红外热像仪时间噪声测量技术研究

在对红外热像仪的测量中,噪声是评价红外热像仪性能的主要参数。噪声参数包括时间域噪声和空间域噪声,时间域噪声可分为高频时间噪声和低频时间噪声(即1/f噪声);空间域噪声可分为高频空间噪声(即固定模式噪声FPN)和低频空间噪声(非均匀性噪声)。对高频时间噪声和低频时间噪声进行了严格的区分和定义;给出了在短时间内忽略低频时间噪声时高频噪声NETD的计算模型;在不忽略低频时间噪声时计算高频噪声等效温差的数学计算模型和测量方法;对高频时间域NETD测量结果进行了不确定度分析与评价。     

空间噪声等效温差测试方法研究

噪声等效温差(NETD)是热像仪主要性能参数之一。对空间噪声等效温差(spatial-NETD)的测试方法进行研究,完善空间噪声等效温差测试技术,并对测试结果进行分析比较,指出空间噪声等效温差测试的重要性,为空间噪声等效温差在热像仪性能测试中的应用提供依据。     

红外热像仪的噪声分析

为了深入理解红外热像仪的噪声特性并且应用到实际测量中,对红外热像仪的噪声进行了分类;分别对热像仪的各种噪声分量的产生和影响进行了深入分析;并重点分析了3维噪声模型、单一参数方法和4参数模型,给出了这几种模型的优缺点;最后指出在实际测量红外热像仪的噪声特性应该采用四参数模型,并给出了一个测量实例。     

参数设置对噪声等效温差（NETD）测试影响分析

噪声等效温差是一个用以标志红外热成像系统灵敏度的广泛使用的参数.在实际测试中各种参数的设置会对噪声等效温差的测试结果产生较大的影响,主要有积分时间、增益、背景温度等.详细分析了噪声等效温差及各参数的理论模型并在此基础上进行了实验与分析,定量地给出了各参数对噪声等效温差的影响,这为正确测试噪声等效温差提供了重要的参考依据.     

热像系统温度特性分析研究

军用非致冷红外热像仪要求有很好的环境温度的适应性,其工作温度要求一般为-40～60 ℃.根据国内常见的非晶硅型非致冷焦平面器件的材料特性、结构原理及焦平面的热平衡方程,研究了焦平面衬底稳定工作温度与噪声等效温差的关系,并在MATLAB软件中模拟了其关系曲线,为此种类型的焦平面在低温下操作时提高图像质量和降低功耗,提出了新的解决方案.     

红外热像仪成像评估系统设计

红外热像仪在军民应用领域发展迅速。如何客观地评价红外热像仪成像效果,为红外热像仪成像性能提供定量的数学描述,同时也为研究红外成像系统的图像清晰度、目标探测距离和目标跟踪性能提供支撑依据,成为必须要解决的问题。本文提出的红外热像仪成像评估(质量评价)系统具有红外图像数据采集与处理功能,配合红外成像评估的靶标系统（由黑体、辐射靶标控制台、准直光学系统、数显精密转台组成）进行红外图像数据测试评估。设计了图像评估的主要性能指标,并提出了数学模型及其实现的步骤,其中包括图像不均匀性(Non-uniformity,NU)、信号传递函数(Signal Transfer Function, SiTF)、噪声等效温差（Noise Equivalent Temperature Difference, NETD）、角线性度（Angular Linearity, AL）、目标成像定位角误差（Target Imaging Positioning Angle Error, TIPAE）等主要评价技术指标。测试结果表明,该系统的性能非常优越,成为红外热像仪研制过程中必备的调试、测试设备。     

用三维噪声模型对扫描型热像仪测试与分析

热像仪图像质量的好坏很大程度上取决于噪声的控制,所以热像仪噪声的评价与测试显得非常重要.对一代32元线列探测器与二代288×4焦平面探测器的扫描型热像仪进行了三维噪声对比测试.结合热像仪整机系统的原理和结构,详细对比分析了各个噪声分量产生的原因.分别计算一代与二代扫描型热像仪的空间噪声等效温差(S-NETD)与时间噪声等效温差(T-NETD).研究表明,一代热像仪空间噪声占主导地位,空间相关的噪声和时间相关的噪声相差较大,而二代热像仪的时间与空间噪声相对比较平均,从噪声分析角度来说,一代与二代扫描型热像仪的主要区别在于空间相关的噪声而不是时间相关的噪声.为三维噪声分析的必要性提供实践依据,为热像仪系统的设计和评价提供参考.     

红外成像系统中全视场的噪声等效温差

从应用的角度提出了全视场噪声等效温差的问题，对单元和多元成像系统全视场的噪声等效温差进行了论述，推导了多元成像系统全视场噪声等效温差的关系式，并对应用中的一些问题进行了讨论。     

优化非致冷红外探测器设计的理论模型

文章建立了一种改进非致冷红外探测器性能的数学模型，分析了探测器结构和噪声对于噪声等效温差NETD的影响，并给出了NETD与探测器温度TD，背景温度下TB，热导G以及探测单元面积A等因素的关系曲线，指出了探测器性能改进和优化的途径。     

红外成像系统噪声等效温差数字图像测试方法

噪声等效温差是评价红外成像系统性能的关键参数之一。数字图像在红外成像系统的显示与记录中得到越来越广泛的应用,但原有的噪声等效温差均是基于模拟图像进行测试。提出基于数字图像的红外成像系统噪声等效温差测试方法,用最小二乘法拟合信号传递函数,用三维噪声模型分析并计算系统噪声,给出了噪声等效温差的计算方法。搭建测试环境,分别对线列扫描红外成像系统和焦平面阵列红外成像系统进行测试,并对测试数据与标称值进行对比、分析。     

高温煤气窑炉测温的研究

分析了窑内气氛对红外辐射的影响,并确定了仪表的工作波段,介绍了WFY—01型窑炉专用红外温度计的工作原理和性能,最后介绍了专用红外温度计测量窑内温度的精度。仪表的现场实测误差小于5℃。     

中温热补偿MLC陶瓷

本文研究了ＢａＯ－ＴｉＯ２－Ｎｄ２Ｏ３（ＢＴＮ）系陶瓷的结构和介电性质。在该系统中加入适量的玻璃和添加剂，获得了一系列中温热补偿独石电容器（ＭＬＣ）陶瓷，实验结果证实：当Ｔｉ／Ｂａ＝１．００３时，ＢＴＮ系陶瓷的居里温度（Ｔｃ）随Ｎｄ２Ｏ３含量的增大而产生逐步漂移。用ＸＲＤ确定了陶瓷的主晶相，ＳＥＭ照片显示出晶粒尺寸对Ｎｄ＾３＋含量的依赖关系，分析了Ｔｉ／Ｂａ比对陶瓷介电系数温度系数（ａｅ）的影响。     

以塑封料温度测量为基础的一种结温计算方法

本文介绍了分立IGBT和二极管的结和塑封料（MC）之间温度差异的总体相关性。我们以引线架背面为基准,通过分立功率器件的相关参数说明这种差异。这些参数包括封装类型（T0220、To220 Fullpack和T0247）和芯片面积。最终给出了一组完整的公式,来计算结温。利用本文的结果,设计工程师将能够准确而轻松地计算器件的真实结温。     

pH-ISFET温度特性分析及其温度补偿方法的研究

本文分析了pH-ISFET测量系统的温度特性,推导了器件输出电压的温漂表达式,提出了“零温度系数工作点”的新概念和“零温度系数调整法”.研究表明,“零温度系数调整法”与“差分对管补偿法”均可使器件的温漂降低1—2个数量级.     

采用pn结温度传感器的数字测温电路

所介绍的测温电路利用ｐｎ结温度传感器将温度信号变成电压信号，经过Ａ／Ｄ转换由ＬＥＤ数字显示。为了避免电磁场的干扰，传感器采用了屏蔽封装。可测点温度。     

高温氧化扩散炉温控系统设计

针对半导体行业高温氧化扩散炉设备设计、实现了一套炉温控制软硬件系统.硬件系统由多路开关、温度变送器、工控机、信号输入输出板卡组成.在此硬件基础上根据工艺要求设计控温软件的结构与算法,改进了PID参数整定算法,引入了轨迹规划算法,完成了多段炉体的控温、斜变升温、PID参数整定和自动温区分布.实验表明,在此系统控制下,炉体能够迭到高温氧化扩散工艺的需求,并且系统的扩展性、稳定性、精确性等方面得到了提高.此温度控制系统已经应用于工业用高温氧化扩散炉设备.     

动车组轴温报警系统用温度传感器测温部位寿命研究

该文主要对动车组轴温报警系统用温度传感器测温部位进行寿命研究,通过建立加速寿命试验模型,并对动车组温度传感器测温部位进行温度循环加速寿命试验,确认了其满足使用寿命6年的要求.     

油罐测温用光纤温度传感器系统的研究

本文提出用含氟高聚物与光学塑料的混合物制作光纤温度传感器温敏探头，讨论了探头结构的影响，介绍了信号测试电路。整机测温精度在０－６５℃范围达±０．３℃，分辨率为０．０３℃。     

利用DS1620温度传感器构成温度监控系统

为了满足某些环境需要温度测量范围广、温度调节方便等要求,以DS1620温度传感器和单片机为基础,设计了一套温度监控系统。该系统不仅能够根据环境温度的改变自动调节温度,而且由于DS1620芯片的测量范围广,温度调节方便,使该系统在温度控制、温度测量方面更加精确与方便。     

Low Temperature Characteristics of FBG Temperature Sensors with Small-size Packaging

Two small-size package methods, thin stainless steel tube based package method and plating gold based package method for fiber Bragg grating（FBG） temperature sensors, are designed. The characteristics of the FBG temperature sensors in the environment temperature between 203 K and 243 K are investigated. The wavelengths of the FBG temperature sensors as a function of the temperature are examined experimentally. The experiment results of the two different small-size package sensors in identical conditions are compared with each other. The transmission spectrum of the sensors is analyzed at the temperature of 273 K and 213 K. The temperature sensitive factors of the sensors are derived analytically and are verified by experiments. Linear fitting to the wavelength-temperature curve is carried out.