反射辐射和探测器本身的辐射对实测测温系统测温精度的影响及其抑制

在介绍一种采用钽酸锂热释电探测器实现的实时删温系统的基础上，着重讨论了反射辐射和探测器本身的辐射对该系统测温精度的影响。提出了抑制反射辐射及探测器本身的辐射对测温精度影响的4条措施：1)采用水冷遮蔽板并对探测器进行水冷；2)尽可能地使探头正对待测物体表面；3)选择合适的仪器工作波长带宽(Δλ=10nm)；4)进行电气补偿。进行了一些必要的分析与讨论．得到了采用水冷遮蔽板、将探头尽可能地正对待测面并选用合适的波长带宽可以有效地抑制反射辐射、及对探测器进行水冷并进行电气补偿，可有效地抑制探测器本身的辐射的结论。实验表明，采取优化措施后，在要求的测温范围400～1200℃内测温精度不低于0．3％．符合设计要求。     

反射辐射和探测器本身的辐射对实时测温系统测温精度的影响及其抑制

在介绍一种采用钽酸锂热释电探测器实现的实时测温系统的基础上 ,着重讨论了反射辐射和探测器本身的辐射对该系统测温精度的影响。提出了抑制反射辐射及探测器本身的辐射对测温精度影响的 4条措施 :1)采用水冷遮蔽板并对探测器进行水冷 ;2 )尽可能地使探头正对待测物体表面 ;3)选择合适的仪器工作波长带宽 (Δλ =10nm) ;4 )进行电气补偿。进行了一些必要的分析与讨论 ,得到了采用水冷遮蔽板、将探头尽可能地正对待测面并选用合适的波长带宽可以有效地抑制反射辐射、及对探测器进行水冷并进行电气补偿 ,可有效地抑制探测器本身的辐射的结论。实验表明 ,采取优化措施后 ,在要求的测温范围 4 0 0～ 12 0 0℃内测温精度不低于 0 3% ,符合设计要求     

非致冷红外焦平面成像系统辐射测温技术研究

为了消除由非致冷红外焦平面自身温度变化造成的辐射测温偏差,提出了一种基于G-t(黑体辐射灰度-探测器工作温度)标准曲线进行辐射测温的新方法.该方法从热辐射理论和热像仪测温原理出发,利用实验测得的G-t标准温度关系曲线,并结合灰体表面真实温度的计算公式,最终实现了非致冷红外焦平面成像系统的高精度辐射测温.实验结果表明,当...     

光源对测温系统测温精度及测温范围的影响

基于Kirchhoff定律，依照测温系统的激光光源的能量、波长、探测器的灵敏元面积和光学系统的相对孔径与温度分辨力、测温精度及测温范围之间的关系，对采用LiTaO3热释电探测器作光电转换器件的实用化实时测温系统的激光光源进行了优化选择。结果表明，在测温范围400-1200℃内，采用所选择的半导体激光器(LD)作为该实时测温系统的激光光源，其温度分辨力不低于0．4K，测温精度不低于0．3％。     

红外光纤用于低温辐射测温的研究

探讨了将红外光纤（束）直接与靶目标和探测器耦合，用于低温辐射测温的理论和技术．导出了光纤的有效临界角．证明了在直接耦合时，光纤（束）接收和传输的功率与光纤和靶目标表面耦合间距无关；当耦合准直角变化在±１５°范围时，与准直角无关     

探测器本身的辐射对实时测温系统测温精度的影响及其抑制

在介绍一种采用钽酸锂热释电探测器实现的实时测温系统的基础上，着重讨论了探测器系统本身的辐射对该系统测温精度的影响．提出了抑制探测器系统本身的辐射对该系统测温精度影响的三条措施：一是对探测器进行水冷；二是采用一带宽为150nm的窄带干涉滤光片；三是进行电气补偿并进行了一些必要的分析与讨论．同时实验也表明，在采取上述抗干扰措施后，在要求的测温范围400℃～1200℃内，测温精度符合设计要求．     

热象仪测温精度探讨

由于测温精度是热象仪主要指标之一,因而在研制和使用中必须重视测温精度的研究。本文分析了热象仪测温中诸因素:非线性光谱响应、环境辐射、测量距离等对测量精度的影响,并提出提高测温精度的方法。     

热释电红外电视测温的物理基础

在温度和辐射基本定律的基础上，讨论了利用物体辐射红外能量进行非接触式测温的一些基本要点，针对热释电红外电视这一特殊的红外成像系统的特点，提出了红外热电视测温的可能性及基本方法，     

航天遥感器热红外波段辐射精度分析

根据遥感器的辐射定标方法和计算模型,对遥感器的辐射精度进行了分析。当假设遥感器观测地面目标、冷空间和星上黑体定标源都通过扫描镜成像时,扫描镜的热辐射以及仪器有背景辐射能量不会对辐射精度产生影响,影响遥感器辐射精度的主要因素是遥感器的信噪比、星上定标黑体的比辐射率误差、星上定标黑体的温度测量误差以及中心波长的漂移等因素。     

实时测温系统中采样精度的提高措施

在介绍一种利用InGaAs/I半导体激光器并采用钽酸锂热释电探测器实时测量比辐射率及温度的系统的基础上,着重讨论了从光、电干扰及其抑制这两方面所采取的提高其采样精度的措施：一是在抑制光干扰的基础上选择合适的采样时机并优选采样结果;另一是在抑制电干扰的基础上选择合适的采样周期并进行信号平均。给出了系统的采样硫程图,进行了一些必要的分析和讨论。     

环境温度对红外辐射测量精度的影响及修正

为了提高靶场红外系统的辐射特性测量精度,找出外场复杂环境温度变化对测量精度的影响并进行相应地修正。首先,建立了红外系统辐射定标的数学模型,模型中包含杂散辐射噪声影响和内部暗电流噪声的影响。接着,通过在高、低温箱内进行辐射定标实验,找出环境温度变化对辐射定标模型中各参数的影响。实验结果表明:环境温度改变引起的杂散辐射变化对辐射特性测量精度有较大影响。同时发现,环境温度变化时,杂散辐射引起的探测器像元灰度输出变化量近似等于实测的全系统像元灰度变化量,最后根据这一结论提出一种简易的适合外场应用的红外系统辐射定标数据修正方法,采用这种方法,以70℃黑体为目标,在0~50℃的温度范围内,黑体温度测量误差的均方根由0.8℃降低到0.095℃。在不增加操作难度的同时,大大地提高了外场红外辐射特性测量精度。     

辐射测温系统动态范围的展宽与定标

辐射测温作为研究红外诱饵等火工品燃烧特性的重要手段,常常由于探测器材料限制,测温范围较窄,不能满足高燃温火工品温度测量的需求。针对某型红外热相仪测温范围较窄的问题,本文首先对辐射测温系统定标理论进行了分析,确立了宽动态范围探测器像元灰度响应与目标辐射亮度的关系；其次通过前置透过率为0.119 %的中性密度衰减片,将系统在250 μs积分时间下的最高可探测温度由140 ℃提高到1796.33 ℃,同时使得系统在500 μs积分时间下的最高可探测温度达到1233.81 ℃,并且在250 μs,500 μs,800 μs,1000 μs,1500 μs五个档位的积分时间下对450 ℃以上的高温测量误差小于0.5 %,具有良好的测量精度。     

环境辐射对实时测温仪测温精度的影响及抑制

在简要介绍一种利用半导体发光器件作辅助测量光源、以InGaAs光电二极管作光电转换器件实现的实时测温仪(工作波长1.5μm、波长带宽20nm、测温范围400℃至1100℃)的基础上,着重讨论了环境辐射体的辐射对其测温精度的影响,提出了抑制环境辐射体的辐射对仪器测温精度影响的三条措施:一是采用遮蔽板和孔径光阑;二是尽可能地使探测器正对待测面;三是进行电气补偿。进行了一些必要的分析与讨论,得到了采用遮蔽板和孔径光阑、尽可能地使探测器正对待测面和进行电气补偿可有效抑制环境辐射体的辐射对仪器测温精度的影响的结论。实验表明,采取这些措施后在仪器的测温范围内,其测温精度不低于0.2%、符合设计要求。     

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.     

视场超出目标的红外测温误差修正方法研究

为解决红外测温系统超出有效测温距离导致的测温精度下降问题,从红外热辐射理论出发,提出了一种视场超出目标辐射表面积的红外测温系统误差修正方法。通过计算全视场范围内的辐射照度,获得了对应的红外测温系统电压响应值。依据电压响应值与温度之间的关系,并充分考虑物体表面形貌特征,去除全视场范围内背景温度的影响,得到目标体的表面真实温度值。相对于以往的修正方法,该方法能很好地修正有效测温距离外的物体表面温度,结果与被测物体实际温度更为相近。因此,该方法极大地增强了红外测温系统的工业现场适用性。     

一种实用化实时测温系统的温度分辨力

基于Kirchhoff定律,利用半导体激光器InGaAs/I及钽酸锂热释电探测器设计了一种实用化的实时测温系统。基于系统温度分辨力的要求,对光学系统的相对孔径及选频放大器的带宽进行了优化设计。结合V(T)～T曲线的温度灵敏度和相对灵敏度变化曲线,重新讨论了系统的工作波长。实验结果表明,采用所选择的激光波长和光学系统的相对孔径及选频放大器的带宽,在实际的测温范围内,系统的温度分辨力和V(T)～T曲线的温度灵敏度均能够满足系统要求。     

炉内高温背景辐射对比色测温的影响

在近红外比色测温中,当炉内环境辐射强度高于被测工件辐射强度时,环境辐射对测量结果的准确性有显著影响。为了得到较为理想的测量结果,通过对被测工件在不同温度场下的投射辐射吸收率、反射率和透射率的分析,得出了几者之间的关系,为准确测量工件的实际温度提供了依据;在此基础上,提出一种新的解决高温背景辐射影响的方法。     

基于大气程辐射比例修正的红外辐射特性测量

大气程辐射是影响目标红外辐射特性测量精度的重要因素之一。本文利用大气程辐射修正因子修正大气程辐射值以提高其测量精度。首先,给出目标红外辐射特性测量模型,然后,提出利用大气程辐射修正因子的目标红外辐射特性测量方法。该方法将一定距离下实际测量的大气程辐射和MODTRAN计算的大气程辐射之比定义为大气程辐射修正因子,最后利用该修正因子对其他距离的MODTRAN计算的大气程辐射进行修正并进行目标的辐射反演,获得目标辐射特性。本文利用中波红外摄像机和小面源黑体开展目标红外辐射特性测量实验。实验结果表明,本文方法较传统方法可以在一定程度上提高目标辐射特性测量精度,将精度提高2%左右。     

一种通用的红外辐射特性测量技术

目标的红外辐射特性是实现目标隐身性能评估与目标识别的重要红外数据之一。传统的红外辐射反演技术会将目标分为点目标和面目标来分别加以处理。考虑到靶场目标的飞行姿态和距离变化的影响,利用现有的红外辐射特性数据难以明确地将点目标与面目标分开处理。就此提出了一种通用的红外辐射特性测量方法。该方法可统一实现目标特性的处理,并简化了数据处理的模式。采用口径为600 mm的中波红外辐射特性测量系统对目标反演精度进行了验证。在积分时间为2000 μs和3000 μs的条件下分别对目标进行了数据处理,证实了本文方法的有效性。结果表明,该方法具有一定的工程应用意义。     

基于环境辐射的现场目标发射率测量方法研究

目标发射率测量是目标红外辐射特性测量的基础。介绍了一种基于环境辐射改变的目标发射率的测量方法。分析及推导了到达探测器上的辐射量,通过改变环境辐射的方法测定目标的反射率,进而得到物体的发射率。在实验室内采用黑体作为主动辐射源改变环境辐射,对三种物质分别进行发射率测量,与直接测量的发射率进行比较,结果最大误差为0.017,达到了实际需要,验证了该测量方法的可行性和准确性。该方法为红外辐射非接触精确测量物体温度提供了必要参量。