【摘要】：在用于評價(jià)紅外成像系統(tǒng)性能的測試方法中,最小可分辨溫差是需要測量的主要參數(shù)之一,它能夠定量地反映出紅外成像系統(tǒng)的靈敏度和分辨率。在經(jīng)典的MRTD測試方法中,靶標(biāo)和環(huán)境、靶標(biāo)和黑體間都存在著換熱,這種換熱會對溫差調(diào)節(jié)的靈活性和準(zhǔn)確度造成影響。同時(shí),靶標(biāo)和黑體的組合使得無法獲得連續(xù)可調(diào)的溫差,限制了針對紅外成像設(shè)備的測試能力。本文為了解決當(dāng)前紅外成像系統(tǒng)性能測試中尚存的問題,設(shè)計(jì)了一種溫差可調(diào)的單元組合式空腔陣列。基于該陣列的結(jié)構(gòu)模型,對其單元表面發(fā)射率進(jìn)行理論分析,得出槽深寬比是影響單元表面發(fā)射率的最主要因素。根據(jù)接觸式測量法原理,搭建相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室測量系統(tǒng),分別進(jìn)行了發(fā)射率穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)和溫差功能測試。結(jié)果表明,單元組合式空腔陣列能夠通過改變加熱溫度實(shí)現(xiàn)溫差調(diào)節(jié),可用于紅外成像系統(tǒng)性能測試。在測溫過程中,為了先確定物體表面的發(fā)射率,常用的輔助方法是采用發(fā)射率已知的物體作為參考物體。但是目前使用的參考物體有兩個(gè)缺點(diǎn),一是測溫區(qū)間不夠?qū)?二是在工作溫度區(qū)間內(nèi),參考物體的發(fā)射率是一個(gè)定值,不能調(diào)節(jié)。本文對上述單元組合式空腔陣列結(jié)構(gòu)加以改進(jìn),設(shè)計(jì)了一種深度漸變式空腔陣列。采用紅外熱像儀拍攝紅外熱圖像,所選不同區(qū)域的表觀溫度各不相同,其大小由各單元表面發(fā)射率決定。實(shí)驗(yàn)測量了不同溫度下樣品表面三個(gè)區(qū)域的單元表面發(fā)射率值,結(jié)果表明,深度漸變式空腔陣列表面在法向具有穩(wěn)定的發(fā)射率分布,可提供不同發(fā)射率的表面單元。
【圖文】：

2.2 黑體及其輻射定律2.2.1 黑體介紹黑體輻射這一概念是由基爾霍夫首次提出的，因?yàn)楹隗w輻射是輻射測溫的根本，所以黑體在輻射測溫中具有非常大的作用。所謂的黑體，指的是一種處在任何溫度下均不會透過和反射幅射能的物體[41]。根據(jù)能量守恒定律可知，能量落在物體表面將會發(fā)生吸收、反射和透射三種過程，這三個(gè)過程中的能量百分比遵循如下規(guī)律： 1（2-6）式中： 為吸收率； 為反射率； 為透射率。黑體的吸收率為 1，說明黑體吸收了輻射到它表面的所有能量。然而，，黑體只是一個(gè)抽象的科學(xué)概念，因?yàn)樵谧匀粭l件下并不能夠找到這樣不反射能量的物體，所以目前的黑體產(chǎn)品全為人們研制的“人工黑體”[42]。圖 2.1 列舉了四種常見的近似黑體模型。

中國計(jì)量大學(xué)碩士學(xué)位論文面制造一個(gè)空腔，腔體將通過空反射后最終達(dá)到熱平衡。腔體的腔體的有效輻射換熱面隨著其表覆蓋一個(gè)曲面，如圖 2.2 所示。圖，物體 1 和物體 2 的表面積分別
【學(xué)位授予單位】：中國計(jì)量大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TB302.1

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本文編號：2652950