|
|
|
|
Семинар Лаборатории широкодиапазонных уравнений состояния на тему: "Анализ ошибок измерений гибридного метода наименьших квадратов для бесконтактных измерений температуры и определение зависимости коэффициента излучения от длины волны"
Докладчик(и): Зинин Павел Валентинович Дата, время проведения: 10 февраля 2025 года (понедельник), 15:00 Адрес: Ижорская ул., д. 13, стр. 2, корп. К6, ком. 230 Организация: Научно-технологический центр уникального приборостроения Российской академии наук, Москва, Россия Аннотация В работе [1] был проведён детальный анализ погрешностей метода наименьших квадратов (МНК) при дистанционном измерении температуры и коэффициента теплового излучения с использованием формулы Планка в приближении серого тела. Были получены аналитические выражения для статистических ошибок измерения температуры (Т) и коэффициента теплового излучения (ε),как в приближении Планка, так и в приближении Вина. Проведённые расчёты приводят нас к “парадоксу приближения Вина”. Чем лучше выполняется условие для приближения Вина, тем хуже точность измерения коэффициента излучения по сравнению с точностью измерения температур. Результаты исследования, позволяют получить оптимальную стратегию определения температуры с использованием спектрометрических методов. Она состоит из трех шагов: (1) температура излучающего тела находится с помощью приближения Вина, TW; (2) полученное значение TW используется в качестве начального приближения для одномерной «гибридной» минимизации. В результате находятся значения ε0 и T0, при этом сумма квадратов отклонений, достигает минимума; (3) погрешности измерений оцениваются с помощью метода ковариационной матрицы. Если существует сильная зависимость длины волны от коэффициента излучения и приближение «серого тела» не может быть использовано, необходимо выбрать адекватную функцию коэффициента излучения. Для моделирования коэффициента излучения при мультиспектральных пирометрических измерениях в данной работе рассматривается полиномиальная модель коэффициента излучения. Показано, что применение «гибридного метода» для определения температуры и коэффициента излучения с полиномиальным разложением (а) сводит многомерную минимизацию к одномерной; (б) предоставляет возможность графического управления процессом минимизации и получения аналитических выражений для ошибок измерений. Анализ статистической погрешности дистанционного измерения температуры показывает, что: (a) относительные погрешности как температуры, так и излучательной способности имеют глубокие минимумы на длине волны, близкой к закону смещения Вина; λ=c2/(5To). В докладе также будет показано, что применение мультиспектральных камер позволяет исследовать процессы плавления и фазовые переходы при высоких давлениях. В качестве примеров приведены результаты экспериментов по плавлению алюминида никеля [1] П.В. Zinin, P., Y. Mantrova, P. Grishaev, K. Bulatov, I. Kutuza, “Analysis of statistical uncertainties of non-contact temperature and emissivity measurements in the optical and near infrared ranges”. Measurements. 229, 114376 (2024). |