Біспектральний телевізійний засіб вимірювання параметрів безтигельної зонної плавки
DSpace at NTB NTUU KPI
Переглянути архів Інформація| Поле | Співвідношення | |
| Title |
Біспектральний телевізійний засіб вимірювання параметрів безтигельної зонної плавки
|
|
| Creator |
Маркін, Максим Олександрович
|
|
| Description |
Дисертація присвячена створенню біспектрального телевізійного засобу вимірювання параметрів зонної плавки. Проведено дослідження особливостей формування сигналу, обґрунтована фізична модель формування вимірювального сигналу, на базі якої розроблена математична модель вихідного сигналу телевізійного засобу. Розроблена і апробована методика експериментального визначення еквівалентної довжини хвилі, яка базується на використанні еталонної лампи СИ10-300, та запропоновано метод вимірювання температури, який дозволяє підвищити точність вимірювання температури великих об’єктів. Проведено дослідження похибок вимірювання температури в телевізійній біспектральній пірометрії. Розроблена методика оцінки впливу малих змін коефіцієнту випромінювальної здатності на похибку вимірювання температури. Розроблений і запатентований телевізійний біспектральний пірометр з використанням тришарової ПЗЗ-матриці, застосування якого дозволяє зменшити похибку вимірювання лінійних розмірів температурних фрагментів. Представлено результати експериментальних досліджень телевізійного біспектрального пірометру на основі камери NOVUS NVC-530.
Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.11.13 - Приборы и методы контроля и определения состава веществ. - Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", г. Киев, 2011. Диссертация посвящена созданию биспектрального телевизионного средства измерения параметров зонной плавки. Эта проблема решена путем введения трехслойной ПЗС-матрицы. В диссертационной работе проведено исследования особенностей формирования сигнала, обоснована физическая модель формирования измерительного сигнала, на базе которой разработана математическая модель выходящего сигнала телевизионного средства. В диссертационной работе проведены исследование вопросов, связанных с эквивалентной длиной волны биспектрального телевизионного пирометра. Полученная формула, которая может быть использована для определения эквивалентной длины волны биспектрального телевизионного пирометра. Разработана и апробирована методика экспериментального определения эквивалентной длины волны, которая базируется на использовании эталонной лампы СИ10-300. Предложен метод измерения температуры, который позволяет повысить точность измерения температуры больших объектов путем компенсации влияния отличий в значениях эквивалентной длины волны в плоскости СЭП на точность измерения. Проведено исследование погрешностей измерения температуры в телевизионной биспектральной пирометрии. Разработана методика оценки влияния малых изменений коэффициента излучающей способности на погрешность измерения температуры. Получено аналитическую зависимость, которую можно использовать для оценки погрешности измерения линейных размеров температурных фрагментов. В диссертационной работе получена аналитическая зависимость, которая в телевизионной пирометрии связывает относительную погрешность измерения температуры и неравномерность чувствительности светоэлектрического преобразователя телевизионного биспектрального пирометра. Выполнено исследования порогового контраста и установлено, что пороговый контраст в исходном изображении является сложной функцией пространственной частоты. По результатам экспериментальных исследований была получена аппроксимация порогового контраста. Разработан и запатентован биспектральный телевизионный пирометр с использованием трехслойной ПЗС-матрицы, применение которого позволяет уменьшить погрешность измерения линейных размеров температурных фрагментов. Установлено, что использование новых технических решений схем формирования измерительного сигнала и нового метода измерения позволяет уменьшить погрешности измерения линейных размеров температурных фрагментов, что чрезвычайно важно при измерении параметров зоны расплава в технологии безтигельной зонной плавки. При этом биспектральный пирометр, который имеет пространственную разрешающую способность одного порядка с аналогичной характеристикой моноспектрального пирометра, позволит измерять температуру по крайней мере в трех точках области кристаллизации. Экспериментально определен диапазон линейности, а также рабочий участок спектральной характеристики биспектрального телевизионного пирометра на основе камеры NOVUS NVC-530. В ходе экспериментальных исследований обосновано, что при использовании биспектрального телевизионного средства для контроля параметров безтигельной зонной плавки погрешности измерения температуры фрагментов зоны плавки не будут превышать 3 К, что полностью отвечает современным требованиям. В ходе экспериментальных исследований накоплен также большой объем экспериментального материала относительно формирования сигналов не только в телевизионном средстве измерения параметров зонной плавки, но и в телевизионных средствах другого назначения, в частности, в телевизионных пирометрах, которые могут быть использованы для контроля температурных режимов в технологиях трубопрокатного производства, в телевизионных приборах для контроля качества продуктов питания, в телевизионных приборах экологического мониторинга, в телевизионной микроскопии и т.п. Thesis for the candidate of technical science degree in the specialty 05.11.13 – devices and methods of the substance structure monitoring and definition – National Technical University of Ukraine "Kyiv Polytechnic Institute", Kyiv, 2011. The thesis is devoted to the televisional bispectral instrument creation for measuring the melting zone parameters. The studies of the signal forming features were held. Physical model of the measuring signal was justified, based on which the mathematical model of the televisional instrument output signal was obtained. The method of experimental determination of the equivalent wavelength which is based on the use of СИ10-300 standard lamps was developed and approved. The method of temperature measurement which increases the accuracy of the large objects temperature measurement was proposed. A study of temperature measurement errors in the televisional bispectral pyrometer was held. The technique of the small changes assessment of the radiating ability ratio on the temperature measurement error was developed. A televisional bispectral pyrometer with using of the three-layer CCD witch reduces the error of measurement of the temperature fragments linear dimensions was developed and patented. The results of experimental researches of the televisional bispectral pyrometer based on NOVUS NVC-530 camera are presented. |
|
| Publisher |
НТУУ "КПІ"
|
|
| Date |
2011-04-11T10:11:41Z
2011-04-11T10:11:41Z 2011 |
|
| Type |
Thesis
|
|
| Identifier |
http://library.kpi.ua:8080/handle/123456789/837
|
|
| Language |
uk
|
|