电荷耦合器件(CCD)

介绍ＣＣＤ器件的工作原理、性能指标和应用。     

多光谱多点标定的CCD二维温度场重建方法的研究

以多光谱技术作为基础,针对CCD二维温度场测量的特点,提出了彩色CCD二维温度场多光谱真温在线多点标定系统。通过对多光谱辐射测温理论和CCD的测量模型的分析,推导出气体燃烧时的真温与CCD亮度之间的近似关系。使用多光谱多点测温技术计算出多点的发射率和真温并使用这些真温值完成CCD面阵上与之对应点的真温标定。将该真温标定系统应用于CO₂激光焊接火焰的二维温度场测量过程中,不但得到了波长与光谱发射率之间的变化规律同时也得到了CO₂激光焊接火焰的二维真温分布图。研究提出的多光谱标定技术具有实时性、灵活性的特点, 是一种可行的CCD在线真温多点标定与测量的方法。     

环境和介质对测温结果的影响

建立了一种理论模型和实验方法, 可以有效地修正来自于环境和介质对测温结果的影响。这种修正方法通过计入测温环境对辐射体的衰减系数,可以显著改善以灰体辐射为基础的测温技术的精度和普适性。首先,利用多通道CCD图像光谱仪快速准确地获得给定辐射体在空气中的指纹光谱,并将其等效为一个标准的灰体模型;其次,将该辐射体放入未知的环境和介质中,重复测量该辐射体的辐射光谱,并建立包含待测介质对辐射体的衰减特征的灰体模型。最后,通过对比上述两种情况下的灰体模型,便可精确确定该辐射体在该环境和介质下的温度。通过对处于不同环境和介质下的相同辐射体的系统实验,检验了该测温技术和修正方法的普适性和准确性。     

航天CCD相机焦面位置地面标定方法研究

为了在地面试验阶段准确标定出航天CCD相机在轨成像时的像面位置,提出了一种基于自准直干涉测量原理和调制传递函数测量原理的航天CCD相机焦面位置的地面标定方法。介绍了该方法的原理和实施过程,并以口径1 m、焦距20 m的平行光管标定口径600 mm、焦距6 m的航天CCD相机为例,分析并计算了新标定方法和已有标定方法的标定精度。结果表明:新标定方法的标定精度优于0.006 mm,是已有标定方法标定精度的5倍至10倍,能够满足现阶段所有航天CCD相机的焦面位置的标定精度要求。     

CCD立靶光源适用性的图像判定技术

针对CCD立靶在室外自然环境下和配有主动光源的工程应用,提出一种基于背景图像分析的光源适用性判定方法。在图像采集与实际测试状态一致的条件下,采集无目标背景图像,通过数字图像处理,确定采集视场内各个位置处图像的灰度变化范围f及灰度均值fmean,若背景图像中各个像元的fmean2f,即认为CCD立靶可以对目标图像进行可靠识别。实验室及外场CCD立靶应用实验结果验证了该判据的有效性和可靠性。     

CCD阵列检测-流动注射分析保健食品中原花青素

建立了原花青素的流动注射分析方法。利用原花青素在强酸介质中,铁离子的催化下形成红色花色素,以NH4Fe(SO4)2、盐酸、乙醇的混合溶液为载流,用流动注射-二极管阵列检测器扫描待测物的吸收光谱图,测定最大吸收波长(545 nm)处的吸光度值。优化了影响显色反应的有关因素及流动注射参数,原花青素的浓度在0.010~0.20 mg.mL-1的范围内呈良好的线性关系。方法检出限为5μg.mL-1,加标回收率为82.47%~98.18%,相对标准差1.5%~4.9%。本文所建立的分析方法灵敏、准确,采样频率为10 samples.h-1,并已成功用于保健食品中原花青素的检测。     

环氧丙烷爆燃转爆轰过程中产物C2的发射光谱

采用具有增强功能的光谱探测器增强型电荷耦合器件(Itensified charge coupled device,ICCD)和自行设计的光电转换器,应用激波管技术对环氧丙烷爆燃转爆轰过程的发射光谱进行了拍摄,探测器快门开启时间为2μs,在500-570nm之间进行了多次测量,由压力传感器监测的压力信号来判断爆燃转爆轰过程的重复性。实验结果表明：探测到了产物C2分子的发光光谱,它们可归属为斯旺(Swan)带的d^3∏g-a^3∏u跃迁中△v=-1.0的两个振动序列。各序列的带头分别为516．52nm,512．94nm,563．55nm,558．55nm,554．07nm,550．19nm和544．77nm。通过对所拍摄光谱的分析,推断中间产物C2是环氧丙烷爆燃转爆轰过程中的主要产物之一,并给出了C2自由基形成的几种可能的反应通道。     

一种高速CCD视频实时存储方案的速度分析

为了满足高帧频、大面阵CCD数字视频实时存储要求,在分析数字视频的信号特点和SCSI系统数据传输过程的基础上,建立了缓冲并行预处理和SCSI直接存储阵列数据传输的理论模型。从理论和实验两个方面分析了SC SI总线速度和SCSI硬盘持续存储速率两个决定存储速率的主要因素,并且分析了数据分块大小,LBA(逻辑块地址)范围以及系统调度策略对SCSI硬盘阵列数据存储速度的影响。实验表明,通过选择合适的应用背景来减少总线冲突,可以满足100MB/s视频数据的存储要求。     

CCD测量系统的无线数据传输接口的设计

采用Nordic公司nRF2401高速无线收发芯片设计了无线数据传输的CCD测量系统,给出了技术解决方案。具有软硬件设计简捷、无需插卡等优点,可使外设工作于PC串口等多种模式下。此方案利用无线数据传输的方式,代替了传统的硬线介质,实现了线阵CCD测量系统与计算机之间的实时数据通信。当射频通信的速率为1Mb/s、250kb/s时,在实验室条件下,10m之内可以保证数据准确可靠的传输。在空旷地带,实现可靠通信的距离可达到40m。     

像管极限分辨力客观测试评价方法的研究

根据圆孔夫朗和费衍射理论,从波长和能量的角度分析比较了人眼和CCD成像系统的极限分辨力,计算了荧光屏辐射光中的红外成分对CCD成像系统的影响。分析结果表明,在一定条件下,采用CCD成像系统进行的像管分辨力测试结果可以客观评价像管的极限分辨能力。