背景辐射

摘要： 数字图像相关方法是目前普遍使用的非接触式变形测量方法,其能够提取物体表面的形貌及变形场,具有全场测量、结构简单、精度高等优点。但由于超高温环境下,基于数字图像相关方法的非接触式变形测量方法仍然存在高温背景辐射、热流扰动等影响变形测量精度的问题。主要调研现有高温数字图像相关方法在其关键技术热扰动噪声消除方法及高温背景辐射抑制方法上的研究现状,提出一种结合高斯预滤波的时域相关热扰动噪声消除算法,在扰动图像复原实验中有显著效果,搭建紫外数字图像相关成像系统抑制高温背景辐射,在1600°C高温环境下采集到清晰散斑图像,最后对热扰动噪声消除方法及高温背景辐射抑制方法未来研究方向进行展望。

摘要： 飞机蒙皮对于背景辐射的反射可以作为红外目标识别的辐射源,但背景辐射通常来源于太阳辐射和地面背景辐射等辐射的综合作用,其复杂性和多变性也可能使飞机的红外反射辐射严重干扰红外制导的准确性,因此,研究复杂环境背景下的飞机蒙皮红外反射特性对于红外目标识别和红外导弹制导等应用具有重要意义.本文基于Schlick双向反射分布函数(BRDF)模型,结合有限元方法,利用反向蒙特卡洛法计算辐射遮挡因子,在MODTRAN软件环境下计算大气光谱透过率,针对不同条件下的飞机红外反射辐射特性进行研究.结果表明,不同探测角度和探测波段对飞机红外反射特性具有很大影响,且飞机蒙皮的反射辐射具有分布非均一性特点.

摘要： 在采用辐射温度计测量航空发动机涡轮叶片温度时,为了减小背景辐射对测温结果造成的影响,基于Planck定律建立包含背景辐射影响的测温方程,借助有效发射率计算得到被测目标的真实温度.通过设计背景辐射影响模拟试验,利用两个高温辐射源分别加热选定样品和模拟高温背景,采用扫描式涡轮叶片温度场测量装置对选定样品进行温度测量.结果发现,当目标设定为800°C、背景设定为1000°C时,目标在背景影响修正前后的最大温差为27.2°C,温差相对修正前温度的比例最大为3.82％,而修正后的目标温度明显更加接近无背景影响温度,从而验证了该修正计算方法的可行性和可靠性,对发动机研制过程中的温度监测工作具有重要应用价值.

摘要： 红外光谱仪内部背景辐射在长波红外波段(8～12 μm)影响比较显著,会严重降低光学系统的分辨率和信噪比.利用TracePro光学分析软件,对基于交叉非对称Czemy-Turner(C-T)型平板波导红外光谱仪进行了背景辐射分析,包括机械构件表面发射率以及光学元件表面温度对背景辐射的影响.引入了杂光系数作为评价指标,根据仿真分析结果,在高低温箱中,对该红外光谱仪的背景辐射影响采取抑制措施并进行了实验测量,实验结果证明:采取背景辐射抑制措施后,C-T型平板波导光谱仪系统的杂光系数在常温下(298 K)能达到5％以下.

摘要： 为满足对天空背景辐射进行实时光谱测量和特征提取的需求,基于光纤光谱仪研制了一台一体化天空背景辐射计,可测量340~1030 nm波长范围内的天空背景辐射光谱,波长分辨率优于0.5 nm,具有定点测量、全天空扫描测量两种工作模式。在介绍系统总体结构的基础上,描述了光学组件、转台系统、跟踪模块、嵌入式控制系统及恒温控制模块等硬件部件的结构,以及上位机软件的设计思路、设备工作流程和定标方式。最后分析经光谱辐射定标后的测量数据,初步验证设备工作的可靠性,为天空背景辐射的实时测量及光谱特性研究提供了有效手段。

摘要： 研究表明,岩石在加载过程中表面的红外辐射随应力发展而变化,而辐射信息的有效提取与辐射背景存在密切关系.通过理论分析不同实验环境对岩石受力热红外光谱变化影响,开展了花岗岩在室内外环境下的受力热红外光谱观测实验,分析了不同辐射背景下岩石红外辐射与应力的相关性以及由应力引发的辐射变化信息的强弱差异,并对两种环境下岩石应力热红外探测的优势波段进行了对比分析.结果表明,辐射背景对岩石受力热红外光谱探测结果有重要影响,室外环境因背景辐射较弱,相同应力作用下的红外辐射变化更加显著,与应力之间的相关程度更高,优势波段区间更宽,更加有利于岩石应力的热红外探测.8.0~11.8μm波段是利用热红外遥感监测地表花岗岩应力变化的优势波段.%Previous studies have shown that the thermal infrared radiation of rock surface changes corresponding to the stress in the rock loading process .The effective extraction of radiation variation information depends on the influence from background radiation .Thus ,this study aims to analyze the variety of thermal infrared spectrum for loaded rock under different experimental conditions .The thermal infrared radiation experiments of loaded granite were carried out in both indoor and outdoor conditions . The relationship between radiation variation and stress under different experimental condition was investigated ,and the characteristic of radiation information caused by stress was analyzed .Furthermore ,we compared the sensitive waveband to stress in thermal infrared detection under indoor and outdoor conditions .The results showed that the radiation background had a significant effect on the radiation changes of loaded rock .It was found that the infrared radiation changed more significantly ,and correlated more closely to stress in the outdoor condition ,while the sensitive waveband is wider due to the relatively weak background radiation .It is more accurately and reasonably for detecting the thermal infrared radiation of loading rock in the outdoor condition .The 8.0~11.8 μm wave range can be considered as the effective waveband for granite stress monitoring using thermal infrared remote sensing technology .

摘要： 针对低空消费级无人机这种低慢小目标,采用理论建模和对实验中飞行温度参数实测的方法,建立了目标红外辐射模型以及背景辐射参数模型,得到了与实测结果比较相符的红外探测距离.指出了对这类低红外辐射目标,对阳光反射和背景噪声必须精细估算才能得到比较准确的红外作用距离.另外,通过对分析结果的讨论,对未来无人机红外探测系统的设计提出了一些建议.

摘要： 针对常用的中波和长波红外探测系统,从分析目标的热辐射特性、背景的辐射特性、以及由目标到红外探测器的前向光学通道的传递函数性能,对光电探测系统的短波红外和长波红外探测系统能力进行分析、计算和比较,科学剖析中波和长波红外探测各自的技术优势和适用范围,为设备论证中成像器件合理选型及试验任务中捕获跟踪提供理论依据.%The ability of the commonly used medium wave and long wave infrared detection system in the photoelectric detection system is analyzed,calculated and compared in this paper,according to analyze the thermal radiation charac-teristic of the target and the radiation characteristic of the background as well as evaluate the transfer function perfor-mance of the forward optical channel(atmosphere optical system and infrared optical system)from the target to the in-frared detection. This paper analyze the respective technical advantages and application scope of the medium wave and long wave infrared detection technologies scientifically,result in providing a theoretical basis for selection of the imaging devices in equipment demonstration and tracking capture in experimental.

摘要： 空间光学遥感器的信噪比受探测器暗电流、读出噪声和量子噪声的制约,红外遥感器自身热辐射会进入探测器形成背景辐射,占据探测器的动态范围并产生噪声,进而影响系统的信噪比.因此,在红外光学系统设计中,评估系统的背景辐射是非常必要的.本文针对折反射光学型式的红外遥感器,结合各组件辐射的传输特性,建立系统自身辐射的计算模型,分析了遥感器自身热辐射所形成的背景辐射.通过将背景辐射与目标辐射相比较,分析其对红外探测的影响,并讨论了背景辐射影响的消除方法.最后,利用该模型分析了天宫一号高光谱成像仪红外观测谱段的背景辐射,并讨论了光瞳像差的影响.

摘要： 针对工程研发中发现的两种碲镉汞中波光导探测器1KHz下噪声在封装前后变化幅度不同的现象,通过改变背景辐射条件测量得到了两种器件的低频噪声频谱.对两种器件的低频噪声频谱分析表明,噪声大的器件在改变背景辐射条件前后都以1/f噪声为主.为探明较大1/f噪声的来源问题,对器件铟金电极的成份做了SIMS测试.分析测试结果发现,噪声性能较差器件的电极中含有大量的杂质铝及锌,表明由于电极成份不纯带来的接触状况不良是造成器件较大低频1/f噪声的原因。

摘要： 针对热红外高光谱系统信噪比低的特点，设计了能有效抑制背景辐射的热红外精细分光光谱成像系统。利用杂散辐射分析软件，对系统进行了背景辐射分析。搭建了一套地面实验装置，该系统光谱范围为7.7～9.3μm，光谱分辨率为54 nm，空间分辨为0.75 mrad，推帚式成像。整机的测试结果表明，系统的光谱分辨率(SRF)达到了预先设计的要求值，低温150 K时，系统的噪声等效温差NETD接近300mK。

摘要： 长波红外相机中的背景辐射来源于多个系统部件,其中包括实际工程忽略的冷屏内壁.本文通过对冷屏和探测器的建模,在冷屏内壁发黑情况下对辐射量级进行估算,并考虑一次反射的情况,得出在相关假设条件下探测器中心单元接收到的冷屏背景辐射功率估算值,为工程中的忽略做法提供一个定量依据,同时为进行其他类似的背景辐射的估算提供一个算法参考.

摘要： 文章从空间探测所广泛采用的三反光学系统入手,建立了一个研究光学系统玻璃自身辐射特性的模型,通过它计算得到低温光学系统的背景辐射量与温度之间的关系,并结合计算结果分析了典型红外空间望远镜的探测能力.

摘要： 为了在开放空间测定材料微波吸收系数并确定测量方法对结果的影响.本文用行波法固定好喇叭型发射、接收天线位置的3cm微波分光光度仪,校正满度,调节电流表机械零点消除环境本底辐射.提出了接收天线面向室内,发射天线直指室外无反射物的空旷地,辐射主瓣完全逸出室外,副瓣尽量释放到室外,降低背景辐射能与涨落.实验结果表明,吸收材料放置中心测量平台,校正后的测量动态范围为0～100％;直接放置、封闭接收天线口,可减小微波源自身对测量系统的干扰,有效测量动态范围为0～(100-ηx)％.其中η为反射、吸收总和,x％为关闭发射源时的背景电磁波信号能量.因此得到吸收材料放置微波光度仪的不同位置对测量有影响;直接覆盖在天线口上可减小杂散波的干扰,但使测量有效动态范围降低,而放置在两天线1/2间距位置的情况正好相反.两种工作方式的零点、满度以及有效动态范围的实际差异均为ηx％.

摘要： 红外光学系统的内部构件由于呈现于光路之中,其表面热辐射将会通过光学系统到达探测像面而引起背景辐射噪声.本文利用LightTools分析软件对一套折反式红外光学系统内部机械构件的主要表面的热辐射进行了分析,得到了探测像面接收到的热辐射的量级.分析了三种不同的表面反射率的情况,能够用于指导如何进行表面处理和结构设计的改善.

摘要： 绝对辐射计及绝对辐射计背景空间辐射传热的测量方法，涉及光辐射测量领域，解决了现有绝对辐射计测量太阳总辐照度过程中辐射传热修正缺失，与国际辐射基准溯源性较差的问题，包括视场光阑、主光阑和辐射计内部热结构；辐射计内部热结构包括压片、聚酰亚胺垫片、热电堆、热沉和吸收腔；吸收腔为带帽檐的正圆锥腔结构，热电堆的上顶面连接吸收腔帽檐，下底面与热沉连接；压片通过聚酰亚胺垫片与吸收腔帽檐固定，本方法利用有限元单元法将辐射计微元化，并在外表面覆盖上一层对应的辐射单元，用该辐射单元求解背景空间与吸收腔之间复杂的辐射传热关系，弥补绝对辐射计修正体系的缺失。

摘要： 绝对辐射计及绝对辐射计背景空间辐射传热的测量方法，涉及光辐射测量领域，解决了现有绝对辐射计测量太阳总辐照度过程中辐射传热修正缺失，与国际辐射基准溯源性较差的问题，包括视场光阑、主光阑和辐射计内部热结构；辐射计内部热结构包括压片、聚酰亚胺垫片、热电堆、热沉和吸收腔；吸收腔为带帽檐的正圆锥腔结构，热电堆的上顶面连接吸收腔帽檐，下底面与热沉连接；压片通过聚酰亚胺垫片与吸收腔帽檐固定，本方法利用有限元单元法将辐射计微元化，并在外表面覆盖上一层对应的辐射单元，用该辐射单元求解背景空间与吸收腔之间复杂的辐射传热关系，弥补绝对辐射计修正体系的缺失。

摘要： 本发明提供了一种适用于复杂辐射背景下的核辐射检测方法。所述测量方法为：将传统的测量方法与现代数字信号处理技术相结合，充分利用核辐射探测器获取的信息，实现对核辐射能量及强度的快速、准确判断。本发明采用高速数据采集卡获取从HPGe探测器输出的γ脉冲信号，对γ脉冲信号进行AD转换、滤波后，输入至数据获取及处理单元。然后，数据处理单元将大量γ脉冲信号转化为γ能谱。最后，采用小波分析中的连续小波变换对γ能谱进行变换，将其转换至能量-尺度平面，得到不同尺度下γ能谱的小波系数。最后，根据γ特征峰小波系数在能量-尺度平面内的特点，实现对特征峰位置的快速、准确定位，并实现对峰面积的快速计算。

摘要： 本发明要解决的问题是：简化太阳辐射量数据的统计处理，或基于随机性解释来解析直方图化的太阳辐射量出现概率分布并将太阳辐射量数学建模为计算式，所述太阳辐射量数据用于计算预测，所述计算预测需要将太阳辐射量作为变量的情况计算。本发明使计算机的处理器执行以下步骤：接受太阳辐射量数据的输入并存储在数据库中；基于所述太阳辐射量数据来确定太阳辐射量出现概率分布；基于所述太阳辐射量出现概率分布、和第一概率密度函数及第二概率密度函数，来确定太阳辐射量估计模型并存储在所述数据库中，所述太阳辐射量估计模型由与所述第一概率密度函数关联的第一众数及第一偏差、与所述第二概率密度函数关联的第二众数及第二偏差、所述第一概率密度函数的分配系数、和所述第二概率密度函数的分配系数组成；将积分值作为重叠度存储在所述数据库中，所述积分值表示基于所述太阳辐射量估计模型的概率分布的重叠。本发明使计算机的处理器执行以下步骤：管理步骤，接受太阳辐射量数据的输入；分析步骤，基于太阳辐射量数据来确定太阳辐射量出现概率分布；其中，太阳辐射量出现概率分布将无量纲量作为随机变量。

摘要： 一种降低环境背景辐射噪声的红外辐射测温方法，涉及红外辐射测温技术，为了解决现有的红外辐射测温过程中，标定工作量大、标定耗时长以及测量精度差的问题。本发明对红外辐射测温系统进行第一组实验标定，求解出增益常数和偏置常数；对红外辐射测温系统进行第二组实验标定，得到第二组实验标定系统输出电压响应；求解第二组实验标定辐射亮度响应，判断第二组实验标定函数拟合优度是否满足预先设定阈值；进而确定拟合阶数，建立发射率模型；结合增益常数和偏置常数以及发射率模型，得到理论标定函数；根据理论标定函数，结合普朗克公式与朗伯辐射定律，求解出目标的真实温度。有益效果为降低了标定的工作量以及减少了标定耗时时间，测量精度高。

摘要： 一种基于能量法的半透明材料高温辐射率测量装置及扣除背景辐射的修正方法，涉及一种半透明材料高温法向光谱辐射率修正测试方法，属于高温测量材料物性技术领域。本发明是为了解决传统测试系统造价昂贵、温度加热上限低、测试精度较低的问题。它包括傅立叶红外光谱分析仪、参考黑体炉、可旋转反光镜、加热炉，加热器，温度采集装置，温度巡检操控仪、入射光源、数据处理系统、光阑和半透明试件；所述的加热炉内置有透光口、半透明试件的固定装置和温度采集装置；所述的入射光源发光口的中心轴线、加热炉的透光口的中心轴线、可旋转反光镜的镜面和参考黑体炉出光口的中心轴线与水平轴线共线。用于测量半透明材料表面的高温光谱法向辐射率。

摘要： 一种降低环境背景辐射噪声的红外辐射测温方法，涉及红外辐射测温技术，为了解决现有的红外辐射测温过程中，标定工作量大、标定耗时长以及测量精度差的问题。本发明对红外辐射测温系统进行第一组实验标定，求解出增益常数和偏置常数；对红外辐射测温系统进行第二组实验标定，得到第二组实验标定系统输出电压响应；求解第二组实验标定辐射亮度响应，判断第二组实验标定函数拟合优度是否满足预先设定阈值；进而确定拟合阶数，建立发射率模型；结合增益常数和偏置常数以及发射率模型，得到理论标定函数；根据理论标定函数，结合普朗克公式与朗伯辐射定律，求解出目标的真实温度。有益效果为降低了标定的工作量以及减少了标定耗时时间，测量精度高。

摘要： 本发明提供一种基于围道积分的涡轮叶片辐射测温中背景辐射影响修正方法，步骤1：利用软件仿真得到涡轮导叶温场分布。步骤2：动叶与导叶表面三角面元划分。步骤3：利用围道积分计算动叶与导叶间的角系数。步骤4：被测动叶面元受导叶背景辐射影响计算。步骤5：计算与分析动叶旋转到不同位置时所受背景辐射。步骤6：根据背景辐射分布规律，对高温计测量结果进行修正。本发明可以有效修正利用辐射测温法测量涡轮叶片温度时来自周围高温环境下的背景辐射。

摘要： 本发明一种降低黑体辐射定标时背景辐射影响的定标切换机构包括：变温黑体组件、转盘、自反射角镜、驱动机构；变温黑体组件隔热安装于转盘上，转盘上除去安装变温黑体组件的其余区域均安装自反射角镜；驱动机构与转盘相连，用于带动转盘处于成像、黑体定标、探测器焦面自反射定标三个位置，每个位置占用转盘的三分之一；变温黑体组件中的黑体为高发射率面源黑体，通过调节黑体背部的半导体制冷器实现多个黑体温度点的设置。本发明大大降低了空间光学遥感器黑体辐射定标时的背景辐射，60K的背景辐射远低于红外探测器的动态响应范围，背景辐射就不会混入定标数据，大大提高了定标数据的准确性。

摘要： 一种基于能量法的半透明材料高温辐射率测量装置及扣除背景辐射的修正方法，涉及一种半透明材料高温法向光谱辐射率修正测试方法，属于高温测量材料物性技术领域。本发明是为了解决传统测试系统造价昂贵、温度加热上限低、测试精度较低的问题。它包括傅立叶红外光谱分析仪、参考黑体炉、可旋转反光镜、加热炉，加热器，温度采集装置，温度巡检操控仪、入射光源、数据处理系统、光阑和半透明试件；所述的加热炉内置有透光口、半透明试件的固定装置和温度采集装置；所述的入射光源发光口的中心轴线、加热炉的透光口的中心轴线、可旋转反光镜的镜面和参考黑体炉出光口的中心轴线与水平轴线共线。用于测量半透明材料表面的高温光谱法向辐射率。