红外热像仪测温功能分析

从光、机、电三个方面介绍了影响红外热像仪测温精度的因素和实现测温功能的设计分析,并结合实例进行说明.     

红外热像仪测温技术发展综述

综述了红外热像仪测温技术的发展,从技术层面剖析了红外热像仪测温存在的问题,介绍了国内外在红外热像测温技术方面的研究热点,同时展望了未来的发展方向.针对红外测温领域中的理论、仪器、标定及应用四大方向进行了较为详细的分析和总结.     

红外热像仪测温功能研制

从光、机、电三个方面介绍了影响红外热像仪测温精度的因素和实现测温功能的设计分析，并结合实例进行说明。     

红外热像仪测温计算与误差分析

根据红外辐射理论,通过分析红外热像仪测温的基本原理,得到了计算被测表面真实温度的通用计算公式,讨论了影响红外热像仪测量温度误差的各种因素,给出了估计测温误差的计算公式,本文的结果包含了人们在灰体近似等条件下得到的一些特例。     

红外热像仪测温精度分析

介绍了红外热像仪的工作原理和测温原理,分析了影响红外热像仪测温精度的各种因素,从理论上推导了各因素的误差对测温精度影响的数学表达式,计算了不同温度条件下不同发射率材料的测温误差曲线,比较了中、长波红外热像仪在不同温度范围内的测温精度。     

太阳辐射对红外热像仪测温误差的影响

根据红外辐射理论,考虑环境,大气,太阳辐射等多方面影响,得出测温误差的计算公式,通过分析各种因素对热像仪测温误差的影响程度,给出了减小误差的对策.     

一种可提高红外热像仪测温精度的算法

传统的红外热像仪测温算法具有测温精度低,测得的温度值不是目标物体的真实温度等缺点.从红外热像仪的测温原理入手,重点介绍了产生上述缺点的原因,并分析了黑体标定测温算法的不足之处.在此基础上提出了一种红外热像仪精确测温算法.通过在传统的黑体标定测温算法中引入差值查表标定、测温预处理和真实温度换算等环节,提高了热像仪的测温精...     

红外热像测温技术及其应用研究

阐述红外热像测温技术的工作原理和红外热像仪的基本组成,综述了红外热像仪测温技术的发展,从技术层面剖析了红外热像仪测温存在的问题,介绍了国内外在红外热像测温技术方面的研究热点,例举了利用红外热像仪进行温度场测量的应用实例,同时展望了未来的发展方向.针对红外测温领域中的理论、仪器及应用进行了较为详细的分析和总结.     

距离对红外热像仪测温精度的影响及误差修正

通过分析红外热像仪测温原理,得出距离是影响测温精度的因素之一.为了提高测温精度,设计了距离对红外热像仪测温影响的实验.首先利用黑体对红外热像仪进行标定,然后在不同距离处对黑体进行测温.实验结果表明,距离的变化对测温精度有较大影响.通过整理实验数据,得出了两种温度下距离对测温精度的影响曲线,并拟合出了误差修正公式.经过误...     

锑化铟红外热像仪测温的大气修正计算

基于红外辐射理论,推导出了红外热像仪测温的基本公式;根据锑化铟的光谱响应度,计算出了锑化铟红外探测器的响应电流与被测物体真实温度的数值关系;进一步的计算出了在大距离上大气传输导致的红外热像仪的测温相对误差值.     

红外热像仪噪声等效温差工程化测试方法

针对噪声等效温差(NETD)工程化测试要求,设计一套可对NETD自动测试的系统和方法。该系统采用离轴非球面折叠光路,设计出口径120 mm,焦距720 mm的平行光管,大幅减少系统体积。采用热电制冷器TEC作为黑体的电控加热和制冷源,实现温控精度0.05 ℃的黑体辐射。通过改进的测试算法,测试时间只需要5 s左右,大幅提高检测效率。经与CI测试系统对比测试,结果表明：NETD测量一致性好,准确度高,具有工程化应用价值。     

变谱法在红外热像仪测温中的应用

为提高单波段红外热像仪测温的准确性,根据红外热像仪测温的原理和计算公式,提出了红外热像仪测温的变谱法。该方法通过在有限的波段内对发射率和反射率进行线性化处理,采取在不同的波段下测量的方法,从而构造不同的测温方程,然后通过求解方程组得到物体的表面温度。对于朗伯体材料的测温,需要构造3个测温方程进行求解;对于灰体材料的测温,可以通过在两个波段下进行测温,然后用建立的方程进行迭代求解。该方法可以通过在红外热像仪前加设滤光片和用不同波段的热像仪进行测量这两种方法来进行技术实现。仿真结果表明,该方法可以较准确地测量物体的表面温度,误差很小,可以在无需知道被测物体表面发射率的情况下得到物体的表面温度,从而减少了红外测温中由于发射率测量不准造成的误差。     

机载热红外高光谱成像仪的光谱性能测试与初步应用

介绍了机载热红外高光谱成像仪样机的低温光谱仪设计特点,为了检测系统的光谱识别能力,在实验室开展了详细的光谱性能测试。为满足气体探测对超高光谱精度的需求,提出了采用CO₂激光器结合高精度单色仪的方法应用于色散型高光谱成像系统。在实验室对氨气气体进行了准确的红外吸收光谱测试,表明系统可用于气体探测及识别。在此基础上,开展了飞行试验,应用结果表明热红外高光谱可以有效开展城市典型建筑物分类、工业化学气体排放种类和形态监测等应用,特别是后者是目前其它光学遥感手段尚不具备的。以上研究和试验结果表明机载热红外高光谱成像仪已经具备了业务应用能力,后续将在仪器辐射定量化精度的提升方面进一步开展研究工作。     

非均匀温度场下红外热成像仪温控系统设计

为降低外界环境温度和内部发热元件形成的非均匀温度场对红外热成像仪的成像性能影响。通过Proe和Ansys ICEPARK建立红外热成像仪的有限元模型,在红外镜头表面进行黑色阳极氧化、喷砂处理增强辐射换热,以及安装风扇增强对流换热保证高温环境时的散热,低温环境时采用热电阻进行温升设计,并仿真分析红外热成像仪在不同温度环境下整机内部温度分布和红外镜头温度分布情况,并利用在高低温箱的红外热成像仪来观察平行光管中的靶标图的成像质量,验证温控设计的高效性。结果表明:所采用温度控制电路板对风扇与热电阻能进行温度控制,当环境温度下降至0℃和升高至30℃时,启动温控系统使红外热成像仪光学系统温度正常,保证红外热成像仪的成像质量。     

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。     

红外辐射测量系统内外标定技术

为确保辐射测量精度,需要对红外辐射测量系统进行标定。在分析红外辐射测量系统工作原理的基础上,提出了内、外标定相结合的标定方法,区别于传统的标定方法,不再把测量系统当作黑盒子,而是对其内部分解进行分步标定,通过理论推导给出了内外标定方法计算公式。实验验证表明,该方法的标定精度与传统的全孔径黑体标定方法基本一致,两者之间的相对误差在1%以内,但该方法对外置大孔径面源黑体温度范围要求比较低,降低了黑体的研制难度和成本。     

一种基于热像仪的机载红外测量系统设计与实现

设计了一种基于热像仪的机载红外测量系统。该系统主要用于加载于空中平台上,实现对目标红外特性的空中跟踪测量,获取目标高仰角的全方位红外和可见光特性图像数据。系统结构设计采用模块化设计,重量、尺寸较小,抗震性强,符合挂飞的有关要求,能够稳定跟踪并测量海上目标的红外及可见光特性。该系统采用了被动隔离加主动陀螺稳定控制的技术、光学镜头无热化补偿措施和内场精密标定技术,具有很强的环境适应能力、作用距离远、测量精度高,整体技术与性能处于国内领先水平。     

半导体制冷器作为标定物的红外成像仪隐式标定

为了快速、精确地定位红外光斑的二维空间位置,提出利用半导体制冷器(TEC)作为标定点源的红外成像仪隐式标定方法.首先采用高分辨率的可见光CCD相机和已知空间坐标的高精度网格,用直接线性变换标定法求得热源的高精度空间坐标,然后利用质心型增长法分割红外图像得到其中心亮点坐标,再求解出红外图像像素坐标与空间坐标之间的转换矩阵.实验研究表明:用探测器320×240,波段8～12μm的红外成像仪拍摄200mm×100 mm的空间视场,使用直接线性法标定带有8个TEC的靶标,标定误差小于0.4mm.该方法简单、精度高,为红外成像仪的二维标定探索了一种低成本、高精度的途径.     

基于红外热像仪的弹药热毁伤测量误差消除方法研究

红外热像仪已广泛应用于弹药毁伤性能评估领域。针对国内基于红外热像仪热毁伤评估精度矫正文章较少的情况,梳理了部分评估误差来源,并提出了对应的误差补偿思路。通过对热毁伤测量试验的误差来源进行理论分析,对由测距和大气透射引发的测温误差做出公式修正。并通过爆心定位、设立标识杆,排除了测量过程可能会引入的误差。最后,对火球红外图像进行了盲元校正及图像增强处理,提升了图像辨识度,改善了火球毁伤范围定位的精确度。     

非制冷红外热像仪人体表面温度场测量及误差修正

利用非制冷红外热像仪测量人体表面温度场,除具有快速、非接触和量程短等特点外,还对测温精度有较高要求。针对非制冷微测辐射热计热像仪测量精度受环境、机芯温度影响较大的问题,提出一种对热像仪使用温度与标定温度之差引起的测量误差进行修正的方法。即对分别测得的环境温度、机芯温度和灰度两组数据,由支持向量机拟合得到环境温度和机芯温度误差修正模型;实际测量时,分别由热电偶和置于热像仪中的传感器测得环境温度和机芯温度后,根据误差修正模型对环境和机芯温度变化引起的热像仪测量误差进行修正,获得较为准确的人体表面温度场数据。实验结果表明:该修正方法,与经标定的高精度热电偶测温相比,可使测量距离2 m时的测温误差减小50%。