源调制频率可以设定为20HZ，即表示在1s时间内，光源开始或关闭20次，辐射测量设备1的采集频率则可以设定为40HZ，并且辐射测量设备1与辅助光源2同步工作。
其中，辅助光源2的调制频率设定与辐射测量设备1的采集频率以及待测物体4瞬态温度变化相适应。辅助光源2的调制频率和辐射测量设备1的采集频率大于等于待测物体4的温度变化频率。举例来说，当待测物体4一秒内温度变化的次数应为20次时，光源调制频率可以为大于等于20HZ，辐射测量设备1的采集频率可以设定为等于40HZ时，从而可以保证每次温度的变化均可以被探测到。进一步需要说明的是，辅助光源的光谱响应范围与辐射测量设备1的光谱响应范围具有重合区域。
本发明实施例提供的一种用于喷雾场环境中的辐射温度测量装置，通过设置辅助光源和多个波长的辐射测量通道，分别探测光源开启和关闭状态下，多个波长时物体的辐射强度，进而可以计算出物体自身的辐射温度，即使在喷雾干扰情形下也可以非接触地在线测量物体的辐射温度，克服了现有辐射温度测量方法无法解决喷雾干扰的测量局限性问题以及对物体表面辐射特性数据的依赖性问题，且该辐射测量装置，结构简单，便于实现。
另一方面，如图2所示，本发明实施例还提供了一种用于喷雾场环境中的辐射温度测量方法，该方法可以采用上述实施例所述的可以用于喷雾场环境中的辐射温度测量装置，该方法包括：
利用朝向待测物体4的辐射测量设备1和辅助光源2；所述辐射测量设备1包括至少两个不同测量波长的光谱测量通道；所述辅助光源2出射的光线经过喷雾区3后投射在所述待测物体4表面，经过所述待测物体4反射的光线再次经过所述喷雾区3进入所述辐射测量设备1；所述待测物体4的自发辐射经过所述喷雾区3后进入所述辐射测量设备1；
其中，所述方法包括以下步骤S1、S2、S3，步骤S1和步骤S2先后顺序不限；
S1：在所述辅助光源2关闭的状态下，通过所述辐射测量设备1针对不同测量波长测量所述待测物体4辐射的经过喷雾区3后的第一辐射强度；
S2：在所述辅助光源2开启的状态下，通过所述辐射测量设备1针对不同测量波长测量所述待测物体4与所述辅助光源2辐射的经过喷雾区3后的第二辐射强度；
S3：根据不同波长下测量得到的所述第一辐射强度、所述第二辐射强度和所述辅助光源2自身的辐射强度确定所述待测物体4在喷雾场环境中的辐射温度。
其中，步骤S3根据不同波长下测量得到的所述第一辐射强度、所述第二辐射强度和所述辅助光源2自身的辐射强度确定所述待测物体4在喷雾场环境中的辐射温度，具体采用以下公式(2)进行计算：
其中，T为待测物体4的辐射温度；N为已知的辐射测量设备1的光谱测量通道的数量，N≥2；λj为已知的第j个光谱测量通道的测量波长；为在辅助光源2关闭状态下，第j个光谱测量通道测量输出的有效光谱辐射强度，即第一辐射强度；为在辅助光源2开启状态下，第j个光谱测量通道测量输出的有效光谱辐射强度，即第二辐射强度；εj为在第j个光谱测量通道的待测物体4表面的光谱发射率；τ为喷雾区3的透过率；Ib(λj,T)为在温度T时的黑体光谱辐射强度，是温度T、波长λj的函数；Ie(λj)为辅助光源2开启时自身的光谱辐射强度。
优选的，所述辅助光源2为调频光源，所述调频光源开启或者关闭的频率是按照预设规则调整的；所述辐射测量设备1的探测频率与所述调频光源的频率相适应。
优选的，所述预设规则为根据所述待测物体4的温度变化频率确定所述调频光源的频率。
优选的，所述辅助光源2为石英灯光源。
本发明实施例提供的一种用于喷雾场环境中的辐射温度测量方法，通过设置辅助光源和多个波长的辐射测量通道，分别探测光源开启和关闭状态下，多个波长时物体的辐射强度，进而可以计算出物体自身的辐射温度，即使在喷雾干扰情形下也可以非接触地在线测量物体的辐射温度，克服了现有辐射温度测量方法无法解决喷雾干扰的测量局限性问题以及对物体表面辐射特性数据的依赖性问题，且该辐射测量装置，结构简单，便于实现。
对于与装置对应的用于喷雾场环境中的辐射温度测量方法，由于其与装置实施例基本相似，达到的技术效果也与装置实施例起到的效果相同，所以描述的比较简单，相关之处参见装置实施例的部分说明即可。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而能够理解的是，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。类似地，应当理解，为了精简本发明公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本发明并不局限于任何单一的方面，也不局限于任何单一的实施例，也不局限于这些方面和/或实施例的任意组合和/或置换。而且，可以单独使用本发明的每个方面和/或实施例或者与一个或更多其他方面和/或其实施例结合使用。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (9)
1.一种用于喷雾场环境中的辐射温度测量装置，其特征在于，包括：朝向待测物体的辐射测量设备和辅助光源；所述辐射测量设备包括至少两个不同测量波长的光谱测量通道；
所述辅助光源出射的光线经过喷雾区后投射在所述待测物体表面，经过所述待测物体反射的光线再次经过所述喷雾区进入所述辐射测量设备；所述待测物体的自发辐射经过所述喷雾区后进入所述辐射测量设备；
所述辐射测量设备，用于在所述辅助光源关闭的状态下针对不同测量波长测量所述待测物体辐射的经过喷雾区后的第一辐射强度，以及在所述辅助光源开启的状态下针对不同测量波长测量所述待测物体与所述辅助光源辐射的经过喷雾区后的第二辐射强度；
其中，所述待测物体在喷雾场环境中的辐射温度是根据不同波长下测量得到的所述第一辐射强度、所述第二辐射强度和所述辅助光源自身的辐射强度确定的。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述辅助光源为调频光源，所述调频光源开启或者关闭的频率是按照预设规则调整的；
所述辐射测量设备的探测频率与所述调频光源的频率相适应。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述预设规则为根据所述待测物体的温度变化频率确定所述调频光源的频率。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述辅助光源为石英灯光源。
5.一种用于喷雾场环境中的辐射温度测量方法，其特征在于，包括：
利用朝向待测物体的辐射测量设备和辅助光源；所述辐射测量设备包括至少两个不同测量波长的光谱测量通道；所述辅助光源出射的光线经过喷雾区后投射在所述待测物体表面，经过所述待测物体反射的光线再次经过所述喷雾区进入所述辐射测量设备；所述待测物体的自发辐射经过所述喷雾区后进入所述辐射测量设备；
在所述辅助光源关闭的状态下，通过所述辐射测量设备针对不同测量波长测量所述待测物体辐射的经过喷雾区后的第一辐射强度；
在所述辅助光源开启的状态下，通过所述辐射测量设备针对不同测量波长测量所述待测物体与所述辅助光源辐射的经过喷雾区后的第二辐射强度；
根据不同波长下测量得到的所述第一辐射强度、所述第二辐射强度和所述辅助光源自身的辐射强度确定所述待测物体在喷雾场环境中的辐射温度。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据不同波长下测量得到的所述第一辐射强度、所述第二辐射强度和所述辅助光源自身的辐射强度确定所述待测物体在喷雾场环境中的辐射温度，具体采用以下公式进行计算：
其中，T为待测物体的辐射温度；N为已知的辐射测量设备的光谱测量通道的数量，N≥2；λj为已知的第j个光谱测量通道的测量波长；为在辅助光源关闭状态下，第j个光谱测量通道测量输出的有效光谱辐射强度，即第一辐射强度；为在辅助光源开启状态下，第j个光谱测量通道测量输出的有效光谱辐射强度，即第二辐射强度；εj为在第j个光谱测量通道的待测物体表面的光谱发射率；τ为喷雾区的透过率；Ib(λj,T)为在温度T时的黑体光谱辐射强度，是温度T、波长λj的函数；Ie(λj)为辅助光源开启时自身的光谱辐射强度。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述辅助光源为调频光源，所述调频光源开启或者关闭的频率是按照预设规则调整的；
所述辐射测量设备的探测频率与所述调频光源的频率相适应。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述预设规则为根据所述待测物体的温度变化频率确定所述调频光源的频率。
9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述辅助光源为石英灯光源。
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| CN201611111005.7A CN106768381A (zh) | 2016-12-06 | 2016-12-06 | 一种用于喷雾场环境中的辐射温度测量装置及方法 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110987192A (zh) * | 2019-11-26 | 2020-04-10 | 北京振兴计量测试研究所 | 一种发动机现场温度测量系统及方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4465382A (en) * | 1980-03-04 | 1984-08-14 | Nippon Steel Corporation | Method of and an apparatus for measuring surface temperature and emmissivity of a heated material |
| US4818102A (en) * | 1986-12-22 | 1989-04-04 | United Technologies Corporation | Active optical pyrometer |
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2016
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4465382A (en) * | 1980-03-04 | 1984-08-14 | Nippon Steel Corporation | Method of and an apparatus for measuring surface temperature and emmissivity of a heated material |
| US4818102A (en) * | 1986-12-22 | 1989-04-04 | United Technologies Corporation | Active optical pyrometer |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| YU YAMAGUCHI1† AND YOSHIRO YAMADA1: "Emissivity-Free Thermal Imaging with Dual-Wavelength Reflectance-Ratio Method", 《SICE ANNUAL CONFERENCE 2015》 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110987192A (zh) * | 2019-11-26 | 2020-04-10 | 北京振兴计量测试研究所 | 一种发动机现场温度测量系统及方法 |
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