探测器温度对非致冷型微测辐射热计热像仪测温的影响与修正

根据红外辐射理论和红外热像仪的测温原理,得到了红外热像仪测温的计算公式及测温程序,分析了非致冷微测辐射热计的温度对测温的影响,并得出了相应的修正公式和修正方法.得到的两种修正方法简单易行,为非致冷微测辐射热计阵列热像仪的设计制造及实际使用提供了一定的方法和依据.     

基于CPLD的非致冷红外焦平面阵列驱动电路的设计

分析了非致冷红外焦平面阵列的各项参数及接口,根据焦平面的接口要求设计了驱动电路.其中包括时序逻辑驱动电路、直流偏置电压电路及单芯片焦平面温度控制电路.使用VHDL语言对驱动时序发生器进行了硬件描述,采用ModelSim对所设计的驱动时序进行了仿真.仿真与实验结果表明此方案满足非致冷红外焦平面阵列的驱动要求.     

一种高精度非致冷红外焦平面温度控制系统的设计

非致冷红外焦平面基准温度的稳定性和均匀性直接决定了其应用系统的性能.分析了基于PID算法的温度控制原理,在此理论基础上,设计了针对非致冷红外焦平面的高精度微型温度控制系统,该系统利用专用控制芯片ADN8830对TEC进行PID闭环自动控制,温度恒定范围在0～45℃时,实现了温度稳定度±0.01℃的性能指标.该系统还具有高精度、小型化、低噪声、快速稳定等优点,为提高红外焦平面系统温度稳定性、迅速达到稳定工作状态提供了有益的参考.     

非致冷红外焦平面阵列读出电路的噪声抑制

读出电路(ROIC)是非致冷红外焦平面阵列器件(UIRFPA)的关键组成部分之一。RO-IC性能的好坏直接影响到UIRFPA的性能,非致冷红外焦平面阵列读出电路的噪声抑制也是一个研究的热点。文章探讨了非致冷红外焦平面阵列读出电路的噪声及抑制方法。仿真实验结果表明,该方法具有一定的先进性。     

基于AVR的非致冷探测器温控系统的设计

非致冷焦平面热成像系统由于自身的众多优点,在诸多军事和民用领域都具有广泛的应用.作为当前红外成像领域的研究热点,非致冷焦平面的工作温度特性在很大程度上决定了非致冷探测器的成像质量.为了满足快速、稳定和数字化的系统要求,采用AVR单片机对非致冷探测器的温度系统进行控制,通过调节单片机内部比例积分校正网络参数,提高了非致冷...     

用红外热像仪分析人体的温度分布和病灶

非致冷红外热像仪具有价格低、重量轻、功耗低、体积小、性能可靠等特点。本文采用微测辐射热计非致冷焦平面红外热像仪对人体温度的分布情况进行了研究。由于红外灰度图像的对比度较差以及各个部位的红外图像的灰度范围不同,对微测辐射热计非致冷焦平面红外热像仪得到的红外图像进行了自适应阈值伪彩色图像处理,处理结果为分析病灶的位置和大小提供了方便。     

基于FPGA的非致冷红外焦平面偏压稳定电路

温度变化对非致冷红外焦平面成像的均匀性有一定的影响。其中一个原因是,受温度 影响后,非致冷红外焦平面的偏置电压会变得不稳定,使焦平面输出产生微小偏差,从而降低成像质量。针对以 上问题,利用FPGA接收ADN2850输出反馈的方法,将数据与预设值进行比较,从而可以不断校正与预设值的差值, 使偏压电路保持了稳定,提高了红外焦平面的成像质量。该方法具有精度高和反应快的特点。     

非制冷焦平面红外热像仪测温范围拓展研究

非制冷焦平面红外热像仪其核心部件是红外焦平面阵列,以法国UILS公司生产的UL01011型非制冷焦平面红外探测器技术参数为基础,其工作波长范围为8～14 μm,温度感测范围为-20～60 ℃。为拓展测温范围,在非制冷焦平面红外热像仪前加装衰减波片,通过对不同衰减波片的实验数据的计算,得出不同条件下的测温范围,以完善其测量广度。     

红外焦平面阵列二元非线性的非均匀性理论模型

 非均匀性校正是红外焦平面阵列成像质量提高的关键,在现有一元线性理论模型局限下,红外焦平面阵列成像非均匀性校正难以获得校正精度的提高.本文通过红外焦平面阵列探测器成像机理及其成像过程理论分析,推导了影响探测器响应及其非均匀性的主要因素,首次建立了红外焦平面阵列二元非线性的非均匀性理论模型,通过实验测试及其统计分析验证了理论模型.该模型能在较宽红外辐射和环境温度范围内准确预测红外焦平面阵列响应曲线及其非均匀性,比原一元线性理论模型更全面准确地描述了红外成像非均匀性影响因素及探测器响应关系.     

一种用FPGA实现的IRFPA数据采集电路设计

介绍了非致冷红外焦平面阵列数据采集电路的关键技术,实现了基于FPGA的非致冷红外焦平面的时序驱动.在用AD9240将焦平面(FPA)输出的模拟信号转换成数字信号后进行了信号采样,并实现了FPA偏置电压的调节.最后,利用PCI Express总线实时采集了红外图像.结果表明,本采集电路具有损耗低、性能稳定、采集速度快等特点.     

基于标准黑体的物体表面发射率计算方法研究

红外测温仪器的精度和被测物体表面的发射率对测量物体红外辐射特性的准确性影响很大。为了提高物体表面发射率的计算精度,先通过标准黑体对红外热像仪进行标定。然后,利用标定好的红外热像仪测量温度,计算出被测物体表面的发射率。将基于神经网络的红外热像仪标定方法应用到目标发射率的求解方法中,有效地消除了热像仪的系统误差。测试装置简单,测试结果准确。同时,温度和发射率的精确测量为红外隐身材料的研制奠定了基础。     

基于红外热图像灰度修正的辐射测温

基于红外热像仪的测温精度依赖于大气温度、相对湿度、大气透射率、翻转表像温度等参数的测量精度。为了减少这种依赖性和提高测量精度,提出了一种基于红外热图像灰度修正的辐射测温方法。首先基于高精度面源黑体建立了红外热图像灰度修正模型,然后通过灰度修正模型对实测的目标灰度进行修正,最后通过基于加权最小二乘法建立的热像仪辐射定标模型等计算出修正后的目标亮度和温度。在实验室环境下,分别基于红外热像灰度修正辐射测温法和直接用热像仪测温对目标进行了测量。结果表明,在实验室环境下,前者的平均测量精度较后者提高了3.6%。该方法对实验室环境下红外测温有较好的实用价值,对外场红外测温也有一定的借鉴意义。     

热辐射测温系统中探测器非线性校正方法

热辐射测量技术中,红外探测器的非线性效应导致对目标红外辐射测量时存在一定误差.依据黑体辐射定律,理论计算得出黑体在不同温度、一定波长带宽下的热辐射量曲线,实验测得同样参数下红外探测器检测到的热辐射量.利用理论曲线对探测器的检测曲线进行修正,校正探测器非线性效应,提高热辐射测温的测量精度.     

距离对红外热像仪测温精度的影响及误差修正

通过分析红外热像仪测温原理,得出距离是影响测温精度的因素之一.为了提高测温精度,设计了距离对红外热像仪测温影响的实验.首先利用黑体对红外热像仪进行标定,然后在不同距离处对黑体进行测温.实验结果表明,距离的变化对测温精度有较大影响.通过整理实验数据,得出了两种温度下距离对测温精度的影响曲线,并拟合出了误差修正公式.经过误...     

红外热像仪高精度测温标定技术

红外热像仪能够监测目标温度从而起到事故预警与位置确认、大规模人体表面温度筛查等作用。由于环境温度变化与红外辐射吸收产生的温度漂移现象,目前大部分测温红外热像仪需要采用黑体进行实时校正,但是基于黑体的红外热像仪架设场景固定,便携性差。针对以上问题提出了一种无黑体式红外热像仪测温标定和温度补偿技术,通过对红外测温原理进行推导,采用多黑体标定获得目标温度与辐射量的先验关系,针对探测器内部结构引起温度漂移,由牛顿冷却定律进行非线性建模实现实时温度补偿。通过实验验证,所提出的测温标定技术可将测温平均相对误差长时稳定保持在0.9%以内,相比于标定前平均相对误差有效降低64%,从而实现小型化红外热像仪便携、实时、稳定高精度测温。     

基于红外测温的电气控制柜内部元件热缺陷严重程度的反问题识别

根据国家相关标准建立了电气控制柜内部元件发热故障的判断方法和标准.结合红外辐射理论分析了控制柜内部过热元件对壳体内表面的热辐射,得到了壳体内表面的辐射热流密度,并针对受热壳体建立了二维热传导模型.基于壳体表面的红外成像测温数据,运用L-M算法进行了导热反问题模拟研究,准确求解了控制柜内部元件在不同热缺陷程度时的发热温度...     

基于图像灰度的大范围辐射温度反演

为解决高温辐射源和环境温度对红外测温的影响,提高极端工况下红外热像仪的测温精度,以红外辐射理论以及红外热像仪测温原理为基础,提出了一种将红外图像灰度与目标温度、环境温度和积分时间相结合的综合辐射温度反演方法,该方法实现了环境(镜头)温度与场景温度参量解耦,可以独立预估各参量变化所产生的探测器响应变化。首先对红外热像仪进行数据标定,标定时一般采用高精度面源黑体,之后通过计算面源黑体辐射亮度,利用黑体辐亮度和黑体灰度的线性关系,对黑体温度与黑体图像灰度值两组数据之间关系进行拟合,建立全环境温度和全积分时间的大范围温度反演匹配模型。最后在实验室环境下,分别用热像仪和基于灰度的温度反演模型对探测目标进行测温。经过实验验证,该反演模型在实验室环境下取得了较为良好的效果。     

改进神经网络的红外成像测温算法

根据热辐射理论和红外成像仪的测温原理,推导了被测物体表面真实温度的通用计算公式以及红外图像的热值与真实温度的对应关系.针对神经网络温度计算法在计算温度时存在较大误差的问题,提出用最小二乘法和改进输入的神经网络法计算温度.这两种算法以红外威像仪输出的三基色之间的比值为自变量或输入量,更好地体现了比色测温原理,因此能较好地消除在实际测温过程中发射率、烟尘和火焰脉动对计算结果带来的影响.通过仿真结果表明,这两种方法的计算精度均高于原神经网络法的精度,而改进输入的神经网络温度算法的计算精度略高于最小二乘法的计算精度.     

红外热像仪参数测量装置的仪器常数模型研究

在红外热像仪的参数测量过程中,由于辐射温差在传输过程中受到测量系统各单元的光学反射率以及大气传输等的影响,热像仪实际接收到的辐射温差并非目标的原始温差.通过对辐射能量传输的分析,提出了双黑体参数测量装置"仪器常数"的概念并对其进行了建模仿真,此模型可以在测量中减小由辐射温差传递带来的误差,从而提高了双黑体参数测量装置的测量准确度.