舰船红外热像的软件模拟

在建立了合理的舰船传热学模型之后，就要进一步完善舰船热像模拟的理论模型，较为完整地考虑周围环境对物体及物体各部分之间的相互作用，包括太阳辐射、海／天背景辐射、海／空气的对流以及船体各部分的传导和相互辐射。利用计算机技术和面向对象编程方法实现了船体的红外辐射热像与海洋及天空等背景辐射的初步耦合、显示和包括图像储存在内的较完整的热像模拟软件。应用ＶｉｓｕａｌＣ＋＋语言编写，软件具有友好的用户界面和良好的可扩充性，易于维护。     

光调制红外热像仪的设计与有限元模拟

新型热像仪是一种基于微机械技术的光调制热成像系统,它采用光调制原理来实现像转换和像增强,春核心是一个采用与互补型金属氧化物半导体工艺相溶的微机械技术制作的光调制热成像器件。该系统具有一系列潜在的优点：灵敏度和分辨率高、体积和能耗小、响应时间短并可在室温下工作。叙述了器件的设计和建模,通过一种简化的悬臂梁理论计算了其灵敏度、最小可探测能量及响应时间等参数,并对双材料梁的设计进行了优化。采用ＡＮＳＹＳ５．４程序对设计的器件进行了有限元模拟,得到的灵敏度和响应时间分别为０．０３ｍ／Ｗ和６ｍｓ。     

红外热像仪光学镜头MTF测量

本文介绍了我们自行研制的红外光学传递函数测定仪。首先介绍了该仪器的测量原理,然后对该仪器的测量精度进行了分析。     

红外热像仪SiTF的测试研究

信号传递函数(SiTF)是评价红外热像仪性能的最基本且最关键的技术指标之一，它是响应度函数的线性部分，从响应度函数测试曲线中可得到待测系统增益、线性度、动态范围和饱和度的信息。采用高精度的双黑体反射靶标评估系统对CEDIT IIA型热像仪的SiTF进行了测试分析。该系统保证了背景辐射的均匀稳定，且受环境温度变化的影响极小，从而大大提高了测量的准确性和可靠性。最后给出了测试SiTF时出现波动的多种可能原因。     

红外热像法研究空心砖墙表面温度

建筑墙体的室内表面温度直接反映墙体的保温隔热性能,并且作为室内平均辐射温度的主要组成部分对室内热环境有重要影响。针对建筑工程中大量使用的空心砖墙体具有表面温度不均匀的特点,采用ThermaCAM P20型红外热像仪和ThermaCAM Reporter分析软件,研究应用红外热像法测量空心砖墙体的表面温度,分析空心砖墙体的温度特征以及空心砖、 砌筑砂浆、 配砖等组成材料对表面温度分布的影响。在高层住宅建筑工程现场,选择三层住宅的填充外墙位置,使用不同的烧结页岩空心砖、 砌筑砂浆和配砖砌筑成三种空心砖墙体进行传热实验。通过采集三种烧结页岩空心砖墙体在冬季室内采暖条件下的内表面温度红外热像图,对比分析了两种空心砖和两种砂浆砌筑的墙体表面温度特性数据以及温度均匀性和温度频率分布。结果表明：提高空心砖和砌筑砂浆的保温性,能够有效提高墙体内表面温度,改善室内热环境;由保温砂浆代替水泥砂浆砌筑的节能型烧结页岩空心砖墙体,表面温度的不均匀性从0.6 ℃下降为0.4 ℃,并使表面温度频率分布发生变化,从非对称分布变为正态分布;随着表面温度均匀性的提高,平均温度所占的频率增大。本研究为空心砖墙体热功能的提高和优化提供了依据。     

红外热像仪扫描器光学MTF的测试

叙述并探讨用数字傅里叶分析法测量红外热像仪扫描器光学ＭＴＦ的方法,该方法采用热像仪调试用的靶标和反射式平行光管及热像仪实际 ＳＰＲＩＴＥ探测器和输出电路,并得用扫描器自身的扫描获得线扩展函数,采用离散傅里叶变换法进行计算,具有设备简单、易操作和计算快捷的特点。     

湿法腐蚀进程的红外热像学研究

提出了一种研究湿法腐蚀进程的新方法———红外热像法。在湿法腐蚀中,金属或半导体基片浸泡在化学试剂中,由于化学能的作用,会在溶剂中产生热能,从而发出红外辐射,利用红外热像仪,将探测到的红外辐射信号送至计算机进行处理,得到热像图,从而可以对湿法腐蚀的进程进行分析。理论分析和实验结果都表明,红外热像法可以直观地观测到湿法腐蚀时显著的热扩散过程,从而对湿法腐蚀进程的监测、控制具有指导意义,同时也是红外技术应用的扩展。     

红外热像仪与上位机通信系统设计

设计了一款上位机软件实现对国产中波凝视红外热成像系统的指控命令发送、软件版本更新等功能。红外图像的处理主要在FPGA内完成,上位机通过串口直接与FPGA内部的NIOSⅡ通信,完成红外图像的非均匀性校正、盲元处理(包括盲元列表的上传下载)、图像性能测试等功能,并且上位机可以通过串口直接对FPGA程序进行更新。为了提高通信的稳定性,所有通信命令采用统一格式的数据命令包进行发送和接收。相比较一般的串口数据通信,所设计的通信方式具有传输距离远、误码率低、软件升级操作简单、方便、效率高等特点。对比一般的红外成像系统,本系统采用串口在线升级FPGA的方式,简化了系统硬件电路设计,方便了系统后期维护。     

红外热像仪参数的双黑体测量装置

对红外热像仪参数双黑体测量装置的工作原理进行了介绍。装置采用双黑体及反射型靶标为温差辐射源，可实现黑体温度温差准直辐射的定期校准和红外热像仪参数测量量值的溯源，也可实现红外热像仪参数的可控性，以及对它进行稳定的、可复现的精确测量。推导出利用红外热像仪参数双黑体测量装置测量信号传递函数SiTF数学模型，分析了红外热像仪参数测量装置的客观因素——仪器常数，针对仪器常数对SiTF测量的影响进行了试验。试验结果表明，仪器常数对红外热像仪SiTF参数测量精度影响较大，并同时影响时域与空域NETD及3D噪声的准确测量。     

复合材料脱粘缺陷的红外热像无损检测

以固体火箭发动机中的玻璃纤维复合材料壳体/绝热层试件的脱粘缺陷为研究对象,利用脉冲闪光灯热激励方式对试件进行加热,用红外热像仪实时监测试件的表面温度场,由表面温度差异来判定试件内部缺陷,然后通过对热像图进行图像增强处理和分割以定量识别缺陷。将实验结果与超声C扫描检测结果进行的对比分析表明:红外热像无损检测方法能够快速直观地发现深度5 mm以内、直径10 mm以上的脱粘缺陷,而超声C扫描检测更适合于对特定缺陷进行准确定量检测。     

凝视型非制冷红外热像仪的优化设计

概述了凝视型非制冷热像仪作用距离估算的几种模型及其特点.采用NVTherm分析了320×240凝视型非制冷热像仪的调制传递函数、最小可分辨温差和探测距离.分析结果表小F/#、减小像元间距都能够改善凝视型非制冷热像仪的性能,增加作用距离.外场试验结果与NVTherm的仿真值符合得比较好,表明可以利用NVTherm对凝视型非制冷红外热像仪的设计过程进行优化,并能缩短设计周期.     

运用Geogebra软件模拟水中月亮像的大小和位置

对于水面上飞翔的小鸟,平静的水面可以看做平面镜,但是对于月亮等硕大的物体,地球表面水面的弯曲程度相当可观,不应该作为平面镜来处理,所以月亮在水面上成的像的大小应与月亮本身大小不同.用Geogebra软件通过作图进行分析得到水中的月亮实际很小,距离我们实际很近,只是看起来和天上月亮一样大而已的结论.     

机载红外热像仪探测海面温度场的仿真计算

通过建立海洋背景下的红外辐射模型,对机栽红外探测系统所获得的热图进行了仿真计算,提出了一种从探测器红外焦平面上的探测像元到海面红外辐射单元的映射方法。利用MODTRAN软件计算了被探测海域各红外辐射单元通过大气传输后最终到达机载红外热像仪探测像元的红外辐射强度,最后利用Visual ＋＋结合计算机图形学方法实现了红外热图的仿真计算。仿真结果基本反映了海面温度场的红外特性。     

红外热像仪测试系统的研制与精度验证

目前红外测试能力的建设主要依靠进1：2，设备价格昂贵、供货周期长、维修困难。自主研发的红外测试系统，采用T型离轴折返式平行光管减小杂散红外辐射的影响，采用多帧平均算法减小随机噪声的影响，采用黑体、靶标轮和平行光管的一体化结构设计减小环境温度对平行光管焦距变化的影响，提高了测试精度。红外测试系统软件采用通用化架构和模块化编程技术，扩展性好。该系统与某美国进口的红外测试系统对比，红外热像仪NETD测试结果的偏差小于20％。测试过程和测试配置可自动化，大大提高了批量测试效率。测试系统成本低，性能与国外同类产品相当，性价比高，具有广阔的市场前景。     

一种红外热像文件及其图像的处理方法

把一种特殊的红外热图文件转换成了温度文件(纯文本格式),获取了温度场温度值数据的分布,进而用阈值设定伪彩色处理的方法实现了灵活的图像分割,用图像相减的方法获得了红外辐射温度场分布的变化,同时抑制了静态噪声的影响。用这些方法处理有利于对红外热图进行量化分析,并可以推广到各种红外热像仪的输出图像或数据流通和处理。     

高精度非致冷长波红外热像仪的辐射标定

为使非致冷长波红外热像仪在不同温度下保持较高的测温精度,建立了考虑探测器工作温度效应的非致冷长波红外热像仪的辐射标定模型。对非致冷长波红外热像仪进行辐射标定实验,在不同黑体温度和不同亮度增益值条件下,获得了16组图像灰度与探测器工作温度之间的函数关系,建立了目标温度的数学计算模型,并对定标结果进行了实验验证。结果表明：在25～40℃,探测器的工作温度效应可做线性化处理,且与目标温度无关。通过设定合适的亮度增益值可使红外热像仪的测温误差〈0.5℃,极大地提高了非致冷长波红外热像仪在不同温度环境下的测温精度。     

目标表面发射率对红外热像仪测温精度的影响

介绍了红外热像仪测温原理,分析了影响红外热像仪测温精度的因素,计算了不同表面发射率下红外热像仪的测温误差曲线。理论分析表明,目标表面发射率越高,红外热像仪测温精度越高。实验改变表面发射率的设置,计算了不同表面发射率对应的总辐射亮度,得到TP8型长波红外热像仪能够精确测温时,目标表面发射率必须大于0.5的结果。最后,对表面发射率分别为0.96、0.93和0.3的3种材料进行实际测温,结果表明,材料表面发射率较高时,红外热像仪具有较好的测温精度。