高发射率红外涂层的研究

在以SiO_2和Al_2O_3为主要成分的原料中掺过渡金属氧化物,通过高温热处理制备成全发射率达0.93的红外辐射涂料。用X射线衍射及扫描电子显微镜研究了涂层的辐射机理。     

提高高温红外辐射涂层发射率的途径

利用Kubelka—Munk的二流理论描述了红外辐射与涂层的相互作用,讨论了红外涂层的发射率与吸收系数及散射系数的关系。提出了提高高温红外辐射涂层发射率的途径。     

材料发射率与温度数学模型

材料表面的发射率特性与许多因素有关,温度是影响发射率最重要的因素之一,由于测量条件的限制,只能测量有限温度范围内发射率,对其他温度与发射率的关系不能准确得出。通过大量文献的发射率与温度测量数据,利用Matlab软件仿真出发射率与温度曲线。从曲线的走势分析,建立了线性和指数两种数学模型。选用文献提供的测量数据,分别计算出两种模型的未知参量,分别模拟出发射率与温度的曲线,与原始的测量曲线比较分析,发现指数发射率模型适合该材料。分别用两种数学模型对其他文献提供的数据进行模拟仿真,模型与实际测量的相对误差均小于2%,总结了适合两种模型的材料特性。     

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。     

微电子器件红外测温中的发射率测量方法研究

为了使红外热像仪能够准确测量微电子器件中微米级发热结构的温度, 并克服由热胀冷缩引起的器件形变问题,提出了一种单温度发射率测量方法。分析了在用传 统的双温度发射率测量方法对微电子器件进行红外检测时热胀冷缩对检测结果的影响。在温度变换过程 中,器件的形变效应会严重影响温度测量结果。提出了一种针对微电子器件显微红外测试 的单温度发射率测量方法。该方法只需将被测件保持在一个固定温度下即可对发射率进行测 量。理论分析结果表明,该方法与双温度法在最终的测量结果上是等效的。单温度发射率测量 方法可以有效避免微电子器件的形变影响,因而可保证温度测量结果的准确性和可靠性。     

采用低发射率涂层的发动排气系统红外特征实验

实验测量了涡扇发动机收敛喷管排气系统模型的红外辐射强度的分布,比较了中心锥表面上涂覆低发射率涂层前后,水平平面内0°,5°,10°,15°,20°,30°,45°,60°,75°和90°方向上在3～5 μm波段的红外辐射强度.结果表明:在0°～45°范围内,中心锥表面涂覆发射率ε为0.51的涂层后排气系统的辐射强度比原型(中心锥表面ε=0.89)排气系统的红外辐射有明显下降,最大降幅约为15%;低发射率涂层对排气系统固体壁面辐射抑制作用明显,而对燃气辐射几乎没有影响.     

红外涂层发射率的理论研究

通过机理研究,改进了国外现有的场和物质颗粒相互作用的理论模型,建立了计算涂层红外发射率的新理论模型,并研制出红外涂层计算机辅助设计软件,利用该软件对物质颗粒典型参数进行了数值模拟,给出了较好的结果。     

红外发射材料光谱发射率的测量法

发射率是评价红外材料性能的关键指标之一,快速、准确测量发射率对红外材料的研制具有重大意义.详细介绍傅里叶变换红外光谱法测量辐射源分谱能量得出发射率的原理和实验方法.     

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。     

单圆筒法测量发射率的研究

提出了一种测量发射率的简单实用的方法－单圆筒法，并进行了理论分析和实验研究，实验结果令人满意。     

低温目标光谱发射率建模及弱信号检测技术的研究

利用小波变换技术对辐射信号进行预处理和去噪，实现了辐射信号的高精度检测；进而，设计了一种组合神经网络发射率模型，依据测温仪测得的亮温可以高精度地辨识出被测目标的发射率模型，这种建模方法不需给定发射率固定的样本数据，给出具体理论推导过程。仿真结果表明，此方法是获知连续光谱发射率及真温的一种有效的方法。     

高性能红外辐射材料研制途径探讨

根据电磁理论和量子力学原理,分析了材料的微观结构和红外辐射之间的关系。在实验基础上,得出研制高性能红外辐射材料的有效途径。     

双重柱形腔低温面源黑体有效比辐射率的计算

通过理论推导,得到了双重柱形黑体腔在等温与非等温状态下法向有效比辐射率的计算方法,对用于〈风云一号〉气象卫星红外定标的双重柱形腔高精度低温面源黑体进行了计算,并就黑体腔的非等温性对有效比辐射率的影响给出了定量的计算结果。     

用红外热成像技术精确测定物体发射率

根据红外探测器对物体辐射的输出响应，从实际测量的角度提出了物体发射率的一般性定义，分析了红外热成像技术进行精确测量的条件，导出了物体温度Ｔｏｂｊ、环境温度Ｔｓｕｒ、物体发射率ηｏ和测量精度ｅ之间的关系，并建立了一套用红外热成像技术精确测定ηｏ的方法，实验表明该方法可获得满意的测量结果     

航空热红外多光谱数据的地物发射率谱信息提取模型及其应用研究

基于１３２种地物的实验室光谱曲线,建立适合于模块化机载成像光谱仪（ＭＡＩＳ）热红外多波段的发射率经验关系,以此修正发射率反演方法（ＴＥＳ）中的ＭＭＤ模型。在此基础上选用１９９７年８月在法国ＡＶＩＧＮＯＮ农业区获取的一幅ＭＡＩＳ热红外多光谱图像,在利用ＬＯＷＴＲＡＮ７实现大气初纠正的前提下,应用修正后的ＴＥＳ算法提取发射率谱信息。结果表明：反演所得发射率与实验室光谱在形状上具有很好的一致性,利用发射率谱结合地表亮温信息进行植被分类是可能的。     

高灵敏红外测温仪用于双园筒法测量比辐射率

用完整的热成象系统灵敏度方程,研究了高灵敏红外测温仪(红外辐射计)用于双园筒法测量物体比辐射率时,其噪声等效反射率差NE△ρ与噪声等效温差NETD的关系。对《风云一号》气象卫星辐射致冷器辐射定标用的蜂窝平面黑体源的比辐射率ε进行了测试,其结果与用Gouffe公式及能量选加原理对蜂窝面源平均比辐射率的计算值吻合得很好。指出了提高蜂窝面源比辐射率的有效方法。     

基于傅里叶红外光谱仪的光谱发射率测量装置的研制

基于傅里叶红外光谱仪成功研制了固体材料光谱发射率测量装置,它由一个试样加热炉、一个参考黑体炉、水浴环境腔体及真空系统等组成,可以实现100-1500℃及光谱0.66-25μm范围内固体材料光谱发射率测量.参考黑体用于对系统的标定,水浴环境腔体和真空系统用来消除环境和大气的影响.装置调试后对某种航天用材料做了测试实验,得到了很有规律的结果.估计了系统的不确定度:发射率不确定度小于2.27%(3δ,ε=0.9),6.80%(3δ,ε=0.3).     

液体浓度光波导测量方法研究

对测量液体浓度用的各种不同形状的大直径玻璃光波导进行了研究，理论计算了其测量灵敏度与弯曲半径的关系，并建立了近红外的测试系统，对各种弯曲的光波导进行了测量，得到与理论分析相近的结果。