有限体积法求解立体角离散误差

为解决采用有限体积法求解辐射传输方程时引起离散误差的问题,从有限体积法立体角内热流密度的求解过程出发,运用泰勒级数推导了近似误差的表达式,并分析影响离散误差的各种因素,包括离散射线数,辐射强度分布,假散射及网格比.根据分析结果,采用辐射强度的连续分布模型,模拟了各种因素对误差的影响.结果表明,辐射强度的分布函数对于有限体积法的离散误差有一定程度影响.当增加网格数及减小网格尺寸比时,可以有效地减小离散误差.假散射与离散误差间呈较强的非线性耦合关系.     

环境辐射对热像仪测温的影响

不同于传统的离散光谱测温,热像仪测温的实质是一种在一定波段范围内的基于探测器光谱响应的连续光谱测温。除了目标的发射率会影响热像仪所测温度与真实温度的关系外,反射的环境辐射也是热像仪测温结果的重要影响因素。目前的热像仪测温精度研究在对目标反射环境辐射的处理中,大都把环境辐射看做是均匀入射的或者是把目标看做了镜面反射体,这样做虽然可以大大简化模型,但是却远远不符合实际情况。针对这一现状,利用辐射度学原理和热像仪探测器的光谱响应特性,建立了在环境辐射非均匀入射条件下的热像仪对漫射目标的测温模型,结果表明:环境辐射对热像仪测温的影响,除了与目标的反射率和环境辐射源的温度有关外,还与环境辐射源对目标所张的投影立体角有关。根据所得模型,分析了热像仪测温的影响因素,重点对几种典型环境辐射条件下对热像仪测温的影响进行了定量计算和分析,并进行了实验验证。相关结果一方面可以为热像仪测温设计提供参考,另一方面可以为复杂环境条件下热像仪测温与真实温度的误差估算提供理论依据。     

小立体角定量装置的建立及应用

为准确定量铀镀片镀层,重新设计了小立体角定量装置.为满足均匀性检测的需要,设计中考虑了楔型的滑动座以作镀层均匀性测量.本文介绍了小立体角定量装置的建立及对铀镀层定量和非均匀性测量的具体应用.     

圆形冷屏下红外焦平面探测器光敏元立体角的计算及其成像仿真

给出了圆形冷屏限制下红外焦平面器件任一光敏元立体角的数学模型,该模型由非线性方程组描述,通常,难以求出相应的解析解.以320×256面阵器件为例介绍了一种数值求解方法,即先从面阵中选取若干光敏元作为采样点,用SolidWorks三维实体造型软件求出这些光敏元对应的若干几何参数,再用MATLAB做样条插值计算,求出任一点处光敏元的立体角数值.将这些立体角的相对值投影到0～255的整数值范围,可以得到一张伪灰度图,该图反映了理想情况下面阵器件对均匀面源黑体的成像效果.     

基于蒙特卡罗方法的XRF探测器立体角分析

为研究探测器立体角在X射线荧光(X-ray fluorescence,XRF)分析仪的设计对测量结果的影响,运用蒙特卡罗方法对XRF仪进行建模。结果表明,探测器脉冲计数随着探测器与样品之间距离的增大指数衰减;随着探测器立体角的增大,特征峰计数非线性增大,源峰探测效率指数递减;探测器本征探测效率与探测器立体角无关。本文研究方法和结论可为一些XRF仪的设计提供参考。     

氡绝对测量装置的小立体角计算方法研究

为计算确定氡绝对测量装置的小立体角,研究了准直孔半径、氡源半径到准直器距离等相关尺寸参数的测量方法与结果,并基于这些尺寸参数的精确测量,建立了Geant4模型,确定冷凝氡源的探测立体角;采用文献报道的参考方法对模拟计算结果进行了验证评估,结果表明模拟方法是可靠的,该装置在典型探测条件下的冷凝氡源探测的小立体角为0.015 83 Sr,相对标准不确定度仅为6.6×10-6 Sr.     

黑体模拟真实目标温度和面积的设定

文中研究了红外对抗试验中黑体模拟真实目标温度和面积的设定过程。首先提出黑体能够有效模拟真实目标红外辐射特性所需遵守的两个原则:辐射照度相等和立体角相等;其次,依据红外理论推导了计算黑体温度的公式;最后,以歼-7 飞机（J7）作为真实目标,仿真其在不同观测角下的红外辐射特性,并且加入大气透过率和路径辐射亮度对其红外辐射特性的影响,研究了不同观测角、不同导引头与目标距离下黑体的设定温度和面积。结果表明:在两个原则都满足的情况下,黑体设定温度的变化趋势与目标辐射亮度一致,而黑体设定面积的变化趋势与目标的投影面积一致。文中的研究成果可为开展红外制导武器对抗试验提供理论依据和数据参考。     

任意冷屏对应的像面能量分布状况的计算

红外光学系统中存在许多冷屏效率远低于100%的情况,对于这类系统,冷屏对杂散光的抑制能力可以用像面接收的信号能量和杂散能量分布状况来反映,而接收辐射能的多少又可用冷屏和光瞳相对于像面的立体角大小表征。文中首先采用逆向追迹光线的统计方法,提出了准确计算立体角的新思路;然后基于此方法设计了程序,计算任意形状的冷屏对应的像面信号能量和杂散能量的分布情况;最后用所编程序对某典型热像仪进行实例分析,验证了程序的准确性和适用性。该程序计算所得的参数可对冷屏的优劣性进行评价,也可用作冷屏优化的目标参数,为冷屏的优化设计做了关键的铺垫。     

低温小立体角α谱仪的研制

研制了１套工作温度在室温至－２７．５℃、面源对探测器所张的相对立体角在５．２８７×１０－２—１．１１９×１０－４之间、分辨率达到１３．３ｋｅＶ的低温小立体角半导体α谱仪，研究了谱仪分辨率与探测器温度和相对立体角之间的关系。该谱仪已应用于α放射性比、α粒子能量、α粒子辐射几率和α放射性活度的测量。