1.课题来源与背景:该课题来源于2009年湖南省科技计划重点项目“基于CCD图像传感器的高温场测量仪研发”。在高温生产过程中,温度是反映生产状况的最重要变量。传统的高温检测仪表难以实现实时在线测温。因此,为实现节能降耗、优化决策与自动控制,提高产品产量和质量,需要开发出一种能实现实时在线连续检测的精度较高的高温场测量仪。2.技术原理及性能指标:由CCD光电转换特性可知,CCD图像传感器的输出值反映了被测对象的热辐射强度信息,该信息与辐射体温度有特定的关系,故可由CCD输出的热辐射图像信息计算出辐射体的表面温度场。CCD图像传感高温场测量仪由CCD图像传感器、图像采集卡、计算机系统和相应的测量软件组成。CCD传感器获取高温辐射体表面辐射图像信号,图像采集卡将其转换为数字图像信号。计算机系统实现高温辐射体识别、温度场计算和烟雾干扰判别与校正,并用伪彩色在计算机屏幕上显示出辐射体的表面温度场。该项目研发的高温场测量仪测温误差≤±1﹪,测温范围为1073K-1873K。测温响应时间为2秒,可实现高温温度场的实时准确测量。3.技术的创造性与先进性:(1)提出了基于机理分析与参数辨识相结合的混合模型的彩色CCD高温场测温方法;(2)提出将被测对象发射率变化对测温结果的影响等效为混合模型中的发射率变化系数,并通过现场实验标定;(3)提出了烟雾干扰判别及其测温误差补偿方法;(4)提出了一种基于小波分解和多分辨率分析的高温图像快速识别方法;(5)提出了CCD测温范围扩增方法。4.技术的成熟程度,适用范围和安全性:该项目已经开发出了实验样机,实验样机在河南省计量科学研究院进行的校准实验结果表明,该高温场测量仪的测温误差小,稳定性好,能够满足工业生产中高温检测的应用要求。该项目的研究适应了现代温度测量技术的发展趋势,研究成果在冶金、能源、化工等国民经济基础行业具有广阔的应用前景。5.应用情况及存在的问题:仍需要进一步开发,将产品小型化。