红外热成像仪测温定标模型研究

论文摘要

自然界中任何物体，只要温度高于绝对零度，就会以电磁辐射的形式在非常宽的波长范围内发射能量，产生辐射能。不同的材料、不同的温度、不同的颜色等，所发出的红外辐射强度不同。红外热像仪就是将物体发出的不可见红外能量转变为可见的热图像。热图像上面的不同颜色代表被测物体的不同温度。为了能够精确的显示物体的温度，就需要对热像仪测温进行定标，温度与红外辐射之间的关系是一个物理规律，标定好的热像仪首先测出目标的辐射能量，进而计算出温度。本文首先对非制冷红外探测器的性能进行分析，然后通过对红外辐射理论分析建立测温模型，并且应用实验室开发研制的红外热像仪为硬件进行测温定标实验。在测温定标的过程中主要考虑了探测器温度变化和环境温度变化对测温定标的影响。除了以上两个因素外，目标的发射率，大气透过率，测量距离等都会给测量带来误差。为此，也对这些因素所带来的影响做了一个简要的分析和说明。在数据处理过程中使用到了MATLAB和1STOPT软件，对所得的结果进行了拟合。通过定标实验可以得到，在测温定标的过程中，探测器温度变化和环境温度改变都是不能忽略的影响因素，如果要使定标更为精确，那么就需要考虑更多的影响因素。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 红外测温技术概述
• 1.2 红外测温技术国内外发展现状
• 1.3 本文的主要内容
• 2 红外探测器的性能分析
• 2.1 探测器工作原理
• 2.2 探测器的热平衡方程
• 2.3 探测器的噪声和信噪比
• 2.4 本章小结
• 3 有限波长范围内黑体辐射量的计算
• 3.1 红外辐射理论
• 3.2 黑体辐射量的计算方法设计
• 3.3 计算结果及分析
• 3.4 波长在 8-14ΜM 内黑体辐射量随温度变化曲线
• 3.5 本章小结
• 4 温度定标
• 4.1 定标模型建立
• 4.2 实验仪器介绍
• 4.3 实验数据测量
• 4.4 实验数据处理
• 4.5 本章小结
• 5 温度定标影响因素分析
• 5.1 环境温度的影响
• 5.2 目标发射率的影响
• 5.3 大气的影响
• 5.4 本章小结
• 6 总结
• 致谢
• 参考文献
• 附录 1
• 附录 2