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非色散红外CO2传感器温度补偿模型研究 被引量：15
1
作者 牛萍娟 程峥 +1 位作者 田海涛 李舒舒 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2019年第8期17-20,共4页
针对农业温室大棚中CO2浓度监测易受到温度影响的问题,建立了一种利用热释电探测器对非色散红外CO2传感器进行温度补偿的模型。从安装在红外探测器上的热敏电阻的输出电压中提取环境温度。为了建立温度补偿模型,进行了温度对传感器模块... 针对农业温室大棚中CO2浓度监测易受到温度影响的问题,建立了一种利用热释电探测器对非色散红外CO2传感器进行温度补偿的模型。从安装在红外探测器上的热敏电阻的输出电压中提取环境温度。为了建立温度补偿模型,进行了温度对传感器模块性能影响的实验,并采用卡尔曼滤波对足够的稳态数据进行处理。在建立温度补偿模型之后,其在30℃温度变化范围内的精度在±150 ppm以内,能够实现较准确的CO2浓度在线监测。 展开更多
关键词 温室 非色散红外 CO2传感器 热释电探测器 温度补偿 卡尔曼滤波
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新型非毒化红外瓦斯传感检测系统研究 被引量：11
2
作者 毛晓波 陈铁军 罗勇 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期825-830,共6页
提出一种基于非色散性红外检测技术的非毒化红外瓦斯传感器检测系统。它利用瓦斯气体对某一特定波长红外光吸收性能与瓦斯浓度之间存在的确定关系,通过测定特定波长红外光被吸收的程度反映瓦斯浓度值的原理进行工作。详细介绍了非色散... 提出一种基于非色散性红外检测技术的非毒化红外瓦斯传感器检测系统。它利用瓦斯气体对某一特定波长红外光吸收性能与瓦斯浓度之间存在的确定关系,通过测定特定波长红外光被吸收的程度反映瓦斯浓度值的原理进行工作。详细介绍了非色散性红外吸收气体检测原理,分析了脉动光源与热电探测器信号及热电探测器信号与气体浓度之间的关系,给出了瓦斯浓度的实用测量算法及传感器检测系统的软硬件设计方案。实测结果表明,该传感器检测系统具有标定周期长、测量精度高、不受其他气体影响和不会产生催化中毒等特点,其各项性能指标均已达到实际应用要求。 展开更多
关键词 红外气体传感器 瓦斯浓度 热电探测器 光学辐射
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非制冷长波红外焦平面列阵现状 被引量：10
3
作者 邵式平 《红外与激光工程》 EI CSCD 1997年第4期6-11,共6页
文章介绍了非制冷测辐射热计和铁电陶瓷焦平面列阵的现状，包含8万个非制冷氧化钒红外探测器的焦平面列阵已制成热像仪，系统的噪声等效温差（NETD）为0．04℃，不需要制冷和机械调制入射辐射。多晶硅热敏电阻和硅p－n结温差电堆焦平面... 文章介绍了非制冷测辐射热计和铁电陶瓷焦平面列阵的现状，包含8万个非制冷氧化钒红外探测器的焦平面列阵已制成热像仪，系统的噪声等效温差（NETD）为0．04℃，不需要制冷和机械调制入射辐射。多晶硅热敏电阻和硅p－n结温差电堆焦平面列阵的研究工作取得了进展，用溅射和化学汽相淀积技术已制成128×128元硅薄膜测辐射热计焦平面列阵，单元探测器的探测率为1×109cmHzW－1；128×128元温差电堆焦平面列阵的NETD为0．5℃。利用热释电效应和介电常数温度变化的铁电陶瓷焦平面列阵制成的热像仪，NETD已达到0．047℃。 展开更多
关键词 测辐射热计 热释电 红外探测器 焦平面列阵
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基于热释电探测器的人体红外感应单元设计 被引量：11
4
作者 梁烁 刘文怡 +2 位作者 历智强 白嘉 彭晴晴 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2019年第4期29-32,共4页
针对现有的人体定位系统中红外感应单元探测距离小、信号处理复杂等问题,提出了一种基于热释电探测器的红外感应单元。通过锗窗口光学透镜对热释电探测器进行调制,减小感应视场角度,提高感应方向性和抗干扰能力,设计信号调理电路对输出... 针对现有的人体定位系统中红外感应单元探测距离小、信号处理复杂等问题,提出了一种基于热释电探测器的红外感应单元。通过锗窗口光学透镜对热释电探测器进行调制,减小感应视场角度,提高感应方向性和抗干扰能力,设计信号调理电路对输出信号进行放大滤波。采用锥形外形结构增强聚焦能力,拉长探测距离,便于实现大范围定位。实验结果表明红外感应单元的最远探测距离达到45 m,并绘制了红外感应单元的感应视场图。 展开更多
关键词 红外感应 热释电探测器 人体定位 感应视场
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非制冷型热释电薄膜红外探测器的制备及应用 被引量：2
5
作者 刘少波 李艳秋 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2004年第1期14-17,共4页
介绍了室温非制冷型热释电薄膜红外探测器的原理和优势。从热释电材料的选择及器件的结构设计等方面阐述了热释电薄膜红外探测器的制备技术和研究动向,并归纳了器件的主要应用领域。
关键词 热释电 薄膜 红外探测器 非制冷 性能参数
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反射辐射和探测器本身的辐射对实时测温系统测温精度的影响及其抑制 被引量：10
6
作者 施德恒 刘玉芳 +2 位作者 孙金锋 黄国庆 陈玉科 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期105-110,共6页
在介绍一种采用钽酸锂热释电探测器实现的实时测温系统的基础上 ,着重讨论了反射辐射和探测器本身的辐射对该系统测温精度的影响。提出了抑制反射辐射及探测器本身的辐射对测温精度影响的 4条措施 :1)采用水冷遮蔽板并对探测器进行水冷 ... 在介绍一种采用钽酸锂热释电探测器实现的实时测温系统的基础上 ,着重讨论了反射辐射和探测器本身的辐射对该系统测温精度的影响。提出了抑制反射辐射及探测器本身的辐射对测温精度影响的 4条措施 :1)采用水冷遮蔽板并对探测器进行水冷 ;2 )尽可能地使探头正对待测物体表面 ;3)选择合适的仪器工作波长带宽 (Δλ =10nm) ;4 )进行电气补偿。进行了一些必要的分析与讨论 ,得到了采用水冷遮蔽板、将探头尽可能地正对待测面并选用合适的波长带宽可以有效地抑制反射辐射、及对探测器进行水冷并进行电气补偿 ,可有效地抑制探测器本身的辐射的结论。实验表明 ,采取优化措施后 ,在要求的测温范围 4 0 0～ 12 0 0℃内测温精度不低于 0 3% 。 展开更多
关键词 测试计量仪器 温度测量 热释电探测器 测温误差 反射辐射 辐射测温
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热释电红外检测器研究探讨 被引量：6
7
作者 刘茜 曾立波 +2 位作者 雷俊锋 常静 郭宁宁 《红外》 CAS 2005年第11期1-8,共8页
热释电材料在吸收红外辐射后其温度会发生变化,从而产生极化。将其连接在电路中,则会有与温度变化率成比例的电信号产生。热释电红外检测器就是利用材料的热释电效应在红外光谱范围内检测物体吸收到的辐射能量的。根据形态,热释电材料... 热释电材料在吸收红外辐射后其温度会发生变化,从而产生极化。将其连接在电路中,则会有与温度变化率成比例的电信号产生。热释电红外检测器就是利用材料的热释电效应在红外光谱范围内检测物体吸收到的辐射能量的。根据形态,热释电材料分为体材料和薄膜材料。相比之下,后者具有体积比热小、灵敏度高、成本低和易于集成化的特性,因而其制备、性能和应用已成为热释电材料的研究方向。目前热释电红外检测器的研究已经取得了实用性的成果,如辐射计、测速计、测温计等实用设备或仪器的制作生产。随着研究的深入,具有广阔市场前景的热释电红外检测器将得到更为广泛的应用。 展开更多
关键词 热释电 红外检测器 材料 性能 应用 热释电材料 红外检测器 温度变化率 热释电效应 发生变化 红外辐射 辐射能量 光谱范围 信号产生
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新型热释电材料及其在红外探测器中的应用 被引量：6
8
作者 刘林华 罗豪甦 +5 位作者 吴啸 赵祥永 方家熊 李言瑾 邵秀梅 景为平 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第5期777-785,共9页
以(1-x)Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-xPbTiO3{PMNT[(1-x)/x]}为代表的大尺寸、高质量弛豫铁电单晶具有非常高的热释电系数、探测优值和较低的热扩散系数,其综合热释电性能远优于传统的热释电材料。概述了PMNT[(1-x)/x]单晶、掺锰PMNT(74/26)单晶和... 以(1-x)Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-xPbTiO3{PMNT[(1-x)/x]}为代表的大尺寸、高质量弛豫铁电单晶具有非常高的热释电系数、探测优值和较低的热扩散系数,其综合热释电性能远优于传统的热释电材料。概述了PMNT[(1-x)/x]单晶、掺锰PMNT(74/26)单晶和0.42Pb(In1/2Nb1/2)O3-0.3Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.28PbTiO3[PIMNT(42/30/28)]单晶的介电性能、铁电性能和热释电性能。掺杂后PMNT(74/26)单晶的介电损耗降低到0.000 5,探测优值提高到40.2×10-5 Pa-1/2,是目前所有三方四方相变温度(TRT)高于90°C的本征热释电材料中最高的。高居里温度PIMNT(42/30/28)单晶的TRT达到152°C,且具有较高的探测优值(10.2×10-5 Pa-1/2),将在更宽温度范围内得到广泛的应用。制作了基于掺锰PMNT(74/26)单晶的单元探头,其比探测率D*达到1.07×109 cmHz1/2W-1,是目前商用LiTaO3探测器的两倍,器件性能满足实用要求。 展开更多
关键词 弛豫铁电单晶 热释电 红外探测器 Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3
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一种高精度光纤测温系统工作波长的优化设计 被引量：6
9
作者 施德恒 刘玉芳 +2 位作者 陈玉科 朱遵略 孙金锋 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期542-547,共6页
基于基尔霍夫定律 ,利用钽酸锂热释电探测器设计了一种实用化的双波长、高精度光纤测温系统。依照测温系统中单个探测器的温度分辨力、R(T)～T曲线的线性度、R(T)～T曲线的温度灵敏度及其相对温度灵敏度与各主要技术参量之间的关系 ,对... 基于基尔霍夫定律 ,利用钽酸锂热释电探测器设计了一种实用化的双波长、高精度光纤测温系统。依照测温系统中单个探测器的温度分辨力、R(T)～T曲线的线性度、R(T)～T曲线的温度灵敏度及其相对温度灵敏度与各主要技术参量之间的关系 ,对采用钽酸锂热释电探测器作光电转换器件实现的实用化实时测温系统的工作波长进行了优化设计。实验表明 ,在测温范围 4 0 0～ 130 0℃内 ,当系统工作在λ1=2 .1μm、λ2 =2 .3μm时 ,其温度灵敏度高于 1.0× 10 -4℃ -1,相对温度灵敏度不低于 0 9,测温精度不低于 0 15 %。 展开更多
关键词 光学测量 测试计量仪器 辐射测温 热释电探测器 比色测温 光纤 基尔霍夫定律
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红外焦平面列阵热成像用陶瓷热释电材料的研制 被引量：5
10
作者 刘瑞斌 林盛卫 +4 位作者 瞿翠凤 姚春华 金绮华 林猷慎 张毓荣 《硅酸盐学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第3期327-330,共4页
报道了在ＰＺＮＦＴＳⅠ型材料研究工作基础上提出的小面积探测器对材料选择的原则，通过进一步的添加改性制备ＰｚＮＦＴＳⅡ型材料，使得用ＰＺＮＦＴＳⅡ型材料制作的小面积探测器的性能进一步提高，其达到的数值说明这种材料基本上... 报道了在ＰＺＮＦＴＳⅠ型材料研究工作基础上提出的小面积探测器对材料选择的原则，通过进一步的添加改性制备ＰｚＮＦＴＳⅡ型材料，使得用ＰＺＮＦＴＳⅡ型材料制作的小面积探测器的性能进一步提高，其达到的数值说明这种材料基本上可以满足实用红外焦平面列阵对材料性能的要求。 展开更多
关键词 热释电 陶瓷材料 红外探测器 红外热像仪
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一种新型的光谱自动测试系统 被引量：6
11
作者 欧阳黎 张永林 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 1999年第4期336-339,共4页
在研究了传统的光源和光探测器光谱特性测试技术的基础上，采用热释电探测器、单色仪及自动扫描器、锁相放大器和虚拟仪器技术，形成一种新型的光谱自动测试系统。该系统拓宽了光谱测试范围，提高了自动化程度和适用性。集成的 Ｌａｂ ... 在研究了传统的光源和光探测器光谱特性测试技术的基础上，采用热释电探测器、单色仪及自动扫描器、锁相放大器和虚拟仪器技术，形成一种新型的光谱自动测试系统。该系统拓宽了光谱测试范围，提高了自动化程度和适用性。集成的 Ｌａｂ Ｖ Ｉ Ｅ Ｗ 平台，使系统具有很强的数据采集和处理功能，并使用户具有进一步优化系统的广阔空间。 展开更多
关键词 光谱特性 测试系统 热释电探测器 LABVIEW
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热释电探测器快速响应的电路实现 被引量：5
12
作者 高月华 张亦工 +1 位作者 黄民双 安学磊 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2003年第4期333-335,340,共4页
提出了一种热释电探测器快速响应的电路实现方法。建立了热释电探测器电路系统的传递函数,分析了系统的噪声特性及影响因素,分析并讨论了各参数对系统快速性、稳定性、信号增益及信噪比的影响。结果表明:在满足信号增益的情况下,热释电... 提出了一种热释电探测器快速响应的电路实现方法。建立了热释电探测器电路系统的传递函数,分析了系统的噪声特性及影响因素,分析并讨论了各参数对系统快速性、稳定性、信号增益及信噪比的影响。结果表明:在满足信号增益的情况下,热释电探测系统快速阶跃响应是一个二阶电阻性欠阻尼衰减振荡系统,要同时提高系统的快速性和稳定性,必需增加补偿环节;另外,热释电探测器的温度噪声是主要噪声源,其大小随环境温度的降低而大大减小。该电路已在大功率激光光纤传输系统的测试仪中得到应用。 展开更多
关键词 热释电探测器 I/V放大器 快速响应 噪声特性
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热释电探测器的前置放大电路研究 被引量：3
13
作者 金娜 刘卫国 《西安工业学院学报》 2004年第3期244-248,共5页
热释电探测原理在非制冷热成像领域得到重要应用 .铁电材料是主要的热释电探测材料 ,利用铁电材料制备的热释电探测器具有高阻抗、低损耗的特征 ,可以按照电流模式、电压模式或者电荷模式工作 .为了有效读出热释电探测器的热响应信号 ,... 热释电探测原理在非制冷热成像领域得到重要应用 .铁电材料是主要的热释电探测材料 ,利用铁电材料制备的热释电探测器具有高阻抗、低损耗的特征 ,可以按照电流模式、电压模式或者电荷模式工作 .为了有效读出热释电探测器的热响应信号 ,需要利用前置放大器进行阻抗变换或者信号放大以及预处理 ,以便满足后续信号处理的要求 .本文以热释电探测器的前置放大电路为例 ,分析了不同工作模式下热释电探测器对前置放大电路的要求 。 展开更多
关键词 热释电探测器 铁电材料 前置放大器 非制冷热成像
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热释电BST薄膜红外探测器噪声分析及前置放大电路设计 被引量：5
14
作者 谯黎 张万里 《电讯技术》 2007年第2期154-157,共4页
针对热释电红外探测中微信号放大时的低信噪比问题,在分析热释电红外探测器及前置放大电路噪声来源的基础上,提出了一种热释电红外探测前置放大电路。电路仿真表明,文中所设计的前置放大电路具有低频特性好、高信噪比、高增益的特点,能... 针对热释电红外探测中微信号放大时的低信噪比问题,在分析热释电红外探测器及前置放大电路噪声来源的基础上,提出了一种热释电红外探测前置放大电路。电路仿真表明,文中所设计的前置放大电路具有低频特性好、高信噪比、高增益的特点,能有效放大微弱信号。 展开更多
关键词 热释电探测器 前置放大器 噪声分析 电路设计 仿真
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基于长光程气室的多组分气体监测系统 被引量：2
15
作者 闫泽宇 孙祚 +3 位作者 费宁 刘涛 万涛 刘邦学 《计量科学与技术》 2023年第9期49-55,共7页
为更好的满足工况环境下多组分危险气体的低浓度范围监测需求,减小测量仪器的体积,提高气体浓度的测量精度,研制了基于怀特池结构的长光程气体吸收池,用于降低仪器的检测限,从而能够探测出低浓度的多组分危险气体。介绍了基于怀特池结... 为更好的满足工况环境下多组分危险气体的低浓度范围监测需求,减小测量仪器的体积,提高气体浓度的测量精度,研制了基于怀特池结构的长光程气体吸收池,用于降低仪器的检测限,从而能够探测出低浓度的多组分危险气体。介绍了基于怀特池结构的长光程气体吸收池的设计、工作原理和仿真结果,介绍了光学实验平台的搭建以及红外光源、红外热释电探测器的选型,并在此基础上开展了实验。采用最小二乘法拟合出各个气体的浓度反演模型,使用不同组合的标准气体对模型进行了验证,并计算了实验结果的相对误差。数据结果表明,设计的多组分危险气体在线监测仪器检测限可达5μL/L,测量误差≤±5%F.S.(满量程),能够满足低浓度多组分危险气体的测量需求。 展开更多
关键词 计量学 非分散红外 气体监测 长光程气室 怀特池 热释电探测器
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基于超表面的宽带太赫兹热释电探测器设计
16
作者 张明 张俊垚 +4 位作者 张娜娇 董朋 王保柱 尚燕 段磊 《河北科技大学学报》 CAS 北大核心 2024年第2期141-149,共9页
为了解决传统太赫兹(THz)探测器吸收效率低,频率范围小的问题,提出将双层超表面吸收阵列结构与钽酸锂热释电探测器相贴合,构成宽带太赫兹超表面热释电探测器。采用MATLAB和CST联合仿真的优化方法对超表面结构进行按需优化;使用ANSYS对... 为了解决传统太赫兹(THz)探测器吸收效率低,频率范围小的问题,提出将双层超表面吸收阵列结构与钽酸锂热释电探测器相贴合,构成宽带太赫兹超表面热释电探测器。采用MATLAB和CST联合仿真的优化方法对超表面结构进行按需优化;使用ANSYS对热释电探测器进行仿真分析,得到敏感层、绝热层等特征参数对太赫兹热释电探测器的温度变化率以及响应电流的影响。结果表明,采用超表面阵列结构提高了全THz波段的探测性能,凳型热释电探测器在给定条件下的平均热释电电流输出为31.52 pA。使用超表面作为吸收结构可以使热释电探测器具有连续且高效的吸波特性,为宽带太赫兹探测器的设计提供参考。 展开更多
关键词 半导体物理学 热释电探测器 超表面 太赫兹 联合仿真 遗传算法
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薄膜型热释电探测器红外响应模型分析 被引量：4
17
作者 白丕绩 太云见 +3 位作者 林猷慎 胡滨 鄢知权 李平 《红外技术》 CSCD 北大核心 2006年第3期129-133,共5页
在进行热释电焦平面探测器ROIC(读出电路)设计时,必须充分考虑热释电探测器的红外响应特性,并根据探测器等效电路的SPICE模型进行设计仿真。从热释电探测器的热平衡方程出发,在Matlab平台上分析模拟了探测器对脉冲函数调制状态下的瞬态... 在进行热释电焦平面探测器ROIC(读出电路)设计时,必须充分考虑热释电探测器的红外响应特性,并根据探测器等效电路的SPICE模型进行设计仿真。从热释电探测器的热平衡方程出发,在Matlab平台上分析模拟了探测器对脉冲函数调制状态下的瞬态响应,并根据提供的薄膜材料参数在具体应用中建立了热释电探测器的等效电路模型。把探测器等效电路模型与SFD(源跟随器)型输入单元读出电路连接后进行模拟仿真,分析了不同条件下热释电探测器/读出电路组件的响应特性。 展开更多
关键词 热释电探测器 输入单元读出电路 等效电路模型 模拟分析
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基于双波段LiTaO_(3)热释电探测器的目标温度识别研究
18
作者 宋泽乾 赵泽彬 +3 位作者 胡晨晓 吴玉航 郝昕 罗文博 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2024年第10期63-65,70,共4页
针对热释电红外探测器在温度识别领域的难题,本文设计了一种基于长/中波双波段钽酸锂(LiTaO_(3))热释电多元探测器,建立了基于机器学习算法的目标温度识别模型。分析了不同黑体温度下的两波段辐射量与双波段比值的变化趋势,测试了双波... 针对热释电红外探测器在温度识别领域的难题,本文设计了一种基于长/中波双波段钽酸锂(LiTaO_(3))热释电多元探测器,建立了基于机器学习算法的目标温度识别模型。分析了不同黑体温度下的两波段辐射量与双波段比值的变化趋势,测试了双波段比值与黑体温度的关系以及分析了双波段比值在仿真与实测中的误差,研究了基于热释电数据的决策树、随机森林算法的最优参数选择以及所搭建的模型识别准确率。研究结果表明:基于该探测器构建的温度识别系统的识别准确率最高可大于90%,为基于热释电的目标温度识别提供了一种新的技术路径,拓宽了热释电红外探测器的应用范围。 展开更多
关键词 双波段 热释电探测器 双波段比值 机器学习 目标识别
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影响实用化实时测温系统测温精度的几个因素 被引量：2
19
作者 施德恒 刘玉芳 +1 位作者 孙金锋 朱遵略 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期396-400,共5页
基于Kirchhoff定律 ,利用半导体激光器及钽酸锂热释电探测器设计了一种实用化的实时测温系统 .从待测目标表面的红外辐射特性、待测表面周围的其它辐射体、大气的透射特性以及测温系统本身这四个方面出发 ,对影响该系统测温精度的因素... 基于Kirchhoff定律 ,利用半导体激光器及钽酸锂热释电探测器设计了一种实用化的实时测温系统 .从待测目标表面的红外辐射特性、待测表面周围的其它辐射体、大气的透射特性以及测温系统本身这四个方面出发 ,对影响该系统测温精度的因素进行了详尽分析 ,并提出了提高测温精度的相应措施 .实验结果表明 ,在测温范围 6 73～14 73K内 ,温度测量的不确定度在 0 .3%以内 ,符合设计要求 . 展开更多
关键词 测温精度 透射特性 半导体激光器 红外辐射特性 热释电探测器 Kirchhoff定律 测温系统 测温范围 钽酸锂 温度测量
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光源对测温系统测温精度及测温范围的影响 被引量：3
20
作者 施德恒 黄国庆 刘玉芳 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期529-533,共5页
基于Kirchhoff定律,依照测温系统的激光光源的能量、波长、探测器的灵敏元面积和光学系统的相对孔径与温度分辨力、测温精度及测温范围之间的关系,对采用LiTaO3热释电探测器作光电转换器件的实用化实时测温系统的激光光源进行了优化选... 基于Kirchhoff定律,依照测温系统的激光光源的能量、波长、探测器的灵敏元面积和光学系统的相对孔径与温度分辨力、测温精度及测温范围之间的关系,对采用LiTaO3热释电探测器作光电转换器件的实用化实时测温系统的激光光源进行了优化选择。结果表明,在测温范围400～1200℃内,采用所选择的半导体激光器(LD)作为该实时测温系统的激光光源,其温度分辨力不低于0.4K,测温精度不低于0.3%。 展开更多
关键词 激光光源 测温精度 测温范围 辐射测温 热释电探测器 温度分辨力 半导体激光器
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