一、反射辐射和探测器本身的辐射对实时测温系统测温精度的影响及其抑制（论文文献综述）
郑凯丰[1]（2021）在《航空发动机涡轮叶片辐射测温算法及系统设计研究》文中研究说明航空发动机涡轮叶片温度测量对航空发动机的研发和运行状态的监测至关重要。对涡轮叶片表面的温度进行测量和分析不仅可以保证发动机的运行安全,同时还可为高性能发动机涡轮叶片的结构设计和优化提供重要数据。但是,对高温高压工作环境下处于高速旋转状态的涡轮叶片进行准确的温度测量一直是一个技术难题。辐射测温技术的出现有效解决了接触式测温技术干扰被测表面温度场分布、测点数量少等缺陷,逐渐在涡轮叶片温度测量领域得到广泛的关注和应用。然而,目前涡轮叶片辐射测温技术仍存在因环境辐射和发射率变化引起的测量误差过大的问题。针对目前航空发动机涡轮叶片辐射测温技术的发展现状及应用需求,本文开展了涡轮叶片辐射测温算法和光学系统设计的研究,主要研究工作分为以下四个部分:（1）研究了涡轮叶片辐射测温的环境辐射影响。分析了涡轮叶片辐射测温过程中的环境辐射来源。针对环境叶片辐射影响难以消除的问题,提出了一种基于辐射传输理论和发动机涡轮叶片真实面型的三维动态辐射传输模型,分析了环境叶片辐射的辐射角系数与目标叶片的旋转角度的关系,计算了反射辐射引起的在不同温度和不同位置处的涡轮叶片测温误差。在设定条件下,引起的最大测温误差在40K以上。（2）开展了基于反射误差校正的涡轮叶片三波段辐射测温研究。针对环境辐射对测温的影响,以及叶片发射率难以测量的问题,提出了基于反射误差校正的三波段辐射测温算法。构建了三波段辐射测温算法的误差函数,通过测量得到的目标表面的实际辐射和三维动态辐射传输模型的模拟结果结合环境叶片的实际辐射计算出的环境辐射,进而反演目标叶片的表面温度;然后,分析了测量波段、目标温度反演算法以及发射率差异等因素对测温的影响,并对影响因素造成的测温误差进行了仿真计算,验证了测温算法的有效性和可靠性。（3）进行了三波段辐射测温光学系统设计及集成研究。针对航空发动机涡轮叶片的复杂面型和高温工作环境,设计了用于涡轮叶片辐射温度测量的三波段辐射测温光学系统。首先确定了前置聚光镜的调焦设计方案和热效应的消除方法,分析了物面离焦量对探测器接收能量的影响。在此基础上对三波段辐射测温系统进行了光学设计,对系统在不同温度、不同调焦距离下的光学性能进行了评估,并采用ASAP软件对该系统进行了光线传输仿真。最后,进行了系统集成和测试。（4）进行了航空发动机涡轮叶片辐射测温实验及分析。设计了涡轮叶片辐射测温实验方案,搭建了实验室环境下的涡轮叶片辐射测温实验平台,在模拟的高温辐射环境下对涡轮叶片表面进行了辐射温度测量,与未校正反射的比色测温法相比,基于反射误差校正的三波段辐射测温算法平均相对反演误差从最大2.82%下降到1.20%。
赵莹泽[2]（2021）在《航空发动机涡轮叶片温度及燃气浓度反演研究》文中提出随着航空工业的发展,发动机推力、比重等性能不断提高,涡轮叶片运行时的温度也随之升高。由于长期工作在高温高压的极端环境中,导致涡轮叶片可靠工作寿命减少、材料强度降低。因此为保障航空发动机的安全运行,对发动机涡轮叶片温度精确测量的需求越来越迫切。传统的接触式高温计已无法适应如此严苛的工作环境,因此响应速度快、测温上限高、动态范围广的辐射测温技术在涡轮叶片温度测量领域得到了广泛关注,提高辐射测温精度对航空发动机稳定安全运行具有重要的意义。同时,在航空发动机运行时,燃烧室内高温燃气的状况直接影响涡轮叶片表面热辐射分布状态以及发动机的工作效率。因此通过测量燃烧产物中各气体组分的浓度百分比,调控燃料与空气的最佳混合比例,对实现燃油最佳燃烧效率,提高航空发动机的工作效率并减少污染物排放具有重要的意义。本论文针对航空发动机工作过程中涡轮叶片温度以及燃气浓度的测量需求,提出了基于谱窗移动的涡轮叶片温度测量算法和被动式高温燃气浓度反演算法,实现了涡轮叶片温度和高温燃气浓度的高精度反演。本论文的创新研究工作主要包括以下五个部分:1.开展了涡轮叶片光谱辐射测温相关理论研究,针对目前航空发动机涡轮叶片多光谱辐射测温中普遍存在的因发射率预测不准而严重影响温度反演的准确性问题,提出了一种基于窄带谱窗移动的涡轮叶片光谱测温算法。利用窄谱段内被测物体发射率随波长变化缓慢的特点,采用Mahalanobis距离定义两曲线间的相似距离描述两曲线的相关系数,在无需预设发射率模型的前提下实现了高温合金样品表面的温度场反演。2.开展了高温燃气分子吸收光谱理论研究,结合HITEMP光谱数据库和航空发动机燃烧产物对发动机不同工况下高温燃气光谱辐射吸收特性进行分析建模。通过对高温燃气非标况下线强计算、谱线线型选择及谱线增宽效应计算燃气光谱透过率分布,确定了不同燃烧产物的特征吸收峰。3.完成了高温合金样品光谱辐射测温实验系统设计和实验平台搭建。利用光栅光谱仪测量了DD6、DZ125、K77三种镍基高温合金样品的光谱发射率分布特点。使用窄带谱窗移动算法对上述高温合金样品进行表面温度场重构,通过与热电偶测量结果进行对比,验证了窄带谱窗移动测温算法对不同表面发射率样品温度测量精度。4.完成了航空发动机高温燃气浓度反演算法理论研究,提出了基于被动式航空发动机高温燃气浓度反演算法。通过对高温燃气光谱辐射传输过程进行建模分析,利用高温燃气光谱的选择吸收特性对背景辐射以及高温燃气辐射进行分离,同时对背景辐射光谱和高温燃气辐射光谱进行实时提取,求解高温燃气的光谱透过率分布,利用非线性最小二乘法对测量光谱透过率和理论光谱透过率拟合,实现气体浓度的反演。5.完成了高温气体浓度测量实验系统的设计和平台搭建,设计了三段式石英高温气体池,高精度配气系统。利用被动式燃气浓度反演算法对高温二氧化碳气体浓度进行测量,通过与配气系统设定浓度结果进行比较,验证了浓度反演算法的可行性和有效性。同时在高温燃气辐射传输模型的基础上,计算并分析了光谱测量系统的噪声等效辐射亮度和噪声等效柱浓度,评估了测量系统在不同测量条件下气体的浓度检测下限。
辛世杰[3]（2021）在《红外辐射基准载荷的高精度温控信息获取与处理技术》文中研究表明红外遥感技术是采集地球数据信息的重要技术手段,具有覆盖面积广、探测时间长、机动性强等诸多特点,因而被广泛应用于农业生产、土地利用、国土资源管理、大气监测以及地质灾害检测和调查等各个领域。随着技术的不断进步,气候变化观测和数值天气预报等领域对红外遥感数据提出了更高要求,特别是气候变化观测要求来自红外遥感载荷的测量数据不确定度水平优于0.1K,其10年内的稳定性要求优于0.04K。要实现如此高定量化水平的目标,不仅需要稳定可靠的红外探测设备,还需要高精度的在轨红外辐射源。其中红外探测设备的正常运行需要载荷为其提供稳定的工作环境温度,而辐射源的定标性能更是与其温度直接相关。基于上述重大应用需求,本课题研究设计了红外辐射基准载荷的高精度温控信息获取与处理系统。通过对红外辐射基准载荷的系统组成进行分析,选定其中对温控需求最高的红外辐射源作为本课题设计系统的主要控制研究对象,并研究了其基本架构及溯源链路。针对红外辐射源中的各项核心组件的需求进行了分析,并分配了该辐射源的温度不确定度。在空间应用中,由于电子器件老化及其性能易受环境温度波动的影响,现有的温度测量方法会出现非线性标定性能劣化的问题,导致测量结果出现偏差。本课题在阻值比率测温方法的基础上,提出了一种新的多参考阻值比率测温方法,实质上是将铂电阻与参考电阻的比率限定在较小的范围内,减小了当铂电阻阻值远离参考电阻阻值时,电路非线性对测温结果所造成的影响。将该方法电路与目前测温水平较高的单参考阻值比率测温电路置于恒温箱中进行比较实验,实验结果表明,在5℃～45℃的环境温度下,本方法的最大测量误差约为0.004℃,而单参考阻值比率测温电路的最大测量误差约为0.03℃。因此,该方法基本解决了非线性标定劣化的问题,无需载荷对其进行精密温控,减轻了载荷的热控成本,在环境温度变化剧烈场合中的非线性标定劣化程度更小,更加适合环境温度变化剧烈的应用场景。测量领域常用数字均值滤波器来降低测量噪声,但同时也会造成信号的失真,引入不确定度,现有滤波器评价工具难以对该滤波器对测量结果的影响进行量化。为解决该问题,本课题提出了一种数字均值滤波器不确定度评定方法,通过对温度缓变对象的温度变化率分布函数进行建模,利用该模型模拟生成温度测量序列并将其输入至滤波器中,最后利用不确定度A类评定方法来进行不确定度计算。对黑体实物进行了实验分析,得到了不确定度与采样周期、均值数目的关系曲线,该评定方法为数字均值滤波器设计提供新的考虑方向。针对红外辐射源升降温控制系统进行了热力学模型研究,提出了基于TEC散温器及驱动电压双反馈模型。相较于基于TEC驱动电压的单反馈模型而言,双反馈模型的优点在于考虑了TEC散温器温度波动对温度控制的干扰,可实现干扰的超前控制。设计了基于最长循环周期线性移位寄存器序列的温控系统模型辨识方案,采用增广最小二乘法对系统模型参数进行了辨识与分析,得到该红外辐射源升降温控制系统在制冷及加热模式下的精确数学模型。针对红外辐射源温控系统模型大时滞、非线性、参数时变的特点,研究并设计了一种简化变论域模糊PID控制器,该控制器在保证变论域优点的基础上,删减了变论域中输入变量论域变换的过程。将该控制器与普通变论域模糊PID控制器、模糊PID控制器、PID控制器进行对比实验,仿真实验表明:在不同温度控制幅度下,该控制器均无超调量,而其他控制器的超调量从3.44%至6.70%不等,同时该控制器的稳定时间也要优于其他控制器。为模拟天基应用环境,于在轨真空状态中对红外辐射源温控系统样机进行了性能测试,其温控范围为-20℃～60℃,温度稳定性优于0.027K,温度均匀性优于0.072K;对空间基准红外辐射源在10m处的亮温不确定度进行了评定,其扩展不确定度优于0.143K（k=2）。对样机上微型镓相变固定点的相变温度进行了测量,可根据该相变温度对红外辐射源上铂电阻进行校准,满足ITS-90国际温度标准定义,使得红外辐射源温度具备在轨溯源能力,对提高红外辐射基准载荷的定量化水平具有重要意义。本课题研究成果支撑了航天红外遥感温度量值溯源关键技术研究及应用项目,该项目获得了2020年度中国计量测试学会科学技术进步应用研究类一等奖。
尹佳琪[4]（2021）在《红外分焦平面偏振成像探测关键技术的研究》文中进行了进一步梳理强度和偏振均是红外辐射的重要物理特性,传统的红外成像技术只能获取强度信息,而红外偏振成像技术可以同时获取到强度和偏振信息,是一项前沿的成像技术,在目标检测和遥感等领域有着重要的应用前景。目前,红外偏振成像系统主要包括分时偏振成像、分振幅偏振成像、分孔径偏振成像和分焦平面偏振成像。分焦平面偏振成像系统具有体积小和实时成像等优势,是红外偏振成像领域的研究热点。本文利用国产自研的红外分焦平面偏振探测器搭建偏振成像系统,并针对红外分焦平面偏振成像探测的关键技术开展了研究,主要研究内容如下:（1）分析了影响红外分焦平面偏振探测器偏振探测性能的因素,为了验证偏振成像系统的偏振探测性能,设计了透射式可控红外部分偏振辐射源。从微偏振片阵列的消光比、检偏角误差以及探测器的噪声等效辐照度方面分析了对探测器偏振探测的影响,并引入噪声等效线偏振度描述由噪声限制的线偏振度探测精度。根据红外偏振的产生机理,设计了一套透射式可控红外部分偏振辐射源,通过调节入射角度,可以产生线偏振度范围为0～0.48的红外辐射,理论值与测量值的差异小于1.65%,满足红外分焦平面偏振相机的偏振探测性能的验证需要。（2）针对红外分焦平面偏振相机的非均匀性问题,提出了相机的定标和非均匀校正方法。首先,建立了红外分焦平面相机的像元响应模型,并分析了影响红外分焦平面偏振图像非均匀性的因素。在此基础上,提出了对相机分别进行响应校正和偏振校正的校正算法,校正算法能有效提高图像的均匀性。最后,针对红外分焦平面偏振图像中的瞬时视场误差和盲元,分别提出了拓展多通道插值算法和基于邻近像元和冗余信息的盲元补偿算法,提高了图像的质量。（3）针对红外分焦平面偏振图像中的噪声,提出了改进主成分分析的分焦平面偏振图像去噪算法。通过分析相机的噪声来源和计算相机的时间噪声,确定了红外分焦平面偏振图像中的主要噪声。基于红外分焦平面偏振图像的非局部自相似性和主成分分析的降维特性,提出了改进主成分分析的红外分焦平面偏振图像去噪算法。利用仿真和真实的分焦平面偏振图像验证算法去噪效果,结果表明该算法在抑制图像噪声和提高图像质量方面具有良好的效果。（4）本文设计并搭建了一套高速红外分焦平面偏振成像系统,分析与验证了成像系统的性能。搭建的红外分焦平面偏振成像系统可以实现对图像的采集、传输、处理、显示、存储等功能。为了分析与验证红外分焦平面偏振成像系统的性能,首先测试了系统的噪声和噪声等效辐照度。然后,利用自研的可控红外部分偏振辐射源测试了系统的噪声等效线偏振度、偏振探测准确度和精度,其中线偏振度最大测量误差小于1.05%,噪声等效线偏振度小于0.0256,满足红外偏振探测的需要。最后,将无人机作为探测目标,利用相机采集不同场景图像,分析红外强度图和线偏振度图像探测效果,结果表明线偏振度图像能够提高系统的探测性能。
张允祥[5]（2020）在《热红外波段场地自动化定标方法的研究与设备研制》文中研究说明随着热红外遥感技术的发展,大批具有热红外波段探测能力的对地观测卫星遥感器陆续发射升空。卫星遥感器在轨运行期间,除了利用星载黑体进行星上定标外,还需要开展校正场定标来检验或替代星上定标结果,以保障数据产品的精度。目前我国卫星遥感器热红外波段的校正场定标,主要通过人工野外测量的方式获取场地热红外辐射特性,这种测量方式耗费高,效率低,受到天气条件等因素的限制,难以有效保障定标频次和有效数据量,无法及时提供用于分析遥感器衰变的观测数据。开展卫星遥感器热红外波段场地自动化定标方法的研究,对于提高卫星遥感器热红外波段校正场定标的时效性和精度具有重要的应用价值。本文结合卫星遥感器热红外波段在轨校正场定标技术的发展趋势,改进了热红外波段场地辐射定标技术流程,设计并研制了具备自动化观测能力的多通道自校准红外辐射计（Muli-channel Self-calibrated Infrared autonmous Radiometer,MSIR）。论文完成了以下几个方面的研究工作。为设计合理的场地自动化定标流程,比较了场地辐射定标过程中的不同物理参量获取方法的精度,设计了以温度基法为核心的场地自动化定标技术流程。利用MSIR获取大气下行辐亮度和场地辐亮度,结合多通道温度与发射率分离算法获得场地温度和发射率,利用最优偏移量法得到场地高光谱发射率数据。借助美国NCEP提供的再分析资料,获取大气温湿压廓线,结合辐射传输模型计算得到卫星入瞳处的等效辐亮度。建立同步观测遥感器接收辐亮度与输出信号值的关系,实现对过境遥感器热红外波段的辐射定标。与常规定标方法相比,该定标技术流程具有高频次、高时效、高适用性的特点,避免了人为因素造成的辐射测量误差,反映了大气下行辐射和场地真实发射率对反演场地温度的影响。为满足自动化获取场地辐亮度的需求,研制了具有自动化观测能力的MSIR。该设备需具有以下特色功能:1)采用电机驱动镀金反射镜的设计,实现了 0°～90°仰角的大气下行辐射和地表辐亮度的测量,为消除大气下行辐射对反演地表温度的影响提供了技术手段。2)采用滤光轮分光的方法实现了 6个光谱通道的自动设置,结合IMTES算法能够实现场地温度与发射率的分离,为卫星遥感器热红外波段绝对辐射定标提供了两个关键因子。3)在MSIR内部内置了两个控温精度分别优于0.04 K和0.05 K,发射率均高于0.994,稳定性均优于0.0014的黑体,用于实时辐射定标内部探测器,有效地消除了内部背景辐射对辐射测量的影响,定标不确定度小于0.143%。开展了 MSIR的实验室定标实验。利用面源黑体作为标准辐射源对MSIR内置的两个定标黑体进行了校准,验证了两个内置定标黑体的控温精度分别优于0.04 K和0.05 K,发射率均高于0.994。利用面源黑体和MSIR内置黑体作为定标辐射源,分别开展了 MSIR内部探测器的辐射定标实验。两种方法获得的响应度斜率相对偏差<1%,响应度截距相对偏差<0.2%,说明两种黑体作为定标辐射源的定标方法具有较好的一致性。分析了 MSIR的定标不确定度,结果表明,面源黑体的辐射定标不确定度小于0.122%,等效辐射测温不确定度小于0.15 K（@300 K,11μm）。内置黑体的辐射定标不确定度小于0.143%,等效辐射测温不确定度小于0.196 K（@300 K,11 μm）。验证了 MSIR自校准系统已具备与实验室定标方法相当的定标精度,满足了卫星遥感器热红外波段场地观测设备的辐射测量精度要求。
马骏[6]（2020）在《高空飞机蒙皮长波红外辐射测量方法研究》文中认为飞机目标红外辐射特性研究无论在民用还是军事、理论还是实践上都有着十分重要的意义。飞机的主要辐射源分为尾喷口、尾流和蒙皮三个部分。当前对飞机红外辐射特性的研究大部分为理论建模和数据仿真,或者地面测试状态下对飞机蒙皮或尾焰进行辐射测量,而对高空飞行状态的飞机进行辐射测量的研究较少。蒙皮红外辐射特性的研究具有重大应用价值。蒙皮温度是重要的飞机目标红外辐射特性,对飞机蒙皮温度的测量反演十分重要。本文将着重研究对飞行中民航飞机进行辐射测量的方法,基于长波红外信息获取系统,获取有效的飞机目标红外辐射数据,并对飞机蒙皮的温度进行反演。首先,本文简要阐述了飞机目标的红外辐射特性,提出了主要研究技术路线,设计并研制了一套基于长波红外成像仪的飞机蒙皮测温系统。系统设计主要考虑模块化、低噪声、高灵敏度。系统分为长波红外成像仪和配套的上位机软件两个部分。其中长波红外成像仪由成像系统和电子学系统组成,是整个系统的核心。成像系统用于将红外辐射转化为电信号,其设计着重于镜头和探测器的选型;电子学系统用于将探测器的电信号转化为数字信号传输给上位机,其设计着重于模块化设计和低噪性能。上位机软件分为通信软件和采集存储软件。通信软件用于完成参数设置与参数反馈功能,保证系统不同条件下合适的工作状态。采集存储软件用于完成图像数据的采集、实时显示以及存储,获取目标的数据信息。然后,本文介绍了飞机蒙皮温度测量的理论模型,并提出一种逐次逼近的温度反演方法。通过建立飞机蒙皮的辐射模型,详细分析了蒙皮辐射的组成,并根据计算将蒙皮所有辐射近似为蒙皮自身热辐射;通过建立大气传输和大气衰减模型,获取更准确的目标信号入瞳辐亮度的计算方法;通过建立辐射定标模型,获取目标信号入瞳辐亮度与DN值对应关系;综合几个模型,提出逐次逼近反演温度的方法。分析了温度反演计算模型的误差来源。最后,本文进行了综合成像试验,并对试验数据进行了计算和分析。通过辐射标定试验得到入瞳辐亮度与DN值得线性关系;通过试验策划和试验实施完成了5km和10km飞行高度的波音787和空客350大型民航飞机目标辐射测量试验,获取了长波红外相机对飞机蒙皮的辐射响应数据。分蒙皮辐射大气传输和绝对辐射定标两个模块对试验数据进行分析计算,然后通过逐次逼近法求得蒙皮温度。计算反演温度的不确定度并进行修约,得到5km飞行高度的民航飞机蒙皮温度的修约结果为268K,修约不确定度为4K,修约相对不确定度为1.49%;10km飞行高度的民航飞机蒙皮温度的修约结果为234K,修约不确定度为3K,修正相对不确定度为1.28%。结果表明本文提出的飞机蒙皮红外辐射测量方法可以实现对飞机蒙皮温度进行较高精度的反演,为飞机红外辐射特性的研究以及观测、监控和识别飞机目标提供数据支持,对提高航空飞行器管理水平具有重要意义。
王逸嫔[7]（2020）在《基于纳米涂层的异质表面高质量红外实时成像校正方法》文中指出红外温度测量技术具有非接触性、高空间分辨率、高温度分辨率、实时性、便携等诸多优点,因此它是实现对微小型器件温度测量的重要方式之一。但是,若被测目标表面是异质构造,红外测温会因异质材料发射率不同而产生较大的测量误差,这已成为影响红外温度测量技术应用的主要瓶颈之一。因此如何校正由于发射率不同而导致的温度测量误差一直备受重视。针对以上问题,本文提出了运用超薄高辐射率纳米涂层修饰异质表面,使红外热像仪能够高精度、高分辨率的实时测温,研究内容涵盖如下几个方面。1.超薄纳米辐射涂层的制备与表征本项研究选用纳米级粉体炭黑和聚酰亚胺单体作为涂层的原材料,利用超声混合、高能球磨、真空处理、旋涂、固化等组合工序制备超薄辐射涂层,并对该涂层的关键特性进行系统表征和评估以确定合适的原料配比。实验结果显示,纳米辐射涂层的发射率受涂层中炭黑的含量影响强烈,含量越高,对应涂层的发射率越高。但是,过高含量会导致炭黑团聚现象发生,只有当含量小于6 wt.%时,炭黑才能呈现均匀分散的状态。而当炭黑含量为6wt.%,涂层的热导率为0.35W/（m·K）,电导率为1.684×10-1 s/m,在此基础上经热传导模型推导可知,该涂层垂直方向上的温度梯度很小。因此,将辐射涂层中的炭黑含量初步确定为6wt.%。2.基于薄膜Pt电阻温度传感器的温度标定技术为了评估涂层修饰后红外测温效果的改善程度,提出了一种基于薄膜Pt电阻温度传感器的温度标定技术,设计并基于MEMS工艺制备了温度标定测试器件。它利用大面积薄膜电阻加热器和高热导率单晶硅基片相结合构成大范围的近似等温体,进一步形成一系列小范围的高标准等温区域。在此小范围等温区同时集成薄膜Pt电阻温度传感器和不同金属材料制作的对称分布测试条带结构。本文以经过标定的Pt电阻薄膜温度传感器的测量值作为真实温度的基准,与红外测温结果做比较,以评估红外测温准确性。研究结果表明,在设定的小范围等温区内,红外图像显示其温度一致性良好,位于等温区内的薄膜Pt电阻传感器测温结果稳定,重现性好,满足设计要求。3.纳米辐射涂层校正效果及其影响因素对上述温度标定测试器件,在无涂层和施加不同涂层条件下分别进行红外测温试验,评估纳米辐射涂层的功效,优化涂层厚度和炭黑含量。实验结果表明,当温度标定测试器件表面无纳米辐射涂层覆盖时,不同材料的红外测量温度值之间偏差可达60K以上,且红外测量值比真实的温度值低60 K至100 K。当异质表面有纳米辐射涂层修饰时,红外测量温度值与真实温度值之间的偏差大幅度缩小。而只有当涂层厚度为2μm、炭黑含量为6wt.%时,红外测试结果与真实温度最佳匹配,偏差在1K之内。另外,结合以上实验结果,文中还详细分析了除发射率以外的其它因素对红外测温精度的影响,并建立相应的经验表达式。4.超薄纳米辐射涂层校正法在热MEMS器件表征中的应用试验为了展示本项目所开发建立的超薄纳米涂层校正方法的实用性,分别设计并制造了具有典型异质表面的单温区微热板和多温区微热板样品,并完成了测温试验。实验结果表明,在优化的纳米辐射涂层帮助下,红外测温能够准确获取微热板的真实温度分布,可识别的最细线宽为7μm。
陆子凤[8]（2010）在《红外热像仪的辐射定标和测温误差分析》文中指出非接触红外测温技术由于不影响和改变温度场分布、能远距离测量、测温范围宽等优点被广泛应用。但因物体的发射率一般小于1,会反射周围物体辐射、太阳辐射等进入光学系统,导致热像仪的显示温度不同于物体的真实温度,结果往往造成错误判断,给使用者带来麻烦和经济损失。因此考虑各种影响因素,消除测温误差,在应用方面有着重要的价值。本文通过对热像仪进行光谱辐射定标,实现了温度测量。对影响测温精度的因素进行了分析和探讨,提出了对测温结果进行修正的办法。利用标准面黑体源在实验室条件下对红外热像仪进行校准,建立了图像灰度均值与黑体温度之间的数学模型。分析了目标到红外系统的测试距离对测温精度的影响。利用红外热像仪探测面上照度与像方孔径角的关系,对测试距离的影响进行了理论分析；比较了不同距离处测量温度与真实温度的差别。理论分析了发射率测量误差、环境温度测量误差对测温精度的影响。得到如下结论：物体温度越高,发射率设定不准引起的测温误差越大；物体的温度升高,环境背景的温度测量不准引起的测温误差将变小。因此在测温时,如果物体的温度远高于环境温度时,则发射率的影响不容忽视,当物体温度低于或者和环境温度接近时,环境温度的影响将变大,需要对测温结果进行修正。进一步研究了红外热像仪内部温度对测温精度的影响,结果表明：探测器的工作温度不同,探测器响应状态也不同,导致测温结果不同。测温时保持探测器内部温度和校准时相同,能有效避免因两者差异导致的系统误差。为实现三波段成像,利用一个能响应三波段的探测器共用一个光学系统,实现了照相机在紫外、可见、近红外波段的成像。测定了三个不同波段滤光片的透射率,利用积分球均匀光源实现了三波段照相机的光谱辐射定标,对应不同曝光时间（0.125-8 ms有7档可调）,建立了探测器输出图像灰度均值和输入辐亮度的关系,为相机适应不同波段清晰成像提供了适当曝光参数选择。
施德恒,余本海,刘玉芳,孙金锋,朱遵略[9]（2006）在《热释电双波长光纤测温仪的精度分析》文中研究表明在介绍一种利用钽酸锂热释电探测器实现的实用化双波长光纤测温仪的基础上,着重讨论了反射辐射、探测器周围环境的热辐射、仪器工作波长的带宽,以及光路中选择性吸收气体的光谱吸收等多种因素对仪器测温精度的影响,并提出了相应的抑制措施。实验表明,采取相应的抗干扰措施后,在系统要求的测温范围400—1360℃内,其测温精度符合设计要求。
施德恒,刘玉芳,孙金锋,朱遵略[10]（2006）在《反射及发射率对光纤测温仪精度的影响及抑制》文中进行了进一步梳理在简要介绍一种利用钽酸锂热释电探测器实现的实用化双波长光纤测温仪的基础上,着重讨论了待测面对背景目标辐射的反射（反射辐射）及待测面的光谱发射率对仪器测温精度的影响,并提出了相应的抑制措施。结果表明,在采取相应的抗干扰措施后,在仪器要求的测温范围4001360℃内,其测温精度符合设计要求。
二、反射辐射和探测器本身的辐射对实时测温系统测温精度的影响及其抑制（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、反射辐射和探测器本身的辐射对实时测温系统测温精度的影响及其抑制（论文提纲范文）
（1）航空发动机涡轮叶片辐射测温算法及系统设计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 涡轮叶片温度测量方法研究现状 |
| 1.2.1 热电偶测温法研究现状 |
| 1.2.2 示温漆测温法研究现状 |
| 1.2.3 辐射测温法研究现状 |
| 1.3 环境辐射影响下的辐射测温方法研究现状 |
| 1.4 论文主要研究内容及结构安排 |
| 第2章 辐射测温的基本原理 |
| 2.1 辐射的基本概念 |
| 2.1.1 热辐射 |
| 2.1.2 基本辐射量 |
| 2.2 红外辐射的基本定律 |
| 2.2.1 普朗克黑体辐射定律 |
| 2.2.2 维恩位移定律 |
| 2.2.3 斯蒂芬-玻尔兹曼定律 |
| 2.2.4 朗伯余弦定律 |
| 2.3 发射率及其测量方法 |
| 2.3.1 物体的发射率 |
| 2.3.2 发射率测量方法 |
| 2.4 辐射测温方法原理 |
| 2.4.1 单波长辐射测温法 |
| 2.4.2 全辐射测温法 |
| 2.4.3 双波长测温法 |
| 2.4.4 多光谱辐射测温法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 环境辐射对涡轮叶片辐射测温的影响研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 涡轮叶片环境辐射影响分析 |
| 3.2.1 环境表面辐射的影响 |
| 3.2.2 燃烧气体辐射的影响 |
| 3.2.3 高温碳颗粒和火焰辐射的影响 |
| 3.3 高温环境影响下的辐射传输研究 |
| 3.4 涡轮叶片三维动态辐射传输模型 |
| 3.4.1 旋转过程中的涡轮叶片面型描述 |
| 3.4.2 涡轮叶片三维动态辐射传输模型的建立 |
| 3.4.3 基于环境表面总辐射出射度的反射误差修正方法研究 |
| 3.5 辐射传输模型模拟结果分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于反射误差校正的涡轮叶片三波段辐射测温研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于反射误差校正的涡轮叶片三波段辐射测温算法研究 |
| 4.3 三波段辐射测温算法测量误差影响因素分析 |
| 4.3.1 测温波段的选取 |
| 4.3.2 目标发射率在各波段间的差异 |
| 4.3.3 探测器的自身噪声 |
| 4.3.4 反射辐射的计算误差 |
| 4.4 三波段辐射测温算法的目标温度反演与误差分析 |
| 4.4.1 基于非线性最小二乘问题的目标温度反演研究 |
| 4.4.2 三波段辐射测温算法测温误差的仿真分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 三波段辐射测温光学系统设计及集成研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 三波段辐射测温光学系统整体分析 |
| 5.2.1 前置聚光镜组分析 |
| 5.2.2 后置三波段分光光路分析 |
| 5.3 三波段辐射测温光学系统设计与分析 |
| 5.3.1 前置聚光镜组设计结果及分析 |
| 5.3.2 后置三波段分光光路设计结果及分析 |
| 5.3.3 三波段辐射测温光学系统光线追迹仿真 |
| 5.4 三波段辐射测温光学系统集成与测试 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 航空发动机涡轮叶片辐射测温实验及分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 涡轮叶片三波段辐射测温实验方案设置 |
| 6.3 涡轮叶片辐射测温实验结果与分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 创新 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（2）航空发动机涡轮叶片温度及燃气浓度反演研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 论文研究背景及意义 |
| 1.2 涡轮叶片温度测量研究进展 |
| 1.2.1 涡轮叶片接触式测温法 |
| 1.2.2 涡轮叶片非接触式测温技术 |
| 1.3 航空发动机高温燃气浓度测量研究进展 |
| 1.3.1 化学测量方法 |
| 1.3.2 光学测量方法 |
| 1.4 论文主要研究内容和结构安排 |
| 1.4.1 论文工作的主要内容 |
| 1.4.2 论文的结构安排 |
| 第2章 涡轮叶片温度反演算法研究 |
| 2.1 涡轮叶片辐射测温算法 |
| 2.1.1 全辐射测温法 |
| 2.1.2 亮度测温法 |
| 2.1.3 比色测温法 |
| 2.1.4 多光谱辐射测温法 |
| 2.2 窄带谱窗移动多光谱测温算法原理 |
| 2.2.1 涡轮叶片辐射建模 |
| 2.2.2 窄带谱窗移动多光谱测温算法 |
| 2.3 窄带谱窗移动多光谱测温算法理论仿真计算 |
| 2.4 小结 |
| 第3章 高温燃气浓度反演算法研究 |
| 3.1 气体光谱理论 |
| 3.1.1 气体分子吸收光谱理论 |
| 3.1.2 气体光谱数据库选择 |
| 3.2 航空发动机燃气光谱分析 |
| 3.2.1 航空发动机高温燃气成分分析 |
| 3.2.2 比尔-朗伯定律 |
| 3.2.3 航空发动机燃气红外光谱特征分析 |
| 3.3 被动式航空发动机高温燃气浓度测量算法研究 |
| 3.3.1 航空发动机高温燃气辐射传输建模 |
| 3.3.2 被动式高温燃气浓度反演算法 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 窄带谱窗移动光谱测温算法实验验证 |
| 4.1 温度测量实验平台搭建 |
| 4.1.1 合金样品温度测量实验平台搭建 |
| 4.1.2 合金样品的制备与测试 |
| 4.2 光谱测量系统的标定 |
| 4.2.1 两点光谱标定法 |
| 4.2.2 多点光谱标定法 |
| 4.2.3 光谱测量探针辐射标定 |
| 4.3 合金样品发射率测量 |
| 4.3.1 发射率测量原理 |
| 4.3.2 不同粗糙度合金样品发射率测量 |
| 4.3.3 不同材料合金样品发射率分布测量 |
| 4.4 温度测量实验 |
| 4.4.1 不同粗糙度合金样品的温度测量实验 |
| 4.4.2 不同材料合金样品的温度测量实验 |
| 4.4.3 高温合金样品温度场重构 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 被动式高温气体浓度测量算法实验验证 |
| 5.1 二氧化碳浓度测量实验平台搭建 |
| 5.1.1 高温气体池结构设计 |
| 5.1.2 测量系统主要器件选型 |
| 5.2 二氧化碳浓度测量实验 |
| 5.2.1 浓度测量系统 |
| 5.2.2 CO_2/N_2混合气体浓度测量 |
| 5.3 光谱测量系统性能评估 |
| 5.3.1 噪声等效辐射亮度评估 |
| 5.3.2 噪声等效柱浓度的评估 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 创新性 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（3）红外辐射基准载荷的高精度温控信息获取与处理技术（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 遥感技术发展现状 |
| 1.1.2 在轨辐射定标技术瓶颈 |
| 1.2 在轨辐射定标基准源研究现状及技术难点 |
| 1.2.1 研究现状 |
| 1.2.2 技术难点 |
| 1.3 高精度温控技术研究现状及技术难点 |
| 1.3.1 研究现状 |
| 1.3.2 技术难点 |
| 1.4 课题主要研究内容 |
| 第2章 红外辐射基准载荷的高精度温控应用需求研究 |
| 2.1 红外辐射基准载荷系统组成及分析 |
| 2.1.1 系统组成 |
| 2.1.2 高精度温控需求分析 |
| 2.2 空间红外基准辐射源基本原理 |
| 2.2.1 空间红外基准辐射源基本架构 |
| 2.2.2 空间基准载荷红外辐射源溯源链路 |
| 2.3 红外辐射源核心组件需求分析 |
| 2.3.1 温度测量组件 |
| 2.3.2 半导体制冷器及其散温组件 |
| 2.3.3 红外辐射源结构设计 |
| 2.3.4 绝热棉及多层绝热组件 |
| 2.3.5 微型相变固定点单元 |
| 2.4 不确定度分配 |
| 2.4.1 基本原理 |
| 2.4.2 空间基准载荷红外辐射源不确定度分配 |
| 第3章 面向红外辐射基准载荷应用的高精度测温技术研究 |
| 3.1 主流测温电路原理及局限性分析 |
| 3.2 测量电路非线性校正原理简介 |
| 3.3 基于电阻比率测温结构的多参考阻值比率测温方法研究 |
| 3.3.1 针对非线性误差问题的研究 |
| 3.3.2 针对铂电阻阻值计算不连续问题的研究 |
| 3.4 基于同激励源及同信号路径的可扩展式电阻阵列研究 |
| 3.4.1 工作原理 |
| 3.4.2 快速判定电阻区间算法 |
| 3.5 数字均值滤波器的不确定度评定方法研究 |
| 3.5.1 现有滤波器评价工具的局限性研究 |
| 3.5.2 温度测量系统信号模型的研究 |
| 3.5.3 典型温度信号序列的构建方法 |
| 3.5.4 数字均值滤波器的不确定度评定算法 |
| 3.5.5 黑体温度特性模型验证 |
| 3.5.6 均值滤波器的不确定度评定测试 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于多参考阻值比率结构的测控温系统电子学设计 |
| 4.1 低漂移高精度恒流源电路研究 |
| 4.1.1 恒流源电路基本原理及影响因素研究 |
| 4.1.2 低漂移高精度恒流源电路设计 |
| 4.2 测控温系统硬件设计 |
| 4.3 电路性能分析与实验 |
| 4.3.1 多参考阻值切换调节因子作用效果实验 |
| 4.3.2 温度测量稳定性等效实验 |
| 4.3.3 温度测量分辨能力等效实验 |
| 4.3.4 温度测量非线性标定劣化实验 |
| 4.3.5 温度测量电路校准与检定 |
| 4.3.6 热控驱动电路分辨能力实验 |
| 4.3.7 热控驱动电路输出稳定性实验 |
| 4.3.8 功率测量电路分辨能力实验 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 红外辐射源温控系统建模与研究 |
| 5.1 红外辐射源升降温控制系统热力学模型研究 |
| 5.1.1 半导体制冷器基本原理 |
| 5.1.2 红外辐射源温控系统的热力学模型研究 |
| 5.1.3 基于TEC散温器温度及驱动电压双反馈的模型研究 |
| 5.1.4 基于TEC驱动电压单反馈的模型研究 |
| 5.1.5 单反馈模型与双反馈模型的比较 |
| 5.2 红外辐射源温控系统模型辨识方法研究 |
| 5.2.1 基于最长循环周期线性移位寄存器序列的黑体温控系统模型辨识 |
| 5.2.2 基于增广最小二乘法的模型参数辨识 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 空间红外辐射基准源的温度控制技术研究 |
| 6.1 变论域模糊PID控制基本原理简介 |
| 6.2 针对输入变量的简化变论域研究 |
| 6.3 红外辐射源温控系统的控制器设计及其关键参数 |
| 6.3.1 模糊化和解模糊设计 |
| 6.3.2 模糊规则设计 |
| 6.3.3 模糊推理设计 |
| 6.3.4 基于简化变论域对模糊化环节的重设计 |
| 6.3.5 红外辐射源温控系统控制器关键参数 |
| 6.4 遗传算法对控制器关键参数的优化 |
| 6.4.1 基本原理 |
| 6.4.2 适应度函数设计 |
| 6.5 温控仿真结果 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 空间红外辐射基准源温控系统性能测试及评估 |
| 7.1 红外辐射源温控性能仿真实验 |
| 7.1.1 红外辐射源机械结构设计 |
| 7.1.2 辐射源温控性能仿真与分析 |
| 7.2 空间红外基准辐射源性能测试 |
| 7.2.1 短期稳定性及均匀性实验 |
| 7.2.2 温控曲线波动及异常扰动分析 |
| 7.2.3 长期稳定性及均匀性实验 |
| 7.2.4 微型镓相变固定点相变温度测量 |
| 7.2.5 相变温度随加热功率的变化关系研究 |
| 7.2.6 红外辐射源空腔发射率仿真 |
| 7.3 空间红外基准辐射源不确定度评定 |
| 7.4 本章小结 |
| 第8章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（4）红外分焦平面偏振成像探测关键技术的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景和意义 |
| 1.2 国内外的研究现状 |
| 1.2.1 偏振成像技术的研究现状 |
| 1.2.2 偏振成像探测的研究现状 |
| 1.2.3 分焦平面偏振图像处理技术研究现状 |
| 1.3 红外分焦平面偏振成像探测关键技术 |
| 1.3.1 红外分焦平面偏振探测器性能分析与偏振源的设计 |
| 1.3.2 红外分焦平面偏振相机的定标与非均匀校正 |
| 1.3.3 红外分焦平面偏振相机的噪声分析与图像去噪 |
| 1.3.4 红外分焦平面偏振相机系统设计与性能验证 |
| 1.4 论文研究内容及章节安排 |
| 1.4.1 论文创新点 |
| 1.4.2 论文结构安排 |
| 第2章 红外偏振成像理论分析 |
| 2.1 偏振的基本理论 |
| 2.2 偏振光的表示方法 |
| 2.2.1 Jones矢量表示方法 |
| 2.2.2 Stokes矢量表示方法 |
| 2.2.3 庞加球表示方法 |
| 2.3 偏振片的矩阵表示方式 |
| 2.4 红外偏振产生机理分析 |
| 2.4.1 红外偏振产生机理 |
| 2.4.2 金属材料的偏振特性研究 |
| 2.5 红外分焦平面偏振探测器性能的分析 |
| 2.5.1 微偏振片消光比 |
| 2.5.2 微偏振片检偏角误差 |
| 2.5.3 噪声等效辐照度 |
| 2.5.4 等效噪声线偏振度 |
| 2.6 透射式可控红外部分偏振辐射源 |
| 2.6.1 红外偏振辐射源 |
| 2.6.2 偏振度调节原理 |
| 2.6.3 偏振度检测结果 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 红外分焦平面偏振相机的定标与非均匀性校正 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 红外分焦平面偏振相机的非均匀性机理 |
| 3.2.1 偏振像元的响应模型 |
| 3.2.2 偏振成像非均匀性机理 |
| 3.3 红外分焦平面偏振相机的定标与校正 |
| 3.3.1 辐射定标与响应校正 |
| 3.3.2 偏振定标与偏振校正 |
| 3.4 分焦平面偏振图像的插值算法 |
| 3.5 分焦平面偏振图像的盲元补偿算法 |
| 3.6 实验结果与分析 |
| 3.6.1 相机定标与校正流程 |
| 3.6.2 定标与校正结果分析 |
| 3.6.3 不同插值算法结果分析 |
| 3.6.4 不同偏振校正算法结果分析 |
| 3.6.5 真实图像校正结果分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 红外分焦平面偏振相机的噪声分析与图像去噪 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 红外分焦平面偏振相机噪声分析 |
| 4.2.1 空间噪声分析 |
| 4.2.2 时间噪声分析 |
| 4.2.3 相机的三维噪声 |
| 4.3 分焦平面偏振图像的去噪算法 |
| 4.3.1 主成分分析 |
| 4.3.2 图像去噪算法 |
| 4.4 实验结果与分析 |
| 4.4.1 仿真图像去噪结果与分析 |
| 4.4.2 对比实验去噪结果与分析 |
| 4.4.3 真实图像去噪结果与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 红外分焦平面偏振相机系统设计与性能验证 |
| 5.1 系统设计方案和指标 |
| 5.2 硬件模块设计 |
| 5.2.1 系统电源设计 |
| 5.2.2 偏振探测器驱动板 |
| 5.2.3 图像采集处理传输板 |
| 5.3 软件模块设计 |
| 5.4 样机系统性能测试 |
| 5.4.1 系统噪声与NEI |
| 5.4.2 偏振性能测试结果 |
| 5.4.3 偏振探测误差分析 |
| 5.5 无人机检测性能分析 |
| 5.5.1 评价指标 |
| 5.5.2 结果分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 透射式可控红外部分偏振辐射源推导过程 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（5）热红外波段场地自动化定标方法的研究与设备研制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 热红外遥感器辐射定标意义 |
| 1.2 卫星遥感器热红外波段辐射定标方法 |
| 1.2.1 实验室定标 |
| 1.2.2 在轨星上定标 |
| 1.2.3 在轨替代定标 |
| 1.3 卫星遥感器热红外波段校正场定标方法 |
| 1.3.1 辐亮度基法 |
| 1.3.2 温度基法 |
| 1.3.3 校正场定标方法比较 |
| 1.4 红外测温辐射计研究现状 |
| 1.5 论文的主要研究内容 |
| 第2章 热红外波段场地自动化定标方法 |
| 2.1 遥感器热红外波段在轨辐射定标原理 |
| 2.1.1 辐亮度基法定标原理 |
| 2.1.2 温度基法定标原理 |
| 2.2 温度与发射率分离算法 |
| 2.2.1 单通道温度与发射率分离算法 |
| 2.2.2 基于场地多通道数据的温度与发射率分离算法 |
| 2.2.3 基于场地高光谱数据的场地温度与发射率分离算法 |
| 2.3 大气下行辐射获取方法 |
| 2.3.1 大气下行辐射估算模型 |
| 2.3.2 地基观测大气下行辐射 |
| 2.4 大气透过率和大气程辐射计算 |
| 2.5 定标系数计算 |
| 2.6 热红外波段场地自动化定标原理 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 外场比对试验 |
| 3.1 在轨定标试验与精度分析 |
| 3.1.1 卫星遥感器 |
| 3.1.2 现场测量 |
| 3.1.3 大气测量及辐射传输计算 |
| 3.1.4 FY3D绝对辐射定标计算 |
| 3.1.5 精度检验和误差分析 |
| 3.2 TES算法比对试验 |
| 3.2.1 野外测量系统 |
| 3.2.2 现场测量及数据分析 |
| 3.2.3 地表高光谱发射率计算 |
| 3.2.4 精度分析 |
| 3.3 大气下行辐射获取方法比较 |
| 3.4 探空数据获取方法比较 |
| 3.5 场地自动化定标精度分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 场地自动化观测设备的研制 |
| 4.1 需求分析 |
| 4.2 总体设计方案计 |
| 4.2.1 MSIR的结构组成 |
| 4.2.2 系统性能指标 |
| 4.3 光机系统设计 |
| 4.3.1 光学系统设计 |
| 4.3.2 自校准系统 |
| 4.3.3 光学通道设置 |
| 4.3.4 光通量估算 |
| 4.3.5 信噪比估算 |
| 4.3.6 保护系统设计 |
| 4.3.7 杂散光的消除 |
| 4.3.8 光机装调 |
| 4.4 电子学系统 |
| 4.4.1 电源模块 |
| 4.4.2 探测器控制 |
| 4.4.3 内置黑体控制 |
| 4.4.4 电机驱动 |
| 4.4.5 北斗通讯 |
| 4.5 程序设计 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 MSIR辐射定标及性能测试 |
| 5.1 内置黑体实验室定标 |
| 5.1.1 实验室定标系统及设备 |
| 5.1.2 内置黑体发射率定标 |
| 5.1.3 内置黑体稳定性测量 |
| 5.1.4 内置黑体实验室测量结论 |
| 5.2 MSIR辐射定标 |
| 5.2.1 MSIR通道参数拟合 |
| 5.2.2 MSIR实验室定标原理 |
| 5.2.3 MSIR自校准原理 |
| 5.2.4 辐射定标实验 |
| 5.2.5 辐射定标不确定分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 结论和展望 |
| 6.1 论文工作总结 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 存在的问题及展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（6）高空飞机蒙皮长波红外辐射测量方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 论文研究的背景和意义 |
| 1.2 国内外发展现状 |
| 1.2.1 国外目标辐射特性测量研究现状 |
| 1.2.2 国内目标辐射特性测量研究现状 |
| 1.3 本文意义及内容安排 |
| 第2章 飞机目标红外辐射特性和测温技术路线 |
| 2.1 飞机目标红外辐射特性 |
| 2.1.1 飞机尾喷口辐射特性 |
| 2.1.2 飞机尾流辐射特性 |
| 2.1.3 蒙皮辐射特性 |
| 2.1.4 大气背景和大气衰减 |
| 2.2 红外波段选择和温度测量技术路线 |
| 2.3 测温结果评价方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于长波红外的飞机蒙皮温度测量系统的研制 |
| 3.1 系统整体设计 |
| 3.2 成像系统 |
| 3.2.1 成像模块-镜头 |
| 3.2.2 探测模块-探测器 |
| 3.3 电子学系统 |
| 3.3.1 电子学顶层设计 |
| 3.3.2 电子学系统关键模块详细设计 |
| 3.3.3 传输与采集模块 |
| 3.4 上位机软件设计 |
| 3.5 系统性能评估 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 飞机蒙皮温度测量理论模型与反演方法 |
| 4.1 飞机蒙皮辐射模型 |
| 4.2 蒙皮辐射大气传输和大气衰减 |
| 4.2.1 蒙皮辐射大气传输模型 |
| 4.2.2 蒙皮辐射大气衰减模型 |
| 4.3 辐射定标模型 |
| 4.3.1 相对辐射定标 |
| 4.3.2 绝对辐射定标 |
| 4.4 蒙皮温度反演模型 |
| 4.4.1 逐次逼近法 |
| 4.4.2 蒙皮温度初值 |
| 4.5 温度反演不确定度分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 综合成像试验 |
| 5.1 系统搭建与试验分类 |
| 5.2 辐射标定试验 |
| 5.3 自然外景成像试验 |
| 5.4 飞机目标辐射测量试验 |
| 5.4.1 试验方案与系统搭建 |
| 5.4.2 外场试验策划 |
| 5.4.3 外场试验流程 |
| 5.4.4 外场试验成像结果 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 温度反演与不确定度计算 |
| 6.1 蒙皮辐射和大气衰减计算模块 |
| 6.1.1 关键参数记录 |
| 6.1.2 大气透过率 |
| 6.1.3 蒙皮温度初值 |
| 6.2 绝对辐射定标计算模块 |
| 6.2.1 标定系数的计算与线性度延伸 |
| 6.2.2 图像数据与辐亮度计算 |
| 6.3 不确定度分析与精度计算 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 主要工作总结 |
| 7.2 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（7）基于纳米涂层的异质表面高质量红外实时成像校正方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 红外热成像测温技术在热MEMS器件表征中的应用需求 |
| 1.1.1 温度测量技术分类及优缺点概述 |
| 1.1.2 红外热成像测温技术在热MEMS器件表征中的应用需求 |
| 1.2 红外热成像测温技术的概述 |
| 1.2.1 红外热成像测温技术的简介 |
| 1.2.2 红外热像仪的基本结构与工作原理 |
| 1.2.3 发射率对红外热像仪测温精度的影响 |
| 1.3 不同材料发射率校正的现有技术 |
| 1.4 本课题的研究意义和内容 |
| 第二章 超薄纳米辐射涂层的制备、表征与分析 |
| 2.1 超薄纳米辐射涂层的制备 |
| 2.1.1 原料的选择 |
| 2.1.2 原料的混合工艺 |
| 2.1.3 复合涂层的成膜与固化工艺 |
| 2.2 超薄纳米辐射涂层关键性能的表征与分析 |
| 2.2.1 发射率的表征与分析 |
| 2.2.2 结构的表征与分析 |
| 2.2.3 热导率的表征与分析 |
| 2.2.4 电导率的表征与分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 基于薄膜Pt电阻温度传感器的温度标定技术 |
| 3.1 温度标定测试器件 |
| 3.1.1 温度标定测试器件的结构设计 |
| 3.1.2 温度标定测试器件的集成制造 |
| 3.2 基于薄膜Pt电阻温度传感器的温度标定技术 |
| 3.3 温度标定测试器件表面真实温度分布 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 超薄纳米辐射涂层的校正效果及其影响因素 |
| 4.1 红外温度的测试 |
| 4.1.1 红外测温平台的搭建 |
| 4.1.2 红外温度的测试及其测量精度的标定 |
| 4.2 无纳米辐射涂层作用下的红外测试结果与分析 |
| 4.3 涂层厚度对纳米辐射涂层校正效果的影响 |
| 4.3.1 厚度为 6μm的纳米辐射涂层的校正效果 |
| 4.3.2 厚度为 3μm的纳米辐射涂层的校正效果 |
| 4.3.3 厚度为 2μm的纳米辐射涂层的校正效果 |
| 4.3.4 厚度为 1μm的纳米辐射涂层的校正效果 |
| 4.3.5 环境背景和内部辐射对红外测温精度影响的综合讨论 |
| 4.4 炭黑含量对纳米辐射涂层校准效果的影响 |
| 4.4.1 炭黑含量为 2wt. %的纳米辐射涂层的校正效果 |
| 4.4.2 炭黑含量为 8wt. %, 9wt. %, 10wt. %的纳米辐射涂层的校正效果 |
| 4.4.3 炭黑含量为 6wt. %的纳米辐射涂层的校正效果 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 超薄纳米辐射涂层校正法在热MEMS器件表征中的应用试验 |
| 5.1 涂层校正法在单温区微热板的表征中的应用试验 |
| 5.1.1 单温区微热板的结构设计 |
| 5.1.2 单温区微热板的集成制造 |
| 5.1.3 单温区微热板的热性能表征 |
| 5.2 涂层校正法在多温区微热板的表征中的应用试验 |
| 5.2.1 多温区微热板的结构设计 |
| 5.2.2 多温区微热板的集成制造 |
| 5.2.3 多温区微热板的热性能表征 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 论文总结 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 今后展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文 |
（8）红外热像仪的辐射定标和测温误差分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 第1章 引言 |
| 1.1 红外测温技术的发展和应用 |
| 1.1.1 红外测温技术的发展 |
| 1.1.2 红外测温技术的应用 |
| 1.1.3 红外测温技术的优点 |
| 1.2 红外热辐射的基本规律和测温方法 |
| 1.2.1 红外热辐射的基本规律 |
| 1.2.2 红外测温的基本方法 |
| 1.3 红外热像仪的基本结构和工作原理 |
| 1.3.1 红外热像仪的基本结构和分类 |
| 1.3.2 红外热成像系统组成部分的工作原理 |
| 1.3.3 红外热成像技术的发展 |
| 1.3.4 红外探测器的发展 |
| 1.4 红外热像仪辐射定标的意义 |
| 1.5 论文的结构和主要研究内容 |
| 第2章 红外热像仪测温的理论模型 |
| 2.1 红外热像仪的测温基本理论 |
| 2.2 红外光学系统透过率对理论模型的修正 |
| 2.3 红外热像仪的测温误差计算公式 |
| 2.4 红外热像仪实现测温的方法 |
| 2.5 本章小节 |
| 第3章 红外热像仪的辐射定标 |
| 3.1 红外热像仪辐射定标的基本原理 |
| 3.1.1 近距离扩展源法 |
| 3.1.2 远距离小源法 |
| 3.2 红外热像仪工作波段的黑体光谱辐射度 |
| 3.3 红外热成像系统辐射定标实验 |
| 3.4 热像仪定标的实验结果和分析 |
| 3.4.1 黑体热图像的灰度直方图分析 |
| 3.4.2 像仪辐射定标的实验结果 |
| 3.5 热像仪定标的误差分析 |
| 3.6 本章小节 |
| 第4章 测试距离和发射率不确定对测温的影响 |
| 4.1 目标到测试系统距离对红外测温精度的影响 |
| 4.1.1 测试距离对红外热像仪测温影响的实验研究 |
| 4.1.2 减小测试距离对测温影响的有效方法 |
| 4.2 发射率不确定对测温的影响分析 |
| 4.2.1 发射率不确定对测温影响的解决方法 |
| 4.3 本章小节 |
| 第5章 探测器温度对非致冷型热像仪测温的影响 |
| 5.1 探测器的响应特性和温度间的关系 |
| 5.2 探测器温度对测温影响的实验研究 |
| 5.3 探测器温度对测温影响的解决办法 |
| 5.4 本章小节 |
| 第6章 环境背景对测温的影响分析 |
| 6.1 大气对红外辐射传输的影响 |
| 6.1.1 大气的组成及光学特性 |
| 6.1.2 大气透射率的计算与分析 |
| 6.1.3 大气透射率的计算实例 |
| 6.2 环境温度对红外测温的影响 |
| 6.2.1 环境温度对测温影响的分析 |
| 6.2.2 环境温度对测温影响的修正理论 |
| 6.2.3 修正结果 |
| 6.2.4 环境温度对测温影响的常用补偿方法 |
| 6.3 本章小节 |
| 第7章 三波段照相机的光谱辐射定标 |
| 7.1 三波段照相机的基本结构 |
| 7.2 滤光片光谱透射率的测定 |
| 7.2.1 光学系统透过率的测量原理和方法 |
| 7.2.2 滤光片光谱透射率的测量结果 |
| 7.3 三波段照相机的光谱辐射定标 |
| 7.3.1 照相机辐射定标的实验装置 |
| 7.3.2 CCD照相机的辐射定标实验结果 |
| 7.4 本章小节 |
| 第8章 结论与展望 |
| 8.1 论文的具体研究成果与创新点 |
| 8.2 展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间学术成果情况 |
| 指导教师及作者简介 |
| 致谢 |
（9）热释电双波长光纤测温仪的精度分析（论文提纲范文）
| 1 引 言 |
| 2 仪器结构与测温原理 |
| 2.1 仪器结构 |
| 2.2 测温原理 |
| 3 影响测温精度的几个因素 |
| 3.1 反射辐射 |
| 3.2 探测器周围环境的热辐射 |
| 3.3 系统工作波长的带宽 |
| 3.4 光路中选择性吸收气体的光谱吸收 |
| 4 结 论 |
（10）反射及发射率对光纤测温仪精度的影响及抑制（论文提纲范文）
| 1 引 言 |
| 2 仪器结构与测温原理 |
| 2.1 仪器结构 |
| 2.2 测温原理 |
| 3 反射辐射及待测面的光谱发射率对测温精度的影响 |
| 3.1 反射辐射对测温精度的影响 |
| 3.2 待测面的光谱发射率对测温精度的影响 |
| 4 反射辐射及待测面的光谱发射率对测温精度影响的抑制 |
| 4.1 反射辐射对测温精度影响的抑制 |
| 4.2 待测面的光谱发射率对测温精度影响的抑制 |
| 5 结果与结论 |
四、反射辐射和探测器本身的辐射对实时测温系统测温精度的影响及其抑制（论文参考文献）
- [1]航空发动机涡轮叶片辐射测温算法及系统设计研究[D]. 郑凯丰. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所), 2021(08)
- [2]航空发动机涡轮叶片温度及燃气浓度反演研究[D]. 赵莹泽. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所), 2021(01)
- [3]红外辐射基准载荷的高精度温控信息获取与处理技术[D]. 辛世杰. 中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所), 2021(01)
- [4]红外分焦平面偏振成像探测关键技术的研究[D]. 尹佳琪. 中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所), 2021(01)
- [5]热红外波段场地自动化定标方法的研究与设备研制[D]. 张允祥. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [6]高空飞机蒙皮长波红外辐射测量方法研究[D]. 马骏. 中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所), 2020(03)
- [7]基于纳米涂层的异质表面高质量红外实时成像校正方法[D]. 王逸嫔. 上海交通大学, 2020(09)
- [8]红外热像仪的辐射定标和测温误差分析[D]. 陆子凤. 中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）, 2010(11)
- [9]热释电双波长光纤测温仪的精度分析[J]. 施德恒,余本海,刘玉芳,孙金锋,朱遵略. 光学技术, 2006(03)
- [10]反射及发射率对光纤测温仪精度的影响及抑制[J]. 施德恒,刘玉芳,孙金锋,朱遵略. 激光与红外, 2006(05)