Исследование принципов построения и разработка пиротелевизионных систем контроля длин движущихся крупногабаритных нагретых объектов

• Автор: Балабаев, Сергей Леонидович
• Шифр специальности: 05.12.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Таганрог
• Количество страниц: 175 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
1. Актуальность исследований
2. Предмет, цель и рамки исследований. Формулировка научной задачи.
3. Структура и основное содержание работы
1. АНАЛИЗ ТЕНДЕНЦИЙ РАЗВИТИЯ ИЗМЕРИТЕЛЕЙ ЛИНЕЙНЫХ
РАЗМЕРОВ
§ 1.1. Анализ динамики патентования
§ 1.2. Ведущие организации и научные центры
§ 1.3. Систематизация охранных документов по целям изобретения
§ 1.4. Систематизация охранных документов по техническим решениям..
§ 1.5. Классификация измерителей
§ 1.6. Сравнительный анализ методов измерения геометрических размеров
движущихся объектов
§ 1.7. Выводы
2. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПИРОМЕТРИЧЕСКИХ ДАТЧИКОВ В КАЧЕСТВЕ ЧУВСТВИТЕЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ
§ 2.1. Информационные признаки объекта наблюдения
§ 2.2. Связь световых (энергетических) параметров объекта Наблюдения с
пространственно-энергетическими параметрами системы
§ 2.3. Оценка динамического диапазона входных сигналов
§ 2.4. Модель помеховой обстановки
$ 2.5. Количественная оценка интенсивности сигнала и внешнего фона.
§ 2.6. Анализ параметров датчиков телевизионных сигналов
§ 2.7. Выводы
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПИРОМЕТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ С ДАТЧИКОМ
МГНОВЕННОГО ДЕЙСТВИЯ
§ 3.1. Описание диссекторной пирометрической системы
§ 3.2. Влияние нестационарности шумов диссектора на фильтрацию
видеосигнала
§ 3.3. Описание шумового процесса на выходе фильтра
§ 3.4. Анализ временной зависимости отношения сигнал/шум
§ 3.5. Алгоритмический синтез структуры оптимального обнаружителя..
§ 3.6. Оптимизация значения верхней частоты среза фильтра НЧ
§ 3.7. Сравнение свойств диссекторных систем с различными типами
развертки
§ 3.8. Выводы

4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПИРОМЕТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ НА ТВЕРДОТЕЛЬНОМ ДАТЧИКЕ С НАКОПЛЕНИЕМ ЭНЕРГИИ
§ 4.1. Особенности применения в пирометрической системе твердотельных
датчиков
§ 4.2. Формирование требований к блоку обработки пирометрической
системы на ПЗС
§ 4.3. Анализ источников шума в ПЗС
§ 4.4. Алгоритмический синтез оптимального обнаружителя с датчиком на

§ 4.5. Выводы
5. ОЦЕНКА ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИНЫ
ОБНАРУЖИТЕЛЕМ
§ 5.1. Структура погрешностей в телевизионных измерительных системах
§ 5.2. Погрешность обнаружения края проката в отдельном элементе..
§ 5.3. Погрешность обнаружения края проката с учетом предыдущих
элементов
§ 5.4. Погрешность разностного метода
§ 5.5. Выводы
6. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
§6.1. Реализация диссекторной измерительной системы
§ 6.2. Выбор математических моделей
§ 6.3. Результаты моделирования
§ 6.4. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. Основные результаты диссертационной работы
2. Научная новизна теоретических положений и результатов экспериментальных исследований, полученных автором
3. Методы исследования, достоверность и обоснованность результатов диссертационной работы
4. Практическая и научная полезность результатов диссертационной работы
5. Апробация, публикация результатов работы и их реализация
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
АЦП аналого-цифровой преобразователь
АЧТ абсолютно черное тело
дкв двойная коррелированная выборка
ик инфракрасный
лнм локально наиболее мощный
лнми ЛНМ инвариантный
нм наиболее мощный
нми НМ инвариантный
ОЗБ оперативно-запоминающий блок
ОЗУ оперативное запоминающее устройство
пдо плавающая диффузионная область
пзи прибор с зарядовой инжекцией
ПЗС прибор с зарядовой связью
ПЗУ постоянное запоминающее устройство
пчх пространственно-частотная характеристика
РНМ равномерно наиболее мощный
PH ми РНМ инвариантный
спэя спектральная плотность энергетической яркости
сс схема селекции
ТВ телевизионный
твк телевизионная камера
ФНЧ фильтр низких частот
ФП фотоприемник
ФГІУ фотоприемное устройство
ФЭП фотоэлектрический преобразователь
ЭЛТ электронно-лучевая трубка
- коэффициент передачи атмосферы Кт1(к, П„р„ t). При высокой прозрачности среды коэффициент передачи атмосферы можно считать детерминированным и пространственно безынерционным, а при наблюдении стационарных источников не учитывать временную инерционность, т е. полагать Каги(к, £2„р„ t) ~ Каты(к),
- коэффициент передачи приемной оптики ÄTnp 0m.(A,), который можно считать детерминированным и постоянным в пределах угла поля зрения приемной оптики;
- коэффициент передачи оптического фильтра А.'0Птф(А).
Свойство приемника вырабатывать электрический сигнал определенной величины под действием падающего на него потока излучения называется чувствительностью или коэффициентом преобразования.
Чаще всего выходной сигнал фотоприемника определяется эффективным значением тока /. В этом случае используют понятие токовой чувствительности Е/.
Чувствительность фотоприемника к монохроматическому излучению с длиной волны к называется монохроматической. Зависимость монохроматической чувствительности от длины волны регистрируемого излучения называется спектральной характеристикой чувствительности Е(к) [А/Вт]. В решаемой задаче не принимается в расчет пространственная и временная инерционность внешней фотоэмиссии и вторичной эмиссии.
В справочной литературе различают абсолютную Яабс.макс и относительную Еотн(а) спектральную характеристики чувствительности. Причем

^абс макс ^ отн( к).
где Елосмакс - максимальная монохроматическая чувствительность фотоприемника, [А/Вт].
Выходной ток с /-го фотоэлемента (/ = — ц, п ) равен

В случае Кзш{к) = АГатм, Кпр.оп1<А.) = Klipom и Аопт.ф(/,) = 1 (светофильтр отсутствует), имеем
/, = в, (ЛВ/Н)2 Ea6c KmiКпрот }Е<т,(к)гт (к, Т)ВАЧТ (k)dk ■ (2.14)

При расчетах интегрирование обычно заменяют суммированием через одинаковый спектральный интерват А к. Выбор величины интервата определяется видом функций Еотн(к), виза (КТ). ВАчт(к,Г), а также требуемой точностью расчета.