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。     

用于热像仪性能测试的表观温差发生器

本文针对当前红外成像系统性能测试中存在的问题,设计了一种用于检定红外热像仪最小可分辨温差的表观温差发生器.基于该温差发生器的结构模型,对温差发生器单元的表面发射率进行计算,分析了材料发射率、槽的深宽比、槽翅宽度比对单元的表面发射率的影响.通过理论计算,分析得出槽的深宽比是影响单元表面发射率最主要的因素.使用红外测温仪分别测量了不同温度下不同槽深宽比的单元表观温度.实验结果表明,这种温差发生器能够通过调整加热温度形成可调节的表观温差.     

一种表面发射率的测量方法研究

大型实验设备由于表面温度难以控制而使其表面发射率精确测量较为困难。在分析表面发射率测量误差主要来源的基础上,提出一种表面发射率工程测量方法。分析并推导了到达探测器上的辐射量,利用两发射率已知的设备,实现了环境辐射量的测量,从而消除了环境辐射对表面发射率测量的影响,有效提高了测量精度。设计了实验方法并进行了发射率测量实验,实验结果表明未考虑环境辐射的测量方法与该方法的计算结果相对误差可达20.37%,验证了该测量方法的可行性和准确性。     

热像仪聚焦程度对红外辐射检测的影响研究

热像仪主要依据红外辐射定律对物体由于温度产生的红外辐射进行测量,是非接触式测温方式的一种方法.在保持其它影响测温精度因素不变的条件下,通过保持热像仪稳定输出来提高精准度.实验采用黑体作为目标辐射源,并将温度设定后保持不变.保持热像仪与辐射源的位置固定不变,只调节聚焦程度来采集数据.分析热像仪聚焦程度对其输出值的影响,通过分析可以看出对于均匀的辐射目标源,当热像仪离焦时各个随机点输出的值不一致.只有当其在聚焦的状态下,随机点及区域输出的值才趋于稳定.并计算各点的在不同聚焦程度下的变异系数及区域内方差,进一步确定热像仪输出值的稳定性.实验表明:热像仪聚焦程度对其输出值有较大影响,利用文中聚焦程度与变异系数、区域内方差的计算对于判别热像仪输出值的稳定性具有一定的作用.     

夜间天空背景及云层红外辐射测量分析

采用中波、长波红外热像仪对夜间无云天空背景及云层背景红外辐射亮度进行了测量。无云天空背景中波波段辐射亮度在0.58~1.30 W·m-2·sr-1,长波波段辐射亮度在6.61~15.29 W·m-2·sr-1。由于夜间条件下无太阳辐射影响,相同俯仰观测角条件下,0°~360°各个方向天空背景辐射亮度基本一致。从无云区到有云区,随着云层厚度的增加,其辐射亮度逐渐增大。相对于无云背景,中波波段云层中心辐射亮度增加了1.5%,长波波段云层中心辐射亮度增加了14.2%,长波波段云层对天空背景辐射影响更加显著。     

太阳辐射对管道表面发射率测量影响分析

发射率是影响管道表面散热损失一个重要物理量,其测量过程受环境影响较大,其中,太阳辐射是影响发射率测量结果的一个重要因素.本文从红外热像仪测温原理着手,根据表面辐射传输原理给出了管道表面发射率与辐射能量之间的关系,修正了测量管道表面发射率的方法,通过实验研究了太阳辐射对管道表面发射率测量的影响.结果表明太阳辐射对管道表面发射率测量影响较大,其测量偏差超过25%.     

红外辐射相对温度测量法的新研究

通过分析红外热像仪测温的基本原理,由被测物体表面真实温度的通用计算公式推导出红外辐射相对温度测量的新公式,利用此公式可以消除环境温度对测量结果的影响,并用实验的方法对此公式进行了验证.     

喷气发动机红外辐射成像测试、处理与评估

航空喷气发动机的红外辐射特性是对发动机进行隐身设计与反隐身探测的重要依据。首先,针对发动机高温部件及燃气温度范围宽、梯度大而超出红外热像仪响应范围的问题,提出了多积分时间组合测试方法,实现了不失真测试;其次,通过多帧时间平均方法分析了各积分时间对应的测温范围,并采用逐像素辐亮度值替代方法,获得了代表发动机全部辐射信息的合成图像;最后,根据合成图像计算了发动机红外辐射强度,并与相同测点的红外光谱辐射仪测试结果进行对比,最大误差不超过10%。结果表明:基于红外热像仪的多积分时间组合测试方法及其数据处理方法是合理有效的。     

玻璃钢锚杆加载过程红外辐射实验研究

应用红外探测技术,对玻璃钢锚杆进行了单向拉伸的红外辐射实验研究,结果表明:玻璃钢锚杆拉伸过程中,其红外辐射温度随着荷载的增加而增加,弹性阶段温升变化微小,塑性阶段温升明显,尤其是临近破裂时,温度升高最快,最大温升值为0.3℃.利用玻璃钢锚杆材料的红外辐射温度特征,可以反演该种材料的锚杆与围岩相互作用过程中的应力、应变以及变形等力学性质.     

半透明体后被测物体红外辐射测温误差分析

根据红外辐射理论和红外热成像仪的测温原理,考虑环境、大气、物体透射辐射等多方面影响,建立了红外热像仪对半透明体后被测物体测温的数学模型,分析了半透明体反射率、透射率及其误差、被测物体发射率及其误差对热像仪测温误差的影响,提出了减少半透明体后被测物体红外辐射测量误差的几种对策,提出了提高带红外检测窗口电气柜中带电部件的红外测温准确性的方法。     

红外辐照对人体局部血液循环的影响

综述了用长、短波红外辐射和可见光辐射对人体进行辐照的实验情况,用热电偶温度计测定人的皮肤、皮下组织和肌肉内的温度变化,分析红外辐射对改善人体局部血液循环的可能机制。实验结果表明,红外辐射能改善人体局部血液循环,它在理疗研究中具有较高的实用价值。     

环境高温物体对红外热像仪测温误差的影响

根据红外辐射理论和热像仪测温原理,考虑被测物体附近高温物体温度、位置和被测物体对附近高温物体吸收率的影响,得出了上述因素对被测物体真实温度和测温误差影响的理论计算公式,分析了高温物体温度测量误差、高温物体位置测量误差、对高温物体辐射的吸收率测量误差和附近高温物体的温度对红外热像仪测温误差的影响程度,并给出了减小误差的对策,以提高热像仪的测温精度及降低辐射测温误差.     

太阳辐射对红外热像仪测温误差的影响

根据红外辐射理论,考虑环境,大气,太阳辐射等多方面影响,得出测温误差的计算公式,通过分析各种因素对热像仪测温误差的影响程度,给出了减小误差的对策.     

尾锥冷却对轴对称分开排气系统红外辐射特征的影响

本文采用数值计算的方法研究涡扇发动机轴对称分开排气系统红外辐射特征,分析了轴对称分开排气系统在3～5?m 波段积分辐射强度的空间分布以及各个固体部件红外辐射的贡献,并讨论了高温部件冷却对排气系统红外辐射特征的影响规律。结果表明：在0°方向上,尾锥的积分辐射强度为总积分辐射强度的65%;采用冷却空气对尾锥进行冷却,冷却空气量在0.02 kg/s～0.06 kg/s范围内,尾锥平均温度降低12%～22%,可以降低排气系统红外辐射强度28.4%～41.8%。     

辐射传递通路中的介质对单波段红外测温的影响

本文分析了辐射传递通路中的介质对单波段红外测温的影响。用综合考虑被测目标光谱分布和温度计光谱响应的“等效介质影响系数”概念推导出与一定温度下极限有效波长有关的误差方程,并列曲线说明测温误差和被测温度之间的关系。最后,提出一种在测温现场用辐射温度计本身测出介质影响系数,进而消除介质影响的方法。     

红外辐射的气候环境传输特性分析

主要讨论了红外辐射在大气和云雾雨中的传播特性及受到的影响,并通过性能模型,模拟出了红外辐射的性能曲线。     

气膜孔布置形式对发动机中心锥冷却与红外抑制特性的影响

对发动机中心锥的红外抑制技术开展数值研究,在中心锥上采取气膜冷却技术,比较了不同气膜孔布置形式对冷却与红外抑制特征的影响.外涵低温气流通过支板引入中心锥,在锥体前端形成气膜覆盖,使支板与中心锥壁面得到了有效冷却.研究发现,采用气膜冷却后,喷管腔体壁面温度显著降低,中心锥与支板的壁面温度降低13.5％和14.6％.3～5μm波段上红外辐射得到有效抑制,喷管正后方最大降低41％,0～30°范围内红外辐射特征得到显著抑制.     

远红外辐射釉料

远红外辐射釉料是一种非晶态结构的高效远红外辐射材料,由高效辐射材料和过渡性基质材料组成。本文介绍了高效辐射材料和基质材料各自的和组成后的配方、特性以及烧结工艺,给出了远红外辐射釉料光谱图、X射线衍射图等,得出在高于500K时的全法向发射率ε>0.90,热膨胀系数为3×10~(-6)℃~(-1),与金属基底相近,机械强度高,可广泛应用于军事加温装置和民用加热设备。     

舰船的红外辐射特性

随着红外成像制导技术的发展,舰船受到的威胁日益严重。舰船的红外辐射特性研究对舰船的伪装有重要的意义。简述了影响舰船红外特征的因素,论述了对舰船红外辐射特性的模型建立及数学描述,最后对控制舰船红外辐射的技术进行了分析。     

基于长波红外成像系统的红外辐射特性测量方法

地基红外成像系统是靶场领域实现目标跟踪、实况记录成像的重要成像设备之一。配有高性能红外辐射定标系统的地基长波红外成像系统,可对低温以及常温目标实现高精度辐射特性测量。通过建立制冷型红外辐射特性测量系统的辐射测量模型,在7.7~9.3 μm长波波段利用某光学口径为600 mm的长波红外辐射测量系统实现了对目标的高精度测量。实验结果表明,辐射测量的精度为16.81%,能满足靶场对高精度辐射测量的要求。