光纤黑体腔高温传感器感温腔体的ANSYS分析

为了提高光纤黑体腔式高温传感器感温腔体的辐射性能,使腔体接近于理想黑体辐射状态,计算了腔体的有效发射率。基于ANSYS有限元方法对感温腔进行热辐射分析,讨论了腔底的形状、腔体温度、腔长、材料表面发射率、腔体的不等温分布对有效发射率的影响关系。结果表明,有效发射率会随着腔长的增加而增大,但会存在一个饱和值。同时当腔体处于非等温时,有效发射率随非等温程度近似呈直线下滑。综合分析结果,可以得出感温腔的优化构造参数,对传感器的制作以及提高传感器的测温准确性、分辨力和灵敏度有指导意义。     

基于有限元法的黑体腔高温传感器动态特性分析

基于有限元热分析法,建立了黑体腔三维有限元模型,分析了黑体腔结构参数、热物性参数、黑体腔初始预热温度对黑体腔测温过程中动态特性的影响。研究结果表明：黑体腔结构参数的改变直接影响黑体腔动态测温误差、动态响应时间、腔体发射率,进而影响黑体腔性能。黑体腔动态测温误差随着比热或密度的增大而增大。黑体腔初始预热温度对黑体腔动态测温影响较大,初始预热温度每增加100℃,最大测温误差减小50℃左右,动态响应时间减少5 s左右。     

基于IDL的红外探测器数据采集与处理系统设计

为了得到红外探测器探测到的图像信息,设计了红外探测器的数据采集与处理系统.根据红外探测器的数据格式,利用IDL设计了数据采集程序;利用红外探测器定标方式,把探测器输出量转换成目标物体的辐射量;把辐射量换算成图像灰度值,生成了原始的红外图像,实现了红外探测器数据的可视化,为红外探测器的应用提供了方便.实验结果表明:数据采...     

面黑体辐射源温控系统的设计与实现

针对用于红外成像系统校正的黑体辐射源，需要在较大的面积区域里具有稳定、均匀的温度场，采用热管技术，PIC16F876微处理器和模糊PID开关切换控制算法，对这种面黑体标准辐射源的温控系统进行了设计。给出了铂电阻测温电路、PWM控制输出电路设计和利用Matlab模糊逻辑工具箱进行模糊控制器设计的过程，完成了CCSC编译器下的程序设计。仿真和实验结果表明，此温控系统在较大的温度范围内具有响应快、精确度高、鲁棒性好的特点，解决了由于辐射源的热惯性大，工作在近室温易受干扰所带来的问题。     

水平方向上的大气透过率和热辐射计算模型研究

水平方向上的空气对流和复杂的地面状况会导致大气热辐射计算的不确定度增大，目标发射起始段的红外辐射特性测量有助于实现目标识别。因此，研究水平大气透过率和热辐射对目标的高精度红外辐射特性测量具有十分重要的意义。针对以上问题，首先借鉴垂直廓线理论建立了同层大气“水平温度廓线”模型，然后推导了水平方向计算大气透过率和热辐射的公式，并对其进行了实验验证。最后将MODTRAN软件计算和实验测量的大气热辐射结果进行了比较。实验结果表明，传统软件的热辐射计算精度为8.65% ，而本文方法的计算精度为4.91%。该实验说明，在水平方向上，这种算法是正确的。通过公式推导和实验验证说明了该方法的合理性，为水平方向大气透过率和热辐射的计算提供了一种新的思路。     

基于激光积分球反射计的集成黑体发射率测量研究

集成黑体发射率是评价其有效光谱辐射亮度不确定度的关键贡献项。建立了激光积分球反射计测量系统,对中国计量科学研究院制备的集成空腔的法向光谱发射率进行了实验研究和模拟验证。在633nm的波长下测量了集成黑体法向光谱发射率,测量结果的标准不确定度优于0.043%。结果表明:集成黑体辐射源在室温条件下的有效发射率高于0.998,与STEEP3蒙特卡罗模拟计算结果偏差在0.04%之内。实验结果与数值模拟的一致性在测量结果不确定度内吻合良好,验证了激光积分球发射计法用于评价集成黑体发射率的可行性。     

红外辐射测量系统外场标定方法及飞行目标亮度反演方法

对于外场红外辐射特性测量设备,标定建立了输出灰度和输入能量之间的对应关系。通过构建中心红外系统外场标定体系,分析了直接扩展源标定、间接扩展源标定、小面元黑体近距离成像标定的能量传递过程、标定试验过程以及3种标定方法得到的系统响应度和系统底灰度的物理含义,指出了它们的相同和不同之处,进行了一致性分析。给出了采用标定数据计算飞行目标亮度的方法并提出了中距离外场红外辐射测量实验方法,对大气透过率软件和标定方法进行验证。     

双波段比色精确测温技术

非接触红外辐射测温具有响应速度快、准确、便捷等优势。为实现中低温(50~400℃)物体温度的精确测量,根据双波段比色测温原理,搭建了双波段比色测温试验系统。首先对试验系统所用的试验器件进行精确标定,得到拟合曲线,用多种插值算法对曲线进行校正。然后,用设定温度的面源黑体作为试验目标来进行试验温度数据采集。实验结果表明:搭建的双波段试验系统不需要知道目标发射率,也能较为精确地得到中低温物体的真实温度。当系统标定置信度为0.95 时,物体的标准偏差在3℃以内。验证了搭建测温系统的正确性,实验装置的搭建对中低温物体真实温度的精确测量具有重要的研究意义。     

蓝宝石单晶光纤高温传感头的热辐射分析

蓝宝石单晶光纤高温传感器是近年来发展的一项高技术成就,本文介绍其基本原理后,着重从理论上分析传感头的热辐射特性,给出了满足理想黑体辐射状态的传感头设计的基本参数,并以实验研究验证了理论分析的结果。     

电阻阵动态红外景象投射器性能参数和测试

介绍了动态红外景象投射器的发展情况,研究了用于评价动态红外景象投射器性能的主要参数体系,给出了其基本参数如真实温度、等效黑体辐射温度、温度范围、温度分辨率、串音、非均匀性、帧频等的概念,并对其中几个重要参数的测试情况作了初步介绍,为动态红外景象投射器的进一步研究开拓了道路。