纤测控电路单片机和输出设备组成。软件部分由温度标定及曲线拟合部分组成。测量系统时连接示意图如图所示图测量系统连接图首先建立起温度标定平台，把黑体校准器与测温系统光学透镜连接好，透镜采集的辐射能量通过光纤将能量传输至光电管接收口。光电管会把接收到的光信号转换为对应的电信号，系统中的相关电路会完成对此电压信号的调理放大和降噪环节。最后通过测量电压电压和实际温度对应，得到我们需要的温度与电压的对应数据。四研究工作进度表研究的工作进度表周次应完成内容周收集，查阅有关资料周搞清楚设计原理，提出设计方案周系统结构设计，信号电路设计周完成论文初稿并进行修改周抄写论文画图，准备答辩目前，通过查阅并理解相关资料，已经归纳出光电式辐射温度测量的原理，初步选定使用亮度测温发原理进行系统搭建，并对亮度测温法光电式测光学透镜黑体校准仪传输光纤光电转换相关电路温度输出量仪的系统结构有了初步认识。亮度测温又称单色辐射测温，是指根据物体的窄段光谱的辐射能量来计算物体的温度，用此种方法测得的温度称之为亮度温度。根据维恩位移定律，当时，黑体在固定温度下最大单色辐射强度对应的波长与此刻的温度的乘积为常数，表示为式中，为。从式可知，只要测得单色辐射强度最大值所对应的波长就可以计算出物体的亮度温度,。五主要参考文献王魁汉温度测量实用技术北京机械工业出版社,王新扬,唐海,陆庆提高单波长反射式光纤温度传感器精度的技术仪器仪表学报戴景民辐射测温的发展现状与展望自动化技术与应用,胡玲光纤温度传感器的研究与发展科协论丘年第期下,马金宝十波长辐射高温计的研制哈尔滨哈尔滨工业大学双波长光纤温度传感器,苏东波光纤温度传感器发展现状传感器技术年第期吕泉现代传感器原理及应用刘桃丽,黎道武,梁春林等种基于面阵的单波长辐射测温方法光电技术应用,刘建,包学诚,张才根单波段红外测温方程的建立及其分析红外与毫米波学报,六指导教师意见指导教师签字年月日七系级教学单位审核意见审查结果通过完善后通过未通过负责人签字年月日附录二燕山大学本科毕业设计论文中期报告课题名称光电式辐射温度测量仪的设计研究学院系电气工程学院年级专业测控技术与仪器学生姓名李潇指导教师王玉田完成日期毕业设计研究进展此次毕业设计旨在基于热辐射定律原理进行光电式辐射测温仪的设计研究及改进，在对高温物体进行温度测量时运用光电传输技术，是测量人和测量仪器远离高温热源，避免对测量人和仪器造成伤害。本次毕设主要研究了测温系统的搭建，研究内容主要包括以下部分热辐射信号采集，光纤探头的设计硬件电路部分的设计。硬件电路设计部分主要有光电转换部分，级前置放大，二级幅度放大，恒温模块部分组成确定测量温度和检测信号的关系，进行曲线标定和函数拟合，确定二者关系采用单片机对测量数据进行处理和显示输出。已完成的工作完成了光纤探头部分的设计。完成了光纤探头的组成和结构研究完成了光电转换部分的设计研究，实现了电路仿真使用完成了对恒温模块的电路设计，并进行了电路仿真使用确定温度和信号对应方法的实验方法，确定函数拟合办法完成显示输出所用单片机的选型，并编写出所需运行的程序的主干。未完成的工作未实现光电转换部分的电路安装焊接未进行温度和检测信号的标定实验未完成单片机及整个系统的组装和调试。二毕业设计的具体实施方案光纤探头主要由铝合金套筒，光纤固定套管，凸透镜，光纤等组成。主要工作办法是将光纤探头对准热源被测物体，按定的视场范围和角度接受被测目标的辐射能量，会聚到光纤。图为光纤探头的结构示意图。图光纤探头的结构示意图图光纤结构图本仪器采用的是多模玻璃光纤，它的结构如图所示。所用光纤的基本参数为则，。硬件电路设计部分。硬件电路设计部分主要有光电转换部分，级前置放大，二级幅度放大，恒温模块部分组成。光电转换部分。光电转换是辐射测温系统的核心部分，它初步建立起温度信号与电信号之间的桥梁。它主要的工作原理是利用物质的光电效应，即用定频率的光的照射物质时会释放出光电子的现象。我们选用的热辐射光谱被记录下来。这些测试的目的是确定是否热辐射信号表现出预期的温度依赖性。进行了单波长和多波长的热辐射信号标准分析。结果长期渗透测试单波长辐射温度测量分析图中和显示了两次分别热辐射信号以波长通过传播的平面图，此时黑体源的温度为和。我们认为图中的初始向上漂移是由于光纤尖端附近的丙烯酸脂外层变暗所制。剥离过程使光纤表层留下少量的丙烯酸酯，而且已经变暗，由于表层剥离过程和核心的缺陷红外线以从纤维表面到核心整合。旦信号上升到个平衡值，随后的行为取决于温度和光纤的类型。对于在的测温方法更加适合。非接触测温法主要以热辐射测温为主，随着近些年科学发展和进步，热辐射测温技术取得了长足进步愈加可靠。光纤传感技术是二十世纪七十年代末发展起来的门新兴技术,与传统的传感器相比光纤温度传感器具有诸多优点灵敏度高是无源器件，对被测对象不产生影响光纤是非电介质，耐高压耐腐蚀，在易燃易爆环境下安全可靠频带宽，动态范围大几何形状具有多方面的适应性，可以做成任意形状的传感器和传感器阵列在共同的技术基础上可以制成传感不同物理量的传感器可以和光纤遥测技术相配合，实现远距离测量和控制由光纤传感器组成的光纤传感系统便于与中心计算机相连接，实现多功能智能化传感器体积小重量轻可以与光纤通信技术相结合，实现分布式测量光纤温度传感器按照调制机理可分为相位调制，振幅调制，偏振态调制按照传感方式可分为传感型和传输型。传感型光纤温度传感器是以光纤本身作为敏感元件，传输型光纤温度传感器只是利用光纤传输光，在光纤的个断面上，配置上另外的温度敏感期间与光纤耦合起来，构成光纤传感器。传输型与传感型相比，虽然灵敏度稍差，但可靠性高，实用的传感器大多是这种类型。自从年美国第次成功地研制成传输损耗为众的石英质玻璃光导纤维以来，光导纤维技术光导纤维传感器等领域已得到成功的运用。在光导纤维温度传感器研制方面，国外已走出实验室，国内许多大学和研制单位也研制出各种光纤温度传感器。到目前已有百余种光纤传感器成功问世。在光纤温度传感器的研究方面，国外光纤高温传感器已可探测的温度，其灵敏度达到。用于低温范围的光纤温度传感器，可测的变化。利用半导体材料的吸收光谱随温度改变的特性而制成的光纤温度传感器已达到的测量精度，日本成功地使用光纤温度传感器实现了电机车车载变压器的绕组温度的测量，美国和加拿大等国也有同类产品推向市场。美国试用中的单晶蓝宝石光纤温度计可测的高温，其精度比热电偶高倍加拿大北方电讯公司生产的以测量转折频率为原理的系列光纤测温仪，也于近年进入市场。与国内同类光纤传感器相比，国外光纤温度传感器的性能较好，已经形成系列产品，价格也相对较高。在仪器制造方面，辐射温度计的发展经历了以下几个阶段隐丝式光学高温计阶段用光电倍增管作为检测的光电高温计阶段以及用硅光电二极管碲镉汞作为检测的光学测量和光电精密测温阶段。隐丝式光学高温计出现在本世纪初，知道现在仍在高温以上测量领域中被使用。他的工作原理是在峰值为并在尽可能小的带宽内，使目标与钨灯灯丝的亮度平衡，灯丝消失在目标中。年代中期出现了用光电倍增管作为检测器的光电高温计。它以光电倍增管代替隐丝式光学高温计中的人眼来坐亮度比较，具有较高的灵敏度和精度。到了二十世纪年代初和指出硅材料的光电探测器具有线性度高稳定性好灵敏度高结构牢固寿命长等优点，非常适用于精密光谱探测。同时在噪声和检测数据方面证明硅材料型光电二极管应用到高分辨率温度计的可能性。与此同时，辐射温度计的工作波长亦从单波长逐步发展为两色比色和多色，从短波到长波，仪器的功能逐步丰富和智能化。仪器的测量精度响应速度稳定性分辨率都达到了相当高的水平，测温范围亦从以往的中高温延伸到室温或更低温度。国内光纤传感技术起步相对较晚些，但发展也相当迅速。早在年月中国科学院西安光学精密机械研究所申请了双波长光纤温度传感器专利，其由探测光纤连接器型分路集成器，信号处理和显示部分组成，具有结构紧凑，体积小，成本低，性能高等特点。西安交通大学检测技术及自动化教研室也早在年就已开始了光纤温度传感器的研究工作，并取得了可喜的成果。另外，多波长测量方面，哈尔滨工业大学已开始尝试多波长辐射理论的研究与实验宝钢也研制出型智能红外三色测温仪，其测温范围,。从总体上来看，国内光纤传感技术在理论上日趋成熟，但由于国内缺少光纤传感器所用器件，传感器加工条件十分有限，很多传感器加工精度不高，从而影响了传感器的稳定性和测量精度，限制了光纤传感器的发展。围绕这些不稳定因素，国内外都展开了深入研究，其中针对光路信号补偿方法研究最多，这种补偿方法对消除光路的不稳定因素最有效，已成为解决光纤传感器稳定性的条新出路。二研究的基本内容，拟解决的主要问题待研究基本内容如图。图光电式辐射温度测量仪的研究内容简图二拟解决主要问题根据辐射测温原理选定具体测温方法筛选光电管。了解光电管性能参数，选定型号设计测控电路部分。设计放大电路，滤波电路，信号检测电路等光电式辐射温度测量仪的设计研究比色测温法原理辐射测温常用方法的原理研究选定测温原理并进行电路设计全辐射测温法原理亮度测温法原理光电检测部分测控电路部分温度算法及标定温度算法及标定。将测量温度所得电压或电流值通过单片机转换成具体温度数值。设计算法，拟合温度曲线。三研究步骤方法及措施典型的光电式测温系统包括硬件和软件两部分。硬件部分主要由光电元件传输光件程序的驱动，它就真正的成为了个躯壳，功能无法实现。只有软件的驱动加上硬件的准确才能实现装置的功能。二者缺不可，所以软件的设计对整个装置同样是至关重要的。主程序设计语言是种编译型程序设计语言，它兼顾了多种高级语言的特点，并具备汇编语言的功能。语言有功能丰富的库函数运算速度快编译效率高有良好的可移植性，而且可以直接实现对系统硬件的控制。语言是种结构化程序设计语言，它支持当前程序设计中广泛采用的由顶向下结构化程序设计技术。此外，语言程序具有完善的模块程序结构，从而为软件开发中采用模块化程序设计方法提供了有力的保障。因此，使用语言进行程序设计已成为软件开发的个主流。用语言来编写目标系统软件，会大大缩短开发周期，且明显地增加软件的可读性，便于改进和扩充，从而研制出规模更大性能更完备的系统，用语言进行单片机程序设计是单片机开发与应用的必然趋势。所以作为个技术全面并涉足较大规模的软件系统开发的单片机开发人员最好能够掌握基本的语言编程。使用语言肯定要使用到编译器，以便把写好的程序编译为机器码，这样单片机才能执行编写好的程序。主程序设计流程图首先要给传感器预热三分钟，因为型半导体电阻式气体传感器在不通电存放段时间后，再次通电时，传感器不能立即正常采集烟雾信息，需要段时间预热。程序初始化结束后，系统进入监控状态。单片机对传感器检测的气体浓度信号进行转换，将浓度值与报警限设定值相比较，判断是否