倾斜角度对不同尺寸的物体温度测量的影响,使用光纤高 pyrometers

科学领域:

• 光学工程是指光学工程.
• 计量学 计量学 计量学
• 热量测量 热量测量

背景情况:

• 在各种工业应用中,使用光纤高温计进行准确的温度测量至关重要.
• 现有的模型往往不能完全考虑对焦仪和目标表面之间的 misalignment的影响,如倾斜角度.
• 了解这些几何因素对于可靠的非接触温度计至关重要.

研究的目的:

• 开发和验证一款新的光学功率采集模型,用于考虑倾斜角度的光纤火力计.
• 为了研究光纤规格和对象参数对错位下收集光学功率的影响.
• 为确定最佳倾斜角度和距离提供方程,以最大限度地收集功率并最大限度地减少温度误差.

主要方法:

• 开发一种新的光学功率传输理论模型.
• 使用不同参数 (纤维直径,NA,物体大小,辐射率,倾斜角度,距离) 的开发模型进行数值模拟.
• 对模型与文献中现有的 pyrometer 模拟进行验证 (不倾斜).

主要成果:

• 该模型表明,增加光纤轴与表面正常之间的倾斜角度会减少收集的光学功率.
• 当光纤的视野完全包括目标对象时,就会收集最大功率.
• 该研究量化了倾斜角度,距离,物体大小,纤维NA和收集功率之间的关系.

结论:

• 开发的模型准确地预测了光纤光学火力计中的光学功率收集,包括倾斜的影响.
• 错位严重影响温度测量准确度,需要仔细考虑倾斜角度和距离.
• 衍生的方程有助于优化 pyrometer 设置,以确保最大信号并最大限度地减少测量误差,特别是对于小于视野的物体.