基于集成黑体法1000～1500℃石墨材料高温红外光谱发射率测量

建立了基于集成黑体法的材料高温红外光谱发射率测量理论模型,重点讨论了不等温集成黑体空腔有效发射率、观测因子、样品材料外推温降因素的影响.基于集成黑体法搭建了以傅里叶红外光谱仪为红外辐射探测系统的高温红外光谱发射率测量装置.基于蒙特卡罗光线追迹法数值开展了集成黑体有效发射率数值模拟,并进行了实验验证.讨论了辐射源尺寸效应...     

基于集成黑体法的1 000~1 500℃石墨材料高温红外光谱发射率测量

建立了基于集成黑体法的材料高温红外光谱发射率测量理论模型,重点讨论了不等温集成黑体空腔有效发射率、观测因子、样品材料外推温降因素的影响。基于集成黑体法搭建了以傅里叶红外光谱仪为红外辐射探测系统的高温红外光谱发射率测量装置。基于蒙特卡罗光线追迹法数值开展了集成黑体有效发射率数值模拟,并进行了实验验证。讨论了辐射源尺寸效应、光谱响应度线性度等非理想因素对集成黑体法高温光谱发射率测量的影响。开展了石墨材料在1 000℃、1 300℃、1 500℃的红外光谱发射率实验研究,并与已公开发表的测量结果进行了比对。本文结果与文献数据优于5%的良好一致性,验证了集成黑体方法在高温发射率测量中的可行性。     

用傅里叶光谱仪测量探测器光谱响应方法的研究

详细介绍了一种新颖的测量探测器光谱响应的方法。与过去的方法相比，它具有灵敏度高、测量速度快、测量精度高、操作方便等优点。该方法以傅里叶光谱仪为主要测量设备，配合相应的测量软件，非常方便适用。本文主要介绍它的原理和部分测量结果。     

傅里叶变换红外光谱辐射定标方法的研究

红外辐射定标是红外遥感信息定量化的关键技术,对所测光谱进行定标是定量分析中的重要环节.给出了两点定标、线性多点定标和非线性多点定标的具体算法,使用傅里叶变换红外光谱仪,测量了HFY-302B和HFY-300B型黑体在不同温度下的辐射谱,其中一些辐射谱用于定标,使用另外一个特定温度下的辐射谱来检验定标结果,结果表明,线性多点定标方法更加准确.     

基于光通量倍增法的傅里叶红外探测系统光谱响应度非线性测量

在宽动态范围、高分辨力、宽频谱红外辐射测量中,傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)是常用的探测单元,其光谱响应度的非线性是宽动态范围红外光谱测量的不确定度主要贡献项之一。基于光通量倍增原理,建立傅里叶红外光谱探测系统的非线性测量实验系统。实验研究了在非线性测量典型时间段内的黑体辐射源和FTIR红外光谱探测系统的漂移特性,设计了测量序列变换模型来消除测量过程中的一阶线性漂移影响。在200～1 000℃范围内,实验测量了FTIR红外光谱探测系统的非线性特征,给出了在典型波长3.9μm和10.6μm处的非线性测量结果及相应的不确定度。     

红外傅里叶光谱仪用于红外探测器相对光谱响应曲线测试的几个问题

在使用红外傅里叶光谱仪进行红外探测器相对光谱响应曲线测试过程中,遇到了标准探测器如何选择和扫描速度(频率)参数如何设置的问题。通过分析测试原理、测试方法和测试仪器的工作原理,找到了问题的实质和解决问题的方向。     

利用傅里叶变换测量红外焦平面器件响应光谱

利用傅里叶变换测量光谱的方法具有大通量、高信噪比的优势,在红外测试领域具有重要的应用价值。利用步进扫描和时间分辨的方法,可以同步傅里叶变换红外光谱仪动镜移动和焦平面器件的输出,获得高质量的干涉图,从而计算得到器件的响应光谱。在本系统测量范围400~10000 cm-1内,所得光谱的分辨率可以达到4 cm-1。     

利用傅里叶变换红外光谱测量甲苯光氧化产物

甲苯是大气中主要的挥发性有机污染物 和二次有机气溶胶的前体物。采用自制的烟雾腔模拟装置 研究了无氨和有氨时由羟基启动的甲苯光氧化过程,利用傅里 叶变换衰减全反射红外光谱测量了甲苯光氧化产物的分子官能 团,并对其化学组分进行了定性分析。实验结果表明,两种情况下 的甲苯光氧化产物中都含有苯 环、O-H、C=O和C-O等官能团,并 含有较高浓度的甲基酚、醛、酮和羧酸等有机物。而有氨 时的甲苯光氧化产物中还含有C=N、C-N和N-H等官能团,它们 对应于咪唑类含氮有机物的化学键特性。该结果为研究甲苯光氧化 反应机理提供了新的实验依据。     

黑色中性笔墨水的傅里叶变换红外光谱分析

黑色中性笔墨水主要由溶剂、色料、增稠剂、稳定剂和其他添加剂等组成,不同厂家或同厂家不同牌号中性笔墨水的成分不同,这为中性笔墨水的种类鉴别提供了依据.本文利用傅里叶交换红外光谱法(FT-IR),测定市面上常见的32种黑色中性笔墨水成分.根据红外特征谱图的峰位、峰数,峰形和峰强,可将不同生产厂家或牌号的黑色中性笔墨水区分开.该法具有快速、准确、灵敏度高、不破坏样品等特点.     

基于响应率修正的傅里叶变换光谱仪非线性校正算法研究

傅里叶变换高光谱仪器在定量化遥感领域展现出极大的优势,非线性校正是保证在轨辐射定标精度不可缺少的过程。针对搭载于风云四号静止轨道干涉式红外探测仪（FY-4/GIIRS）运行轨道受日晒分布不均匀、仪器环境温度日变化剧烈的特点,推导出一种基于仪器光谱响应率修正的非线性校正算法,通过测量一组标准参考辐射源光谱量化值和光谱响应率,拟合得到光谱响应率一次项修正系数。在仪器环境温度变化后,利用一次项修正系数、黑体观测光谱值和黑体观测光谱响应率重新计算光谱响应率常数项修正系数,就可以得到任意仪器环境温度下的仪器非线性校正系数。经仪器发射前地面热真空（TVAC）定标试验数据验证,该算法简单有效,在各试验环境温度工况下,对180～320 K观测范围内的辐射定标精度均有明显的提高。     

高精度星载微波定标源黑体温度测量控制系统的设计

微波辐射定标源作为微波辐射计的重要载荷设备,可校准微波辐射计输入亮温度与输出量值间的关系,实现微波辐射计灵敏度、线性度和稳定度等参数的标定。针对辐射源黑体及其测温传感器,设计了一种在轨温度测量与控制电路,用于温度信号的检测与调理、低通滤波、数据采集、温度数据处理以及温度的稳定控制。地面测试与在轨运行均表明,系统满足星载微波辐射计的设计要求,具有高精度、高可靠性的特点。     

The measurement of responsivity of infrared photodetectors using a cavity blackbody

For the measurement of responsivity of an infrared photodetector, the most-used radiation source is a blackbody. In such a measurement system, distance between the blackbody, the photodetector and the aperture diameter are two parameters that contribute most measurement errors. In this work, we describe the configuration of our responsivity measurement system in great detail and present a method to calibrate the distance and aperture diameter. The core of this calibration method is to transfer d...     

基于万用表组建高精度温度测量系统

温度测量遍布于各种工业现场,可是要实现精确、快速的温度测量并非易事。困难的主要原因是温度信号本身并不像一般的物理信号那么容易直接检测,并且通常需要以数字形式保存或记录温度测量数据,这些将涉及到传感器技术、精确测量和数据处理等技术。本文将利用RIGOL的台式万用表DM3068提供一种便捷、准确的解决方案。     

Piecewise linear system modeling based on a continuous thresholddecomposition

The continuous threshold decomposition is a segmentation operator used to split a signal into a set of multilevel components. This decomposition method can be used to represent continuous multivariate piecewise linear (PWL) functions and, therefore, can be employed to describe PWL systems defined over a rectangular lattice. The resulting filters are canonical and have a multichannel structure that can be exploited for the development of rapidly convergent algorithms. The optimum design of the class of PWL filters introduced in this paper can be postulated as a least squares problem whose variables separate into a linear and a nonlinear part. Based on this feature, parameter estimation algorithms are developed. First, a block data processing algorithm that combines linear least-squares with grid localization through recursive partitioning is introduced. Second, a time-adaptive method based on the combination of an RLS algorithm for coefficient updating and a signed gradient descent module for threshold adaptation is proposed and analyzed. A system identification problem for wave propagation through a nonlinear multilayer channel serves as a comparative example where the concepts introduced are tested against the linear, Volterra, and neural network alternatives     

定标黑体的温度稳定性对热成像的影响分析

定标黑体是红外扫描仪的重要组成部分,其性能的好坏会影响到红外成像的质量。以某次遥感飞行获取的海表热红外图像中出现明暗条纹的现象为例,分析了定标黑体的温度不稳定性对热红外成像的影响,主要是由于扫描仪中用于箝位的低温黑体控温精度低。针对该明暗条纹消除方法,介绍了常规的基于图像处理的“Laplacian噪声消除法”,并提出了一种新的解决方法“恒定参考源法”,通过对比这两种方法,认为在难以保证黑体控温精度的情况下,关闭黑体的温控功能是一种更好的解决方法,对于红外扫描仪的遥感应用具有一定的指导意义。     

基于耐高温存储卡的PCR仪校准系统研制

采用耐高温存储卡技术设计开发了一套适合PCR仪在线监测的校准系统。该系统以存储卡为媒介对采集的数据收集和传递,消除校准过程外接数据引线而引起PCR仪运行故障或测量结果偏离的影响。实验结果表明,该系统温度传感器误差在0.03℃以内,16路温度传感器均匀性良好,存储卡收集的数据真实可靠,可作为校准PCR仪温度参数的标准器使用。     

基于AD7799的热敏电阻高精度测温系统

针对海洋中投弃式仪器的快速响应高精度测温要求,提出了一种基于AD7799的热敏电阻测温设计方案.该方案采用24位△-∑高精度A/D转换器AD7799为核心部件,以高灵敏度负温度系数热敏电阻为温度传感器,MSP430单片机为MCU,实现了系统的数字化;通过多点校准插值的方法使系统获得测温高精度.经过大量实验证明该系统工作稳定,可靠性高.实验数据表明系统的分辨率超过0.001℃,测温精度可达0.02℃.     

超连续激光单色仪系统级光谱响应度定标比对验证

细分光谱扫描定标技术是实现遥感器高精度光谱辐射定标的重要方式,基于超连续激光单色仪的定标装置是实现遥感器细分扫描定标的新选择。为验证所建立的超连续激光单色仪装置的系统级定标能力,利用硅辐亮度计和滤光片辐射计,分别采用超连续激光单色仪定标装置和可调谐激光定标装置对其进行了系统级绝对光谱响应度定标比对验证。实验结果表明:在所验证波段范围内,两种定标装置获得的硅辐亮度计绝对光谱响应度系统级定标结果最大偏差为0.6%。通道式滤光片辐射计的带内绝对光谱响应度定标结果最大偏差优于0.4%,带内积分响应度最大偏差约0.1%。文中的研究验证了超连续激光单色仪定标装置具有良好的系统级定标能力,能够获得较高的定标精度,在遥感器的绝对光谱响应度定标中具有重要应用前景。