基于差分红外吸收的甲烷浓度检测系统

红外吸收法是目前甲烷浓度检测的理想手段,但其成本较高,难以推广应用.本文采用宽带红外LED光源并配合PIN光电二极管,设计了一种低成本的甲烷检测系统.为了克服因采用宽带光源带来的不足,设计了一种差分光路,并采用差分比例算法来保证系统的稳定性和精度.最后,通过实验验证了本系统及提出算法的有效性.     

便携式近红外光谱检测系统的开发

在MicroNIR-1700近红外光谱仪上开发了便携式近红外光谱检测系统,介绍了系统光谱仪控制和样品质量检测的功能。为了验证系统的可行性与实用性,以标准白板为检测对象进行了多次光谱检测的重复性试验,在波长1000¹600nm范围内,吸光度最大偏差的最大值为0.0062,标准偏差的最大值为0.0021,系统具有很高的重复性精度;对幸水桃的可溶性固形物进行了实测试验,使用该光谱检测系统采集光谱,同步利用阿贝折射仪在相应部位测量SSC,经卷积平滑法和标准正态变换预处理后,采用PLS方法建立定标模型,其校正集和预测集的相关系数r分别为0.902和0.867,均方根误差RMSECV和RMSEP分别为1.091,1.158。     

本质安全型甲烷在线检测系统的研制

针对煤矿输气管道甲烷检测的要求及环境条件的特殊性,设计了一种本质安全型甲烷在线检测系统,成功实现了煤矿输气管道甲烷长期稳定的闭环检测。介绍了样气处理系统的组成和实施方案,以及红外甲烷传感器的特点。     

差分吸收式甲烷气体传感系统的研究

为了补偿甲烷传感系统的非传感因素引起的误差，设计了基于差分吸收技术的光纤传感系统。系统以廉价的1.33μm波段的LED为光源，利用旋转双波长滤光片进行波长切换，用单光路实现差分吸收检测，完全消除了双光路系统中双光路的差异和双光电探测器件的漂移等引起的误差。理论和实验证明，这些措施有效地提高了系统的灵敏度和稳定性。     

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.     

空间碎片的红外探测研究

分析了空间碎片在轨运行时的空间辐射环境,通过分析空间碎片受到太阳、地球、月球等辐射的情况,计算其温度变化情况,并计算了8～12μm波段空间碎片的辐射情况。分析了红外探测器的噪声来源与类型,并计算了探测器接收的空间碎片红外辐射以及光学近场辐射所产生的电子数,然后分别计算了在目标温度不变与光学系统温度不变的情况下的信噪比(SNR)。结果显示,在以深空为探测背景的情况下,光学系统近场辐射是对系统探测距离影响最大的辐射。     

四象限红外探测器光电参数测试技术研究

针对四象限红外探测器的特点,设计了基于双光路替换法的光学系统。该系统可测试探测器的脉冲响应灵敏度、光电响应均匀度以及相邻象元之间的串扰并可以有效地避免光源输出功率波动和光学分光器件分光比的测量不确定度等因素带来的误差,在相同的硬件条件下可实现更高的测量精度。实验结果证明:该测量系统具有较低的测量误差(≤5%),并且结构简单紧凑,可适用于对光源要求较高的检测系统进行实时检测。     

微型近红外光谱检测系统温度补偿的设计

针对温度影响近红外光谱的问题提出了解决方案:在MicroNIR-1700近红外光谱仪上添加了环境温度和样品温度的检测附件及应用软件,使用单总线数字温度传感器DS18B20和红外温度传感器TN901及处理电路等构成了温度补偿系统,结合MicroNIR-1700的内部命令集获得仪器的温度。这3个温度参数奠定了微型近红外光谱检测系统的温度补偿条件,可以为后续模型建立提供温度补偿信息。     

一种新型主动视觉系统的研究

为了提高主动视觉平台的适用性、减小其复杂度,提出了一种新的主动视觉系统结构。利用摄像机作为传感器代替传统的跟踪器计算头盔的位姿。对头盔识别采用了合作目标的方式,提高了识别率和位姿计算速度。采用了一种合作目标亚像素精度定位的方法以提高合作目标三维空间的定位精度。利用PID算法对主动视觉平台进行姿态的控制。最后,实验结果证明了该方法的可行性。     

基于剪切波变换的复杂海面红外目标检测算法

针对复杂海面红外目标检测问题,利用剪切波变换优良的各向异性能力和系数的几何特性,提出了一种基于剪切波变换的复杂海面红外目标检测算法.该算法利用剪切波变换得到边缘图像,同时提供边缘的方向信息,极大提高了海天线的检测和识别概率;然后根据海天线位置进行边缘加权,抑制海杂波,保留目标信息;经过减行均值滤波,对加权边缘图像进行分割;最后,进行数学形态学处理,检测出舰船目标.实验结果表明,该算法可以在单帧图像中检出目标,并且对存在阳光亮带、海杂波等干扰的复杂海面背景取得较好的检测效果.