一种红外辐射特性测量教学训练系统

提出了一种红外辐射特性测量教学训练系统。利用该系统,结合红外辐射特性测量设备的任务及结构原理,设计了近20个操作科目;并阐述了红外辐射特性测量系统标定原理,实现了红外辐射特性测量教学系统的软硬件系统设计;研究并确立了红外探测器指标测试操作科目的计算模型。经实验验证,该系统能满足教学训练要求,有助于士官院校学员对红外辐射特性测量系统原理、结构的学习和掌握。     

1m口径红外测量系统的辐射定标

为了测量空中目标的红外辐射特性,设计了一套1m口径红外测量系统的辐射定标装置。给出了红外测量系统辐射定标的数学模型,以腔型黑体和平行光管组合作为标准辐射源,建立了1m口径红外测量系统的辐射定标系统。考虑该红外测量系统的光谱响应具有选择性,若采用传统辐射定标方法易产生原理误差,故提出了一种基于光栅单色仪和标准辐射计的相对光谱标定方法。给出了该标定方法的数学模型并进行了相对光谱标定。最后,在外场以黑体作为模拟目标进行了辐射特性测量实验。结果表明,应用本文提出的辐射定标方法,1m口径红外测量系统的辐射特性测量误差最大值为9.5%,比传统方法平均减少了约8.7%,可满足实际项目指标要求,非常适合外场辐射定标的应用。     

地基空间目标红外辐射特性测量技术

空间目标红外辐射特性测量试验是获取空间目标辐射特性的唯一直接手段。介绍了研制的地基空间目标红外辐射特性测量系统的组成及关键技术,分别利用红外单色照明光管和大面源黑体实现该地基测量系统的光谱定标和辐射定标,并通过大气参数测量设备实现目标和地基测量系统之间的大气传输修正。对该地基测量系统的辐射定标精度和目标辐射测量精度进行了深入分析,中波和长波红外测量系统的辐射定标精度分别为6.9%、4.8%,目标辐射测量精度分别为23.7%、23.2%。最后,利用该地基测量系统对国际空间站进行了辐射测量试验,并给出了空间站的中波红外和长波红外辐射测量结果。     

FTIR遥感测量烟火药燃烧红外辐射出射度的方法研究

傅立叶变换红外遥测光谱仪不能直接测量烟火药燃烧时的光谱辐射出射度值,为解决此问题,本文介绍了一种简易方法,该方法采用该仪器和黑体辐射源构成的测试装置进行烟火药燃烧红外光谱辐射出射度测量,测量方法简单易行,对于该类仪器的使用具有一定的指导意义.     

目标热红外辐射特性模拟分析研究

为了能够快速达到了解目标红外辐射特性的目的,可以通过建立目标的热红外辐射特性理论计算模型,并分析影响目标红外辐射特性的因素,最终得到目标的红外辐射特性的仿真计算的数学模型。借助野外试验,利用自动气象站、辐射测温仪等仪器测量了一天24h的相关数据,并通过多次数值模拟不断对模型进行优化,最终得到较为准确的目标红外辐射特性仿真计算数学模型,为实现目标红外伪装的技术途径提供理论依据。     

中波红外整层大气透过率测量及误差分析

为实现中波红外整层大气透过率的现场测量,提高空间目标红外辐射特性测量精度,研究了基于标准红外自然星的大气透过率测量方法。建立了基于Beer定律和Langley-Plot定标原理的测量实验数学模型,搭建了基于1.2m口径地基光电望远镜的测量实验系统。采用了"准实时单点校正""窗口提取"和"信噪比特性曲线"等方法有效降低了红外探测器非均匀性和自然星弥散成像等问题给测量精度带来的影响。最后,分析了测量实验的理论误差。实验数据显示:空间目标大气层外红外辐射照度测量的最大实际误差为16.28%,中波红外整层大气透过率测量的理论误差为11.75%。结果表明:基于标准红外自然星的大气透过率测量方法测量误差小,实验系统对外场观测任务适应性强,为空间目标红外辐射特性的地基测量提供了新的解决方案。     

纳米级红外光谱用于聚合物的表征

尽管红外微光谱有广阔的用途,但是由于光学规则与实际设计的局限性,其基本的空间分辨率受到了限制.傅里叶变换红外光谱的空间分辨率局限于3倍的红外辐射波长.通过使用衰减全反射(ATR)的方式,可以将其空间分辨率接近于其辐射波长.纳米级红外光谱(Nano IR)技术可以解决分辨率的限制,提供一种在200 nm及其之上可以测量样品物理和化学性质的方法.     

利用大气修正因子提高目标红外辐射特性测量精度

提出了利用大气修正因子修正大气透过率来提高测量目标红外辐射特性精度的方法。建立了目标红外辐射特性测量模型,给出了基于大气修正因子的目标红外辐射特性测量方法。该方法将短距离大气透过率实测结果和MODTRAN模拟计算的大气透过率之比定义为基础大气修正因子,然后依据长距离与短距离的不同数量关系得到增强大气修正因子,最后利用该因子对MODTRAN计算的长距离大气透过率进行修正并进行目标的辐射反演,从而获得目标辐射特性。对中波红外摄像机进行了定标,利用中波红外摄像机和面源黑体开展了目标红外辐射特性测量实验。实验结果表明,利用大气修正因子修正大气透过率的目标辐射测量方法得到的目标辐射特性测量精度在8%左右,高于传统的利用MODTRAN计算方法得到的20%的测量精度。得到的结果显示本文方法较传统方法较大程度地提高了目标辐射特性测量精度。     

大口径红外光学系统透过率测量装置

针对大口径红外光学系统的整机透过率测量难题,提出了基于图像灰度的单通道红外透过率测量方法,搭建了大口径红外光学系统整机透过率测量装置。首先,将黑体和靶标按照指定位置关系放置于待测红外光学系统的焦平面处,将红外热像仪放置于待测红外光学系统的入光口,采集被测系统的辐射图像;接着,将黑体放置于红外热像仪前,采集黑体辐射图像;最后,分别计算被测系统辐射图像均值和黑体辐射图像均值,二者比值即为被测系统的透过率。以某型大口径红外光学系统作为被测系统,开展了红外透过率测量实验。实验结果标明：本文方法测量值与设计值的绝对误差为0.85%,对测量结果不确定度进行分析,测量精度约为1.04%,测量方法可行。此方法测量过程简单,为大口径红外光学系统的整机性能评估提供了有效手段。     

提高红外测温系统测温精度的研究

基于比色测温原理设计了一种红外测温系统,测温前先使用标准黑体对测温系统进行标定,得到标定曲线R(T)-T.在测量目标的温度时,在目标附近放置一个超大面元黑体,通过这种方法来消除环境反射辐射和大辐射等辐射量的影响来提高红外测温系统的精度.