阵列式矩形空腔发射率研究

发布时间：2020-05-07 12:09

【摘要】：在用于评价红外成像系统性能的测试方法中,最小可分辨温差是需要测量的主要参数之一,它能够定量地反映出红外成像系统的灵敏度和分辨率。在经典的MRTD测试方法中,靶标和环境、靶标和黑体间都存在着换热,这种换热会对温差调节的灵活性和准确度造成影响。同时,靶标和黑体的组合使得无法获得连续可调的温差,限制了针对红外成像设备的测试能力。本文为了解决当前红外成像系统性能测试中尚存的问题,设计了一种温差可调的单元组合式空腔阵列。基于该阵列的结构模型,对其单元表面发射率进行理论分析,得出槽深宽比是影响单元表面发射率的最主要因素。根据接触式测量法原理,搭建相应的实验室测量系统,分别进行了发射率稳定性实验和温差功能测试。结果表明,单元组合式空腔阵列能够通过改变加热温度实现温差调节,可用于红外成像系统性能测试。在测温过程中,为了先确定物体表面的发射率,常用的辅助方法是采用发射率已知的物体作为参考物体。但是目前使用的参考物体有两个缺点,一是测温区间不够宽;二是在工作温度区间内,参考物体的发射率是一个定值,不能调节。本文对上述单元组合式空腔阵列结构加以改进,设计了一种深度渐变式空腔阵列。采用红外热像仪拍摄红外热图像,所选不同区域的表观温度各不相同,其大小由各单元表面发射率决定。实验测量了不同温度下样品表面三个区域的单元表面发射率值,结果表明,深度渐变式空腔阵列表面在法向具有稳定的发射率分布,可提供不同发射率的表面单元。
【图文】：

2.2 黑体及其辐射定律2.2.1 黑体介绍黑体辐射这一概念是由基尔霍夫首次提出的，因为黑体辐射是辐射测温的根本，所以黑体在辐射测温中具有非常大的作用。所谓的黑体，指的是一种处在任何温度下均不会透过和反射幅射能的物体[41]。根据能量守恒定律可知，能量落在物体表面将会发生吸收、反射和透射三种过程，这三个过程中的能量百分比遵循如下规律： 1（2-6）式中： 为吸收率； 为反射率； 为透射率。黑体的吸收率为 1，说明黑体吸收了辐射到它表面的所有能量。然而，，黑体只是一个抽象的科学概念，因为在自然条件下并不能够找到这样不反射能量的物体，所以目前的黑体产品全为人们研制的“人工黑体”[42]。图 2.1 列举了四种常见的近似黑体模型。

中国计量大学硕士学位论文面制造一个空腔，腔体将通过空反射后最终达到热平衡。腔体的腔体的有效辐射换热面随着其表覆盖一个曲面，如图 2.2 所示。图，物体 1 和物体 2 的表面积分别
【学位授予单位】：中国计量大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TB302.1

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本文编号：2652950