Инфракрасная радиометрия термически неоднородных объектов с изменяющейся излучательной способностью

• Автор: Никифоров, Игорь Александрович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 150 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. ПРЕЦИЗИОННЫЙ МИКРОПРОЦЕССОРНЫЙ ИК
РАДИОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ
ТЕРМИЧЕСКИХ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ
1.1 Зависимость нормированной мощности теплового излучения в различных диапазонах длин волн от температуры
1.2 Структура прецизионного ИК радиометра
1.3 Инструментальные погрешности диафрагмированного модуляционного ИК радиометра
1.3.1 Погрешности, обусловленные нагревом оптической системы излучением объекта измерения
1.3.2 Влияние разности температур обтюратора и термодатчика на результаты радиометрических измерений
1.3.3 Погрешности, обусловленные неравномерностью скорости, вращения обтюратора
1.4 Алгоритмы обработки данных в микропроцессорном ИК радиометре
1.5 Выводы
ГЛАВА II ВЛИЯНИЕ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ ИЗЛУЧАТЕЛЬНОЙ
СПОСОБНОСТИ НА РАДИОМЕТРИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ
ОБЪЕКТА В ИК ДИАПАЗОНЕ
2.1 Автоматизированная система определения излучательной способности материалов
2.1.1 Экспериментальная установка и методика определения относительной излучательной способности в широком диапазоне температур
2.1.2 Диафрагмированный ИК радиометр
2.1.3 Контроль расстояния до объекта измерения
2.1.4 Контроллер термопар
2.2 Экспериментальное определение относительной излучательной способности
2.2.1 Погрешность определения интегральной излучательной способности
в автоматизированной установке
2.3 Погрешность ИК радиометрии, обусловленная изменениями излучательной способности объекта
2.4 Выводы
ГЛАВА III. АКТИВНО-ПАССИВНАЯ ИК РАДИОМЕТРИЯ ДЛЯ
ИЗМЕРЕНИЯ ФИЗИЧЕСКОЙ ПОВЕРХНОСТНОЙ
ТЕМПЕРАТУРЫ
3.1 Контроль интегральной излучательной способности объекта методом активно-пассивной локации
3.2 ИК радиометр физических температур с контролем интегральной излучательной способности
3.2.1 Алгоритмы обработки сигналов в радиометре физических температур
3.3 Экспериментальное определение физической температуры объекта
с помощью ИК радиометра
3.3.1 Методика эксперимента
3.3.2 Результаты экспериментальных исследований
3.4 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
Алгоритм работы нагревателя
ПРИЛОЖЕНИЕ И
Дистанционная ИК радиометрия в дифференциальной диагностике
дистрофических и воспалительных процессов глазного яблока
Материалы и методы исследования
Результаты медицинской апробации
ЛИТЕРАТУРА

Список сокращений:
АЧТ - абсолютно черное тело;
ГО — геометрическая оптика;
ГОК — генератор опорного колебания;
ДН - диаграмма направленности;
КК - компенсационный канал;
МК - микроконтроллер;
МП — микропроцессор;
НСХ — номинальная статическая характеристика;
ОК — основной канал;
ОЭП - оптико-электронный преобразователь;
ПД - пироэлектрический датчик;
ПИД - пропорционально-интегрально-дифференциальный регулятор; ПК - персональный компьютер;
ППИ - пироэлектрический приемник излучения;
ТР - тепловая развязка;
ТЭДС - тремоЭДС;
ТУ — технические условия;
СМОЗ (КМОП) - комплементарная логика на МОП транзисторах.
Список основных обозначений:
В)_ - спектральная яркость;
єя. - спектральная излучательная способность;
єт - интегральная излучательная способность;
Тх - температура объекта;
Т0 - температура опорного излучателя;
Тм— температура модулятора;
Тп—температура подсветки;
Тк - контактная температура;
Тб — яркостная температура;
Тик — радиационная температура.

обеспечение можно проводить необходимую обработку полученных данных (например, вычисление дисперсии результатов измерения), их отображение в реальном времени в виде графика, создание и печать отчетов, архивацию результатов и ведение баз данных.
Внешний вид ИК радиометра представлен на рис. 1.7.
Применение диафрагмированной оптической системы в ИК радиометре обеспечивает необходимое поверхностное разрешение (показатель визирования 1:50), защиту термочувствительного элемента от внешних воздействий и вредных факторов (пыль и др.).
Установка диафрагм и Рис. 1.7 Внешний вид портативного ИК радиометра.
внутреннее чернение
оптических каналов позволяют сформировать требуемую диаграмму направленности, устранив влияние фонового излучения. Для повышения точности измерений обращенная к входному окну поверхность обтюратора выполнена отражающей излучение, а поверхность, обращенная к оптической системе, выполнена поглощающей тепловое излучение.
Предложенная структурная схема радиометра обусловлена тем, что необходимо устранить влияние следующих внешних мешающих факторов.
1.3 Инструментальные погрешности
диафрагмированного модуляционного ИК радиометра
Для получения требуемой точности измерения, необходимо исследовать какие параметры измерительной системы в той или иной степени влияют на