基于多点真温及光谱发射率自适应反演的面温重建算法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61405045
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0504.红外与太赫兹物理及技术
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2017-12-31

项目摘要

For the developing of multi-wavelength radiation temperature measurement technology, we will expolore a inversion algorithm of point true temperature and surface temperature field based on multi-wavelength emissivity adaptive mthod. The multispectral radiation temperature measurement data processing will be combined with underdetermined equations solving method, it will realize points true temperature and spectral emissivity meausrement of tested objective surface at the same time.The proposed algorithm need not assumption of emissivity model, meet the goals of continuous spectral radiant, greatly enhance multi-spectral radiation temperature measurement data processing accuracy and efficiency. Using the obtained multi-point true temperature, combined the priciple of cross temperature measurement, curve of cross temperature will be acquired by interpolation method,then harmonizing the thermal physical property parameters of the target under test, through neural network method to reconstruct the surface temperature field. With the widely application of multi-wavelength radiation temperature meausrement technology in high temperature test field, it shows the more importance for automated identification of spectral emissivity and surface temperature field of fast reconstruction increasingly. Especially, with the development of new type burner, the true temperature measurement of the special position and real-time monitoring the whole surface temperature field is particularly important. Temperature field reconstruction technique based on multispectral radiation due to the advantages in true temperature measurement, is expected to become the powerful tool in the fields of the rocket jet flame diagnosis, marine supercharged boiler furnace flame combustion parameters optimization, the furnace flame temperature field reconstruction of large coal-fired power stations..
为了发展多光谱辐射测温技术,我们设计了基于多光谱辐射测温理论的发射率自适应点温及面温反演算法。将多光谱辐射测温数据处理过程与欠定方程组求解方法相结合,实现待测目标表面多点真温及光谱发射率的同时测量,算法无需假设发射率模型、适合于任何连续光谱辐射目标,增强了多光谱辐射测温数据处理算法的精度和效率;根据已获得的若干点真温,结合十字测温原理,利用插值法获取十字测温曲线,再融合待测目标的热物性参数,通过神经网络方法重建待测表面温度场。随着多光谱辐射测温技术在高温测量领域的不断应用,光谱发射率的自动识别和表面温度场快速重建的重要性日益凸显,特别是随着新型燃烧器的发展,对特殊位置的真温测量及整体表面温度场的实时监测变得尤为重要。基于多光谱辐射的温度场重建技术由于在真温测量方面的优势,有望成为火箭尾喷焰诊断、船用增压锅炉炉膛火焰燃烧参数优化、大型燃煤电站炉膛火焰温度场重建等领域的有力工具之一。

结项摘要

多光谱辐射测温技术是在一台仪器中制成多个光谱通道,利用同时获得待测目标点的多光谱辐射亮度测量信息,经数据处理,得到目标的真实温度和光谱发射率。这种方法对被测对象无特殊要求,因而特别适合于高温、甚高温目标的真温及材料发射率的同时测量。本项目旨在探索基于多光谱辐射的无需发射率假设模型多点真温及发射率自适应数据处理方法,从而进一步开展由点温及面温的多光谱辐射表面温度场重建算法研究,为实现基于多光谱辐射测温理论的温度场测量技术奠定理论基础。经过三年的研究,将多光谱辐射真温和发射率反演问题转换为约束优化问题,提出了基于约束优化的无需任何假设发射率模型的多光谱辐射测温反演算法,利用内点罚函数算法实现了可适合于任何目标的多光谱辐射真温反演,对六种不同光谱发射率材料进行仿真,结果表明在真温1800K及加入5%自由噪声的情况下,温度的不确定度为1800±10K,对火箭发动机尾喷焰采集的多光谱数据处理结果表明,在设计温度2490K的情况下,反演的温度不确定度为2490±25K(Optics Express 2017,25(24):30506)。在面温重建算法方面,利用多点真温结合CCD获得的像素亮度信息,实现了基于多光谱辐射温度场的测量,丁烷喷枪和某型火箭尾喷焰实验也证明了基于多点真温结合图像处理技术可以实现温度场的测量。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(2)
基于发射率偏差约束的多光谱真温反演算法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    光谱学与光谱分析
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    顾伟宏;马召;邢键;李明;宋文龙
  • 通讯作者:
    宋文龙
A data processing algorithm for multi-wavelength pyrometry-which does not need to assume the emissivity model in advance
一种无需预先假设发射率模型的多波长测温数据处理算法
  • DOI:
    10.1016/j.measurement.2014.11.019
  • 发表时间:
    2015-05-01
  • 期刊:
    MEASUREMENT
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Xing, Jian;Cui, Shuanglong;Sun, Weimin
  • 通讯作者:
    Sun, Weimin

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其他文献

基于约束优化的多光谱辐射真温反演算法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    光谱学与光谱分析
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    顾伟宏;梁家锋;尹馨;邢键;宋文龙
  • 通讯作者:
    宋文龙
非球形烟尘粒子后向散射场的光谱分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    光谱学与光谱分析
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邢键;唐红;齐旭;原桂彬;孙晓刚
  • 通讯作者:
    孙晓刚
森林地表凋落物含水率红外光谱特性分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    光谱学与光谱分析
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邢键;叶颖慧;马召;彭博;杨柳松;宋文龙
  • 通讯作者:
    宋文龙
基于相位敏感光时域反射技术的导线舞动状态监测
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郝伟博;赵衍双;李卓枢;谢凯;邢键;张建中;苑立波
  • 通讯作者:
    苑立波
基于椭偏法的烟尘粒子复折射率测量
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邢键;孙伟民;孙晓刚
  • 通讯作者:
    孙晓刚

其他文献

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邢键的其他基金

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相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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