使用CCD和USB設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)測(cè)溫?cái)z像機(jī)的論文免費(fèi)下載

　　本文主要研究基于近紅外增強(qiáng)型CCD的測(cè)溫?cái)z像機(jī)的軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。在水泥、玻璃、電力等行業(yè)爐窯是最主要的生產(chǎn)設(shè)備，爐膛的溫度的控制對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量、燃料消耗和溫室氣體排放有重要的作用，當(dāng)前對(duì)爐膛溫度監(jiān)控主要由工作人員通過(guò)觀察工業(yè)電視進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)估計(jì)，主觀性強(qiáng)、誤差大，采用紅外焦平面的紅外熱成像測(cè)溫系統(tǒng)雖然精度高并在國(guó)外早已應(yīng)用，但由于我國(guó)技術(shù)尚未成熟及國(guó)外對(duì)我國(guó)的禁運(yùn)，我國(guó)無(wú)法廣泛使用，針對(duì)這一現(xiàn)狀，本文提出采用近紅外增強(qiáng)型CCD作為探測(cè)器和雙波段比值測(cè)溫方法研制測(cè)溫?cái)z像機(jī)，并用偽彩色顯示溫度分布圖象，對(duì)于工業(yè)高溫爐窯具有測(cè)溫準(zhǔn)確、抗干擾性能強(qiáng)及成本低廉的特點(diǎn)，本測(cè)溫?cái)z像機(jī)的使用對(duì)以高溫爐窯為主要生產(chǎn)設(shè)備的企業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低能源消耗、減少溫室氣體排放有重要的意義。 本文首先對(duì)黑體輻射理論和雙波段比值測(cè)溫理論進(jìn)行研究，探討在近紅外區(qū)域?qū)Ω邷貭t窯進(jìn)行比值測(cè)溫的可行性;針對(duì)工業(yè)高溫爐窯輻射的峰值位置在中紅外區(qū)域，近紅外區(qū)域的輻射仍然比較低，且普通CCD在近紅外區(qū)域響應(yīng)很低的狀況，綜合考慮后選擇近紅外增強(qiáng)型CCD作為探測(cè)器;根據(jù)所選CCD本文設(shè)計(jì)了一套完整的雙波段測(cè)溫系統(tǒng)的硬件框架，由Sony公司的近紅外增強(qiáng)型黑白CCDICX255AL、10位輸出模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD9991、帶有USB接口的可編程增強(qiáng)型8051處理器芯片Cy7c68013和EEPROM存儲(chǔ)器等完成功能，并提出雙波段測(cè)溫?cái)z像機(jī)的分束和濾光系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案;由于光學(xué)分束鏡和濾光片都需要定制鍍膜，本文首先設(shè)計(jì)的硬件系統(tǒng)是單波段系統(tǒng)，本系統(tǒng)的硬件電路有兩塊線路板：以ICX255AL CCD和AD9991為核心的圖像采集板和帶USB接口的8051處理器芯片Cy7c68013為核心的控制板，這兩塊PCB均為2層電路板;還開發(fā)了相應(yīng)的固件程序、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和應(yīng)用程序，對(duì)所設(shè)計(jì)的各個(gè)功能模塊分別進(jìn)行了測(cè)試和調(diào)試，計(jì)算機(jī)能通過(guò)USB口讀取圖像并在屏幕上顯示，獲得了良好的效果;由于本文設(shè)計(jì)的硬件系統(tǒng)實(shí)際上是單波段的，為了驗(yàn)證雙波段測(cè)溫的效果，本文采用ASD FieldSpec HandHeld型光譜儀測(cè)量模擬黑體輻射源（工業(yè)爐窯的爐膛也是個(gè)近似黑體輻射源）的輻射，用測(cè)得的光譜數(shù)據(jù)模擬計(jì)算，獲得了良好的測(cè)溫效果。 由于雙波段系統(tǒng)的兩個(gè)以CCD核心的圖像采集電路是完全一樣的，因此本文的單波段系統(tǒng)完成后，可方便地組成雙波段電路，再加上分束鏡就可完成真正的測(cè)溫?cái)z像機(jī)。