真假目标热特性差异的理论分析

根据传热学原理,建立了假目标和真目标的简单传热模型,计算了一日内假目标和真目标温度随时间的变化,结果表明:假目标表面温度可以通过热平衡方程求解;真目标温度日变化受厚度的影响最大,厚度越大,温度变化越平缓,厚度越小,越接近假目标.表面发射率对真目标或假目标温度变化有相同的影响,发射率越低,一日内表面温度就越高.太阳能吸收系数仅在白天具有太阳辐射时对温度有影响,它与发射率对温度的影响刚好相反.     

林地型伪装网热红外发射率取值分析

在晴朗无风的白天及夜间考察了不同发射率伪装网装饰布（热红外发射率从0.63~0.94)与樟树树冠的辐射温差,并参照可见光变形迷彩设计理论分析了林地型伪装网中间色斑块的发射率取值范围。实验表明,传统林地型伪装网在热红外波段不能满足昼夜与林地背景融合的要求。林地型伪装网要满足强日照下热红外伪装的要求,中间色斑块的发射率必须小于0.63;要满足夜间热红外伪装的要求,中间色斑块的发射率不小于0.83。综合采用发射率可变涂料、降低太阳能吸收率、增强网面对流换热等技术手段可改善林地型伪装网与背景的昼夜兼容能力。     

行波管阴极和热子组件的热特性的数值模拟和实验研究

阴极热子组件作为星载行波管的核心部件,要求它具备稳定可靠、寿命长久、低功耗的特点。该文利用数值模拟和热测实验对某星载行波管阴极热子组件结构开展了研究,提出一种接触热阻估算方法,模拟了阴极热子组件结构热特性,设计并完成了阴极热子组件结构热测实验,首次获取了结构在一系列热子加热功率下由内到外的温度实测数据。进一步,通过修正阴极热子组件结构热模拟边界及激励,迭代得到接触热阻值,获取了一种高可靠的阴极热子组件结构热模型,实验表明,该热模型阴极温度计算精度在5%以内,结构最大温度计算误差不超过72 C。     

热红外发射率光谱的野外测量方法与土壤热红外发射率特性研究

基于光谱平滑的温度／发射率迭代算法，提出热红外发射率光谱的野外测量与反演方法；分析了不同组分、粒径及含水量土壤的热红外发射率变化规律。结果表明，在8～9．5μm波长范围内土壤的发射率随SiO2含量的增加而降低，随含H2O量的增加而增大；在11～13μm波长范围内土壤的发射率基本保持不变，基于此分析结果，提出利用热红外光谱数据反演土壤含沙量和含水量的方法。     

含雾湿空气条件下地面目标热特征分析方法

采用考虑自然雾对太阳辐射的衰减、散射作用进而修正的太阳辐射模型,且考虑含雾湿空气条件下雾滴、湿空气与目标表面的换热机理及表面辐射换热、对流换热,建立了含雾湿空气条件下地面目标热特征分析模型,采用该模型计算分析了雾能见度、风速对目标表面温度的影响,分析了典型雾天条件下目标表面温度变化特性。结果表明:在雾出现时段,雾能见度越小或风速越大,目标表面温度值相对越低;考虑雾对目标表面热特征的影响具有很大的必要性。     

航空热红外多光谱扫描仪（ATIMS）数据发射率信息分析和提取

提出了一种提取热红外图像发射率信息的比值加权法，研究表明，本区石灰岩光谱由ＣＯ３弯曲振动控制，发射谷在Ｈ．３μｍ附近，石英砂岩的光谱在８．６－９．０μｍ和９．８－１０．６μｍ为低发射率，而杂砂岩由于含有硅酸盐矿物和一些碳酸盐矿物，在９．８－１０．６μｍ和１０．６－１１．４μ呈相对低发射率。结果显示比值加权法对于航空热红外多波段扫描仪ＴＩＭＳ数据地物发射率信息提取是有效的。     

一种近似用于高发射率城市地表热红外等效发射率的方向性变异核驱动模型及其不确定性分析

地表热红外发射率(8~14 μm)的方向性变异为遥感地表温度的反演及应用引入了不确定性,这种问题在城市地表显得尤为突出。本文发展了一种近似用于高发射率城市地表热红外等效发射率的方向性变异(Urban Surface Emissivity Anisotropy, USEA)核驱动模型,并分析了具体应用时的不确定性,其中USEA用非垂直观测的发射率与垂直观测时的发射率之比定量表示。模型有两个基本假设：(1)白天,USEA具有热点效应,热点位置与太阳位置接近;(2)夜晚,USEA无明显热点效应,且主要与观测天顶角相关。该核驱动模型由各向同性核、多次散射核、以及温差核组成,其中各向同性核为常数1,多次散射核描述了USEA与观测天顶角的关系,温差核描述了USEA的热点效应。基于计算机模拟数据的模型评价结果表明,核驱动模型可以表达USEA的时空变化,但城市地表热惯量会导致模型的适用性降低。该核驱动模型在MODIS等传感器的方向性比辐射率数据上,具有一定的应用潜力。     

一种近似用于高发射率城市地表热红外等效发射率的方向性变异核驱动模型及其不确定性分析

地表热红外发射率(8~14μm)的方向性变异为遥感地表温度的反演及应用引入了不确定性,这种问题在城市地表显得尤为突出.发展了一种近似用于高发射率城市地表热红外等效发射率的方向性变异(Urban Surface Emissivity Anisotropy,USEA)核驱动模型,并分析了具体应用时的不确定性,其中USEA用非垂直观测的发射率与垂直观测时的发射率之比定量表示.模型有两个基本假设:(1)白天,USEA具有热点效应,热点位置与太阳位置接近;(2)夜晚,USEA无明显热点效应,且主要与观测天顶角相关.该核驱动模型由各向同性核、多次散射核、以及温差核组成,其中各向同性核为常数1,多次散射核描述了USEA与观测天顶角的关系,温差核描述了USEA的热点效应.基于计算机模拟数据的模型评价结果表明,核驱动模型可以表达USEA的时空变化,但城市地表热惯量会导致模型的适用性降低.该核驱动模型在MODIS等传感器的方向性比辐射率数据上,具有一定的应用潜力.     

二氧化钒薄膜制备及其热致变发射率特性研究

通过溶胶-凝胶和真空热处理工艺在石英基底上制备了二氧化钒薄膜,对制备出的薄膜进行了X射线衍射及X射线光电子能谱分析,结果表明所制备出的薄膜价态单一,纯度较高,薄膜为多晶态,晶粒尺寸约为27 nm.利用红外热像仪拍摄了薄膜在不同温度下的红外热图并计算了发射率,结果表明二氧化钒薄膜7.5～14 μm波段发射率在相变时发生突变,突变量可达0.6,具有优异的热致变发射率性能,在红外自适应伪装等领域应用前景广阔.     

潜艇热尾流红外特征分析与计算

在建立海水的红外辐射模型的基础之上,综合考虑了海面发射率、天空辐射、阴影遮挡系数、环境大气等因素对探测器接收到的辐射能量的影响,模拟计算出8～14μm波段内探测器接收到的潜艇热尾流浮升到海面之后的辐射亮度.并根据热尾流与周围海水的平均温度差计算出红外探测器对潜艇热尾流的作用距离.分析得出热尾流的红外辐射特性分别与探测方位、风速、尾流温度、环境温度与湿度等因素密切相关,并且当采用温度分辨率达到0.001℃的红外热像仪,尾流温度与周围海水的温差达到0.02℃时,探测器对尾流目标的发现距离、识别距离、认清距离分别为8.84km,3.88km,2.74km.     

空间目标温度分布理论分析

分析了影响空间目标温度分布的主要因素,建立了空间目标热平衡方程,并利用节点网络法给出了求解空间目标平衡温度的一般方法,结合具体实例和相应的简化条件,对大气层外某空间目标温度分布进行了数值计算,获得了其在不同的太阳入射角时表面温度的分布曲线,在工程应用中具有一定参考价值.     

红外热成像测温技术及其应用

简要介绍了红外热成像温度测量技术的工作原理和普通红外热像仪的基本组成,以及利用红外热像仪进行温度测量的一些应用实例和使用过程中的一些经验.     

高抗热震性红外辐射节能涂层的制备与性能研究

以堇青石、SiC、Cr2O3、TiO2、SiO2为原料,与磷酸盐胶粘结剂配料混匀后,经机械搅拌制备红外辐射涂料,采用刷涂的方式在高铝砖基体表面制备红外辐射节能涂层。采用TG-DSC研究分析红外辐射粉末的热稳定性,利用涂-4杯和漆膜附着力测定仪对涂料的流动性能和涂层与基体的结合强度进行表征,采用空冷和水淬方式研究涂层的抗热震性能,并探讨了碳化硅的含量对涂层红外发射率的影响。研究结果表明：胶粉比为2：1时,获得的涂料均匀,流动性最好;以磷酸盐胶粘结剂制备的红外辐射涂料经1100℃以上高温瓷化后,红外辐射涂层与基体的结合力增强,涂层抗热震性能良好;碳化硅含量为40%时,制备的复合红外辐射涂层具有最优的红外辐射性能。此外,在炭砖焙烧窑上使用该红外辐射涂料后,炉内温度提高了128℃,降低能耗8%左右。     

空间目标热分析建模研究

讨论了空间目标热分析的主要研究方法,建立了空间目标的整体模型,分析了目标在空间背景下的热平衡方程,并通过热网络法和有限元对目标与环境间的热交换进行了计算,讨论了不同角系数情况下空间目标的静态温度场分布.     

低发射率涂层对目标温度影响的数值模拟

根据传热学原理,建立了涂层目标的传热模型,计算了一日内目标真实温度和辐射温度随时间的变化以及涂层对目标真实温度和辐射温度的影响,结果表明:涂有低发射率涂层的冷静态目标的真实温度和辐射温度白天都有所降低,尤其是辐射温度,白天降低明显,但真实温度和辐射温度夜间变化都不明显;低发射率涂层对抑制目标红外辐射有一定的作用,而且采用不同发射率级差的涂层实施热斑点是可行的.     

固态组件冷板热扩展体性能分析

固态技术和相控阵雷达是雷达领域研究的重要课题,固态末级功放组件、T／R组件内晶体管等大功耗、高热流密度器件在冷板上会形成局部热障,产生扩展热阻。文中对扩展热阻特性进行研究,探讨了影响扩展热阻的三个参数：厚度、对流换热系数和导热系数,并分析得出提高热扩展体的等效导热系数是减小扩展热阻、强化传热最有效的技术途径之一,最后在此基础上利用数值模拟方法对铜块、热管及蒸发室等三种热扩展体的散热性能进行了分析和比较。     

多孔橡胶板声辐射效率数值研究分析

多孔橡胶板具有优良的隔声吸声性能,是减振和降噪的首选材料,而声辐射效率是描述其声辐射能力的一个重要参数。为了深入分析多孔橡胶板的声辐射性能,建立了可以表征多孔橡胶板特性的描述性模型,采用混合FE-SEA方法对尺寸为500 mm×500 mm×30 mm的多孔橡胶板声辐射效率进行了数值计算分析,研究了多孔橡胶板结构参数(开孔率、孔径宏观参数)和材料特性(杨氏模量、橡胶密度)对声辐射效率的影响规律。结果表明,不同参数在不同频段对声辐射效率的影响特性不同,对不同工况下多孔橡胶板参数优化具有一定理论指导意义。     

弱小目标红外探测系统的杂散辐射分析

杂散辐射是指到达红外探测系统靶面的非目标成像的辐射能量。杂散辐射经过光电器件后增加了系统的噪声,降低了系统的输出信噪比,影响到红外探测系统对目标的探测能力。为了提高红外探测系统对空间弱小目标的探测能力,分析了红外探测系统的杂散辐射来源;推导了不同地理纬度、不同时刻下的红外探测系统太阳辐射入射角计算公式;分别计算了红外探测系统的太阳辐射、天空背景、热辐射噪声等效电子数;比较了杂散辐射噪声和探测器的固有噪声,分析了红外探测系统的最小噪声极限,得出地基红外探测系统的背景噪声决定了系统的探测极限。