多光谱测温系统前置光学探头的空间对准控制技术研究

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摘要多光谱测温能在非稳定环境下进行高精度、快速响应的高温测量，广泛应用于航空航天、国防等领域。但是现场的不稳定因素会严重干扰系统精密测试部分，同时采样需要精密调整系统姿态来对准。本文设计了一套前端对准系统来解决这些问题。43618

我们利用传导光纤连接采样机构与核心测温模块实现二者物理分离，设计一套对准方案，通过内置CCD返回的图像判定是否对准，由四自由度位移台调整姿态。我们还设计一套控制方案使机械臂的操控和CCD的图像接收合为一体，并用电脑控制。最终通过软件远程控制对准系统调整姿态来进行对准，平移（上下、左右）精度达到1mm，旋转（自旋、俯仰）精度达到0.5°，同时保护了精密测温模块不受环境干扰。

毕业论文关键词多光谱非稳定环境前端对准物理分离

毕业设计说明书外文摘要

Title Research on Spatial alignment control of preceding optical probe in Multispectral Temperature Measurement System

Abstract

Multi-spectral thermometry can be used in the high precision and fast response of high temperature measurement in the unsteady environment. It is widely used in the fields of aerospace, national defense and so on. However, the unstable factors in the field will seriously interfere with the precision test part of the system. At the same time, sampling needs to adjust the system attitude precisely to aim at the target. In this paper, a set of front-end alignment system is designed to solve these problems.

Using optical fiber transmission to connect the sampling mechanism with core temperature measurement module to achieve the separation of the two parts, we design a set of alignment scheme, returned by the built-in CCD image to determine alignment by four degree of freedom displacement and attitude adjustment. We also design a control scheme to make the manipulator control and CCD image receive as a whole, and use computer control. Finally we adjust the attitude to alignment through the remote control software alignment system, while protecting the precision temperature measurement module without interference from the environment.

Keywords multi-spectral thermometry unstable factors preceding alignment system separation

1 绪论1

1.1 研究背景及意义 1

1.2 国内外研究现状 1

2 前端对准系统调整方案设计4

2.1 对准系统结构设计4

2.2 对准系统原理说明5

3 前端对准系统调整方案实现6

3.1 对准结构设计实现6

3.2 调整机制设计实现19

4 前端对准系统控制方案设计21

4.1 软件要求21

4.2 软件开发21

5 结果验证23

4.1 光路校准23

4.1 目标对准24

结论 31

致谢 32

参考文献33

1 绪论

1.1 研究背景及意义

在航空航天、军事、工业生产的诸多领域中，温度都是一个关键的参量[1]。对于温度的实时监测，能够帮助工作人员及时了解系统工作状态以及各种参数之间的相互作用，进而做出应对措施，因此具有十分重要的意义。

在工业生产领域，常常需要将温度控制在一定范围内。若温度超出规定的上限或低于下限，都会影响产品的质量与产量，甚至会有产品报废、设备损毁的情况发生。因此对于温度的准确测量与控制是保证工业生产过程安全、高效进行的重要保证[2]。例如在炼焦工业中论文网，对于焦炉各项温度的测量可以实时的反映加热状态，为调整加热方法提供科学依据，实现焦炉加热过程的最优化控制，从而在降低焦炉的能量损耗、保证焦炭的生产质量的同时延长焦炉的使用寿命、减少环境污染并改善劳动条件[3]。