Диагностика теплового состояния объектов по коротковолновой составляющей квантовой плотности излучения

• Автор: Русанов, Константин Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.27.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 158 с. : ил.

Содержание
Введение

1. Оптикоэлектронные системы диагностики как объект проектирования.

1.1. Обобщенная схема систем диагностики

1.2. Анализ структуры оптикоэлектронной системы диагностики

1.3. Классификация источников теплового излучения, их основные характеристики

1.4. Промежуточная оптическая среда.

1.5. Анализ методов радиометрии оптического излучения реальных объектов

1.6. Оптические каналы систем диагностики.

1.6.1. Особенности работы оптических каналов в тепловых условиях отличных от нормальных.
1.6.2. Анализ погрешностей при наличии фонового излучения элементов оптического канала .
1.7. Приемники лучистой энергии
1.8. Компьютерная обработка информации о тепловом состоянии объекта.
1.9. Анализ эффективности диагностики теплового состояния объекта по
коротковолновой составляющей квантовой плотности излучения
Выводы к главе 1
2. Теоретические исследования характеристик систем диагностики
2.1. Математические модели оптического излучения
2.2. Эквивалентная шуму разность температур.
2.3. Взаимосвязь выбранной математической модели оптического излучения с
характером изменения спектрального коэффициента излучения объекта.
Выводы к главе 2.
3. Система диагностики теплового состояния объектов по коротковолновой составляющей квантовой плотности излучения.
3.1. Структурная схема.
3.2. Метрологические характеристики
3.2.1. Методическая погрешность.
3.2.2. Эквивалентная шуму разность температур.
Выводы к главе 3
4. Практическая реализация систем диагностики в электровакуумном СВЧ приборостроении.
4.1. Диагностика состояния активной поверхности катода
4.1.1. Тепловое поле катода как основной показатель качества его активной поверхности.
4.1.2. Исследование теплового рельефа катода
4.2. Исследование эмиссионных характеристик катодов.
4.2.1. Анализ факторов, изменяющих параметры теплового излучения
катода.
4.2.2. Методика и экспериментальные данные исследований.
Выводы к главе 4
Основные результаты и выводы
Литература


Приемник излучения вырабатывает электрический сигнал, который преобразуется определенным образом в зависимости от назначения СД. Переход от обработки оптического сигнала к обработке электрического сигнала требует анализа изображения. Для этого в состав СД и введена алгоритмическая часть (система компьютерной обработки информации). Разработка СД - сложный процесс проектирования большой системы, т. Оптико-электронный тракт чаще всего является подсистемой более сложного объекта проектирования. Различают вероятностные и детерминированные системы. Поведение подсистем в вероятностных системах прогнозируется с определенной степенью вероятности, в детерминированных системах подчиняется строгим закономерностям и не изменяется при изменении внешних воздействий, если эти изменения не учтены при разработке системы. Примером сложной вероятностной системы может служить разработанная в МИРЭА теплови-зионная адаптивная широкоспектральная информационно-распознающая система [1]. К основным этапам разработки системы относятся: общее исследование научно-технической проблемы, постановка задачи, назначение совокупности параметров и характеристик системы, синтез и анализ системы, определение конструктивных параметров и конструирование подсистем, экспериментальное исследование макета, испытания. Анализ структуры оптико-электронной системы диагностики. Любая СД содержит компоненты различной физической природы. Каждый из них представляется совокупностью различных характеристик и параметров. Это значительно осложняет выявление закономерностей их взаимосвязи и влияния их на конечные результирующие показатели системы. Именно это обуславливает существенные особенности математического описания работы каждого из компонентов СД. Только описание протекающих процессов в отдельных компонентах и в СД в целом на основе единых физических представлений, дает возможность повысить степень универсальности используемого математического описания, а, следовательно, повысить эффективность разработки СД. Для оценки влияния единичных параметров и их совокупности на работоспособность СД необходимо провести параметрический анализ СД как объекта проектирования [4]. Параметрами источника излучения являются: спектральный состав излучения, эффективная температура, индикатриса излучения, геометрические параметры. Промежуточная оптическая среда это слой пространства, в котором происходит поглощение, рассеивание излучения, искажение волнового фронта. Этот слой можно рассматривать как оптическую систему с распределенными параметрами [5]. В качестве основных параметров слоя пространства выступают значения спектрального коэффициента пропускания и коэффициента преломления в зависимости от координат и направления визирования. В настоящее время созданы методика и программа для ЭВМ, позволяющие заменить излучающий слой пространства эквивалентной оптической системой с сосредоточенными параметрами, имеющей эквивалентный коэффициент поглощения [6, 7]. Оптические каналы характеризуются числовыми значениями геометрических параметров оптических компонентов, спектральными коэффициентами пропускания (или отражения), показателями преломления и т. Очень часто определяющими параметрами являются спектральные коэффициенты излучения элементов оптических каналов (ОК) и их фоновое излучение. Приемники лучистой энергии (ПЛЭ) характеризуются спектральной и вольтовой чувствительностью, обнаружительной способностью, инерционностью. Характеристики ПЛЭ при разработке СД должны выбираться с учетом свойств конкретного излучения, поступающего на вход ПЛЭ (с учетом наличия фонового излучения от оптических и конструктивных элементов). Аналогичный анализ можно провести и для системы компьютерной обработки информации, являющейся составной частью СД и дающей возможность обеспечения высокого уровня достоверности оценки теплового состояния исследуемых объектов, сложных по своей структуре (изображения со сложной, меняющейся при динамических исследованиях структурой, многообразие типов структур одного и того же объекта, большое число диагностических классов).